Vezessen be több magas hőmérsékletnek ellenálló gyantát
2021-05-21
A repülőgépiparban a korlátozott teherbírás maximalizálása érdekében az egyes alkatrészek súlykontrollja nagyon szigorú. A gyantaalapú kompozitokat kiváló általános tulajdonságaik miatt egyre inkább ezen a területen alkalmazzák. Az anyag mechanikai tulajdonságainak nagyon magas követelményei mellett a hőmérséklet-ellenállásra is magas követelmények vonatkoznak. Ma Changganger számos közös, magas hőmérsékletnek ellenálló gyantát mutat be.
Poliimid, angol neve Polyimide (a továbbiakban: PI), egy olyan típusú polimer, amely egy imidgyűrűt (-CO-NH-CO-) tartalmaz a fő láncban. Ez az egyik legjobb szerves polimer anyag, nagy átfogó teljesítménnyel. Magas hőmérsékleti ellenállása meghaladja a 400 ° C-ot, hosszú távú használati hőmérséklet-tartománya -200 és 300 ° C között van, nincs nyilvánvaló olvadáspontja, magas szigetelési teljesítménye, 3,0 dielektromos állandója 103 Hz-nél és csak dielektromos vesztesége. 0,004–0,007, F-hez tartozik.
Az ismétlődő egység kémiai szerkezete szerint a poliimid három típusba sorolható: alifás, félaromás és aromás poliimid. Termikus tulajdonságai szerint hőre lágyuló és hőre keményedő poliimidekre osztható.
Politetrafluor-etilén, angol neve Poly tetra fluor-etilén, rövidítve PTFE. Ha nem sokat tud erről a gyantáról, akkor nagyon ismeri a teflon és a teflon álnevet. Így van, a tapadásmentes serpenyőknél általában a bevonatot használják.
Ez az anyag ellenáll savaknak és bázisoknak, valamint különféle szerves oldószereknek, és szinte oldhatatlan minden oldószerben. Ugyanakkor a PTFE jellemzői a magas hőmérsékleti ellenállás, és a súrlódási együtthatója rendkívül alacsony, ezért kenőanyagként használható, és ideális bevonat a vízvezetékek belső rétegének könnyű tisztításához is.
Olvadáspontja olyan magas, mint 327 ° C, hosszú távú stabilitása -180 ~ 250 ° C lehet.
A polifenilén-éter egy nagy szilárdságú műanyag, amelyet az 1960-as években fejlesztettek ki. Kémiai neve: poli 2,6– dimetil – 1,4– fenil-éter, PPO (polifenilén-oxid) vagy PPE (polifenilén-éter). Polifenilén-oxidként vagy polifenilén-éterként ismert.
Magas hőállóságú, üvegesedési hőmérséklete 211 ° C, olvadáspontja 268 ° C, 330 ° C-ra történő hevülés hajlamos a bomlásra, minél magasabb a PPO-tartalom, annál jobb a hőállóság, a hőtorzulás hőmérséklete eléri a 190 ° C-ot
A PPO nem mérgező, átlátszó és viszonylag alacsony sűrűségű, kiváló mechanikai szilárdsággal, stressz relaxációs, kúszási, hőállósággal, vízállósággal, vízgőzállósággal és méretstabilitással rendelkezik. Jó elektromos tulajdonságokkal rendelkezik a hőmérséklet és a frekvencia széles tartományában. A fő hátrány a gyenge olvadékáram és a nehéz feldolgozás. A legtöbb gyakorlati alkalmazás MPPO (PPO keverékek vagy ötvözetek). Például a PS által módosított PPO nagymértékben javíthatja a feldolgozási teljesítményt. Javítja a repedésállóságot és az ütésállóságot, csökkenti a költségeket, és csak kissé csökkenti a hőállóságot és a fényességet.
A polifenilén-szulfid egy polifenilén-szulfid, egy hőre lágyuló gyanta, amelynek feniltio-csoportja van a molekula fő láncában, angolul PPS-ként rövidítve. A polifenilén-szulfid kristályos polimer.
A lehúzatlan rost nagy amorf régióval rendelkezik (kristályossága körülbelül 5%), és kristályosodási exoterm történik 125 ° C-on, az üvegesedési hőmérséklet 150 ° C; olvadáspontja 281 ° C. A húzott rost részleges kristályosodást eredményez a nyújtási folyamat során (30% -ra növelve), és a húzott rost hőkezelése 130-230 ° C hőmérsékleten 60-80-ra növelheti a kristályosságot %. Ezért a lehúzott szálnak nincs jelentős üvegátmenete vagy kristályosodási exotermje, olvadáspontja 284 ° C.
A hőkezelés után a kristályosság növekedésével a rost sűrűsége ennek megfelelően nő, a nyújtás előtti 1,33 g / cm3-ről a nyújtás után 1,34 g / cm3-re; hőkezelés után elérheti az 1,38 g / Cm³-t. Formázási zsugorodás: 0,7% Öntési hőmérséklet: 300-330 ° C.
A hőtorzulási hőmérséklet általában meghaladja a 260 fokot, és 180 és 220 ° C közötti hőmérséklet-tartományban alkalmazható. A PPS a műszaki műanyagok egyik legjobb hőálló fajtája.
A poliéter-éter-keton (angolul poli-éter-éter-keton, röviden PEEK) egy magas polimer, amely egy ismétlődő egységből áll, amely ketonkötést és két éterkötést tartalmaz a fő láncszerkezetben, és speciális polimer anyag. Olyan fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a magas hőmérsékleti ellenállás és a kémiai korrózióállóság. Ez egyfajta félkristályos polimer anyag, amelynek olvadáspontja 334 ° C, lágyulási pontja 168 ° C és szakítószilárdsága 132-148 MPa. Használható magas hőmérsékletnek ellenálló szerkezeti anyagként és elektromos szigetelő anyagként. Az erősítő anyag előállítható üvegszál vagy szénszál keverékével. Általában egy aromás dihidrogén-fenollal történő kondenzációval nyert poliarilén-éter-polimert alkalmaznak.
A PEEK kiváló hőállósággal és magas hőállósággal rendelkezik. Hosszú ideig használható 250 ° C-on. A pillanatnyi hőmérséklet elérheti a 300 ° C-ot. Nagy merevséggel, méretstabilitással és kis lineáris tágulási együtthatóval rendelkezik. Közel van a fémalumíniumhoz. A PEEK kémiai stabilitása jó. Erős korrózióállósággal rendelkezik savakkal, lúgokkal és szinte minden szerves oldószerrel szemben, emellett égésgátló és sugárzásálló. A PEEK kiválóan ellenáll a csúszó kopásnak és a habosodásnak, különösen 250 ° C-on. Nagy kopásállóság és alacsony súrlódási tényező; ezenkívül a PEEK könnyen extrudálható és fröccsönthető.
A bismaleimid (BMI) egy másik típusú gyantarendszer, amely a poliimid gyantarendszerből származik. Ez egy bifunkciós vegyület, amelynek aktív végcsoportja a maleimid (MI). Hasonló folyékonyság és formálhatóság ugyanolyan általános módszerrel feldolgozható, mint az epoxigyanta, amely kiküszöböli az epoxigyanta viszonylag alacsony hőállóságának hiányosságait. Ezért az elmúlt két évtizedben gyorsan fejlesztették és széles körben használták. .
A BMI tartalmaz benzolgyűrűt, imid heterociklusos gyűrűt és nagy térhálósűrűséget, így a kikeményített termék kiváló hőállósággal rendelkezik, Tg-je általában meghaladja a 250 ° C-ot, és a felhasználási hőmérséklet-tartomány 177 ° C és 232 ° C között van. Az etilén-diamin az alifás BMI-ben a legstabilabb, és a termikus bomlási hőmérséklet (Td) csökken, ha a metiléncsoportok száma növekszik. Az aromás BMI Td-je általában magasabb, mint az alifás BMI-je, amelyből 2,4. A diaminobenzolok Td-je magasabb, mint más típusok. Ezenkívül a Td szoros kapcsolatban áll a térhálósűrűséggel, és a Td növekszik a térhálósűrűség növekedésével egy bizonyos tartományon belül.
A furángyanta a szterolokból és furfurálokból előállított gyantákra vonatkozik, amelyek nyersanyagként furángyűrűket tartalmaznak. Erős savak hatására oldhatatlan és infúziós szilárd anyagokká gyógyul. A típusok szteringyanták, furfurol gyanták, fluorenon gyanták, fluorenon-formaldehid gyanták stb.
Ez a gyűrű a furán gyűrű
A hőálló anyag furán üvegszállal erősített kompozit anyag hőállóbb, mint az általános fenolos üvegszállal erősített kompozit anyag, és hosszú ideig 150 ° C körüli hőmérsékleten használható.
A cianátgyanta egy új típusú hőre keményedő gyanta, amely két vagy több cianát funkciós csoportot (-OCN) tartalmaz az 1960-as években kifejlesztett molekulaszerkezetben. Molekuláris szerkezete: NCO-R-OCN; cianátészter gyantát triazin A gyantának is nevezik, az angol teljes neve Triazine A gyanta, TA gyanta, Cianát gyanta, rövidítve CE.
A CE cianát-észter kiváló magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, nagyobb hajlítószilárdsággal és szakítószilárdsággal rendelkezik, mint a kétfunkciós epoxigyanta; nagyon alacsony vízfelvétel (<1,5%); alacsony öntési zsugorodás, jó méretstabilitás; hőállóság Jó tulajdonságok, az üvegesedési hőmérséklet 240 ~ 260 ° C, legfeljebb 400 ° C, módosítást követően 170 ° C-on gyógyítható; hő- és nedvességállóság, égésgátlás, tapadás nagyon jó, üvegszál, szénszál, kvarcszál Az erősítő anyagok, például a bajusz jó kötési tulajdonságokkal rendelkeznek; kiváló elektromos tulajdonságok, rendkívül alacsony dielektromos állandó (2,8 ~ 3,2) és dielektromos veszteség tangens (0,002 ~ 0,008), valamint a dielektromos tulajdonságok a hőmérséklethez és az elektromágneses hullám frekvenciájához viszonyítva A változások egyedülálló stabilitást mutatnak (azaz szélessávúak).
A poliariletinil (PAA) gyanták a nagy teljesítményű polimerek osztálya, amelyet etinil aromás szénhidrogének addíciós polimerizációjával állítanak elő. Ideális anyag szálerősítésű ablációval szemben ellenálló, magas szén-dioxid-tartalmú gyanta számára, és széles körben alkalmazzák az űripari anyagokban, például a rakétafúvókákban és a rakétamotorok fúvókáiban.
Az úgynevezett magas hőmérséklet viszonylag nagy. Általában a gyanta alapú kompozit anyag hőállósága valamivel alacsonyabb, mint a kompozit anyagoké, például a fémalapú és a kerámiaalapú anyagoké. A kompozit anyagok legnagyobb vonzereje azonban a tervezhetőségükben rejlik. Ésszerű tervezés és öntési folyamat révén fejleszthetik erősségeiket és elkerülhetik a gyengeségeket.
Egyetlen anyag sem tökéletes, nem tökéletes, ezért van hová fejlődni. A jövőben sok szakember közös erőfeszítéseivel több új anyag jelenik meg, és a polimer alapú kompozit anyagok minden bizonnyal nagyobb szerepet fognak játszani.
A technológia ösztönzi a társadalmi fejlődést, és az anyagok megváltoztatják a világot!
Poliimid, angol neve Polyimide (a továbbiakban: PI), egy olyan típusú polimer, amely egy imidgyűrűt (-CO-NH-CO-) tartalmaz a fő láncban. Ez az egyik legjobb szerves polimer anyag, nagy átfogó teljesítménnyel. Magas hőmérsékleti ellenállása meghaladja a 400 ° C-ot, hosszú távú használati hőmérséklet-tartománya -200 és 300 ° C között van, nincs nyilvánvaló olvadáspontja, magas szigetelési teljesítménye, 3,0 dielektromos állandója 103 Hz-nél és csak dielektromos vesztesége. 0,004–0,007, F-hez tartozik.
Az ismétlődő egység kémiai szerkezete szerint a poliimid három típusba sorolható: alifás, félaromás és aromás poliimid. Termikus tulajdonságai szerint hőre lágyuló és hőre keményedő poliimidekre osztható.
Politetrafluor-etilén, angol neve Poly tetra fluor-etilén, rövidítve PTFE. Ha nem sokat tud erről a gyantáról, akkor nagyon ismeri a teflon és a teflon álnevet. Így van, a tapadásmentes serpenyőknél általában a bevonatot használják.
Ez az anyag ellenáll savaknak és bázisoknak, valamint különféle szerves oldószereknek, és szinte oldhatatlan minden oldószerben. Ugyanakkor a PTFE jellemzői a magas hőmérsékleti ellenállás, és a súrlódási együtthatója rendkívül alacsony, ezért kenőanyagként használható, és ideális bevonat a vízvezetékek belső rétegének könnyű tisztításához is.
Olvadáspontja olyan magas, mint 327 ° C, hosszú távú stabilitása -180 ~ 250 ° C lehet.
A polifenilén-éter egy nagy szilárdságú műanyag, amelyet az 1960-as években fejlesztettek ki. Kémiai neve: poli 2,6– dimetil – 1,4– fenil-éter, PPO (polifenilén-oxid) vagy PPE (polifenilén-éter). Polifenilén-oxidként vagy polifenilén-éterként ismert.
Magas hőállóságú, üvegesedési hőmérséklete 211 ° C, olvadáspontja 268 ° C, 330 ° C-ra történő hevülés hajlamos a bomlásra, minél magasabb a PPO-tartalom, annál jobb a hőállóság, a hőtorzulás hőmérséklete eléri a 190 ° C-ot
A PPO nem mérgező, átlátszó és viszonylag alacsony sűrűségű, kiváló mechanikai szilárdsággal, stressz relaxációs, kúszási, hőállósággal, vízállósággal, vízgőzállósággal és méretstabilitással rendelkezik. Jó elektromos tulajdonságokkal rendelkezik a hőmérséklet és a frekvencia széles tartományában. A fő hátrány a gyenge olvadékáram és a nehéz feldolgozás. A legtöbb gyakorlati alkalmazás MPPO (PPO keverékek vagy ötvözetek). Például a PS által módosított PPO nagymértékben javíthatja a feldolgozási teljesítményt. Javítja a repedésállóságot és az ütésállóságot, csökkenti a költségeket, és csak kissé csökkenti a hőállóságot és a fényességet.
A polifenilén-szulfid egy polifenilén-szulfid, egy hőre lágyuló gyanta, amelynek feniltio-csoportja van a molekula fő láncában, angolul PPS-ként rövidítve. A polifenilén-szulfid kristályos polimer.
A lehúzatlan rost nagy amorf régióval rendelkezik (kristályossága körülbelül 5%), és kristályosodási exoterm történik 125 ° C-on, az üvegesedési hőmérséklet 150 ° C; olvadáspontja 281 ° C. A húzott rost részleges kristályosodást eredményez a nyújtási folyamat során (30% -ra növelve), és a húzott rost hőkezelése 130-230 ° C hőmérsékleten 60-80-ra növelheti a kristályosságot %. Ezért a lehúzott szálnak nincs jelentős üvegátmenete vagy kristályosodási exotermje, olvadáspontja 284 ° C.
A hőkezelés után a kristályosság növekedésével a rost sűrűsége ennek megfelelően nő, a nyújtás előtti 1,33 g / cm3-ről a nyújtás után 1,34 g / cm3-re; hőkezelés után elérheti az 1,38 g / Cm³-t. Formázási zsugorodás: 0,7% Öntési hőmérséklet: 300-330 ° C.
A hőtorzulási hőmérséklet általában meghaladja a 260 fokot, és 180 és 220 ° C közötti hőmérséklet-tartományban alkalmazható. A PPS a műszaki műanyagok egyik legjobb hőálló fajtája.
A poliéter-éter-keton (angolul poli-éter-éter-keton, röviden PEEK) egy magas polimer, amely egy ismétlődő egységből áll, amely ketonkötést és két éterkötést tartalmaz a fő láncszerkezetben, és speciális polimer anyag. Olyan fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a magas hőmérsékleti ellenállás és a kémiai korrózióállóság. Ez egyfajta félkristályos polimer anyag, amelynek olvadáspontja 334 ° C, lágyulási pontja 168 ° C és szakítószilárdsága 132-148 MPa. Használható magas hőmérsékletnek ellenálló szerkezeti anyagként és elektromos szigetelő anyagként. Az erősítő anyag előállítható üvegszál vagy szénszál keverékével. Általában egy aromás dihidrogén-fenollal történő kondenzációval nyert poliarilén-éter-polimert alkalmaznak.
A PEEK kiváló hőállósággal és magas hőállósággal rendelkezik. Hosszú ideig használható 250 ° C-on. A pillanatnyi hőmérséklet elérheti a 300 ° C-ot. Nagy merevséggel, méretstabilitással és kis lineáris tágulási együtthatóval rendelkezik. Közel van a fémalumíniumhoz. A PEEK kémiai stabilitása jó. Erős korrózióállósággal rendelkezik savakkal, lúgokkal és szinte minden szerves oldószerrel szemben, emellett égésgátló és sugárzásálló. A PEEK kiválóan ellenáll a csúszó kopásnak és a habosodásnak, különösen 250 ° C-on. Nagy kopásállóság és alacsony súrlódási tényező; ezenkívül a PEEK könnyen extrudálható és fröccsönthető.
A bismaleimid (BMI) egy másik típusú gyantarendszer, amely a poliimid gyantarendszerből származik. Ez egy bifunkciós vegyület, amelynek aktív végcsoportja a maleimid (MI). Hasonló folyékonyság és formálhatóság ugyanolyan általános módszerrel feldolgozható, mint az epoxigyanta, amely kiküszöböli az epoxigyanta viszonylag alacsony hőállóságának hiányosságait. Ezért az elmúlt két évtizedben gyorsan fejlesztették és széles körben használták. .
A BMI tartalmaz benzolgyűrűt, imid heterociklusos gyűrűt és nagy térhálósűrűséget, így a kikeményített termék kiváló hőállósággal rendelkezik, Tg-je általában meghaladja a 250 ° C-ot, és a felhasználási hőmérséklet-tartomány 177 ° C és 232 ° C között van. Az etilén-diamin az alifás BMI-ben a legstabilabb, és a termikus bomlási hőmérséklet (Td) csökken, ha a metiléncsoportok száma növekszik. Az aromás BMI Td-je általában magasabb, mint az alifás BMI-je, amelyből 2,4. A diaminobenzolok Td-je magasabb, mint más típusok. Ezenkívül a Td szoros kapcsolatban áll a térhálósűrűséggel, és a Td növekszik a térhálósűrűség növekedésével egy bizonyos tartományon belül.
A furángyanta a szterolokból és furfurálokból előállított gyantákra vonatkozik, amelyek nyersanyagként furángyűrűket tartalmaznak. Erős savak hatására oldhatatlan és infúziós szilárd anyagokká gyógyul. A típusok szteringyanták, furfurol gyanták, fluorenon gyanták, fluorenon-formaldehid gyanták stb.
Ez a gyűrű a furán gyűrű
A hőálló anyag furán üvegszállal erősített kompozit anyag hőállóbb, mint az általános fenolos üvegszállal erősített kompozit anyag, és hosszú ideig 150 ° C körüli hőmérsékleten használható.
A cianátgyanta egy új típusú hőre keményedő gyanta, amely két vagy több cianát funkciós csoportot (-OCN) tartalmaz az 1960-as években kifejlesztett molekulaszerkezetben. Molekuláris szerkezete: NCO-R-OCN; cianátészter gyantát triazin A gyantának is nevezik, az angol teljes neve Triazine A gyanta, TA gyanta, Cianát gyanta, rövidítve CE.
A CE cianát-észter kiváló magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, nagyobb hajlítószilárdsággal és szakítószilárdsággal rendelkezik, mint a kétfunkciós epoxigyanta; nagyon alacsony vízfelvétel (<1,5%); alacsony öntési zsugorodás, jó méretstabilitás; hőállóság Jó tulajdonságok, az üvegesedési hőmérséklet 240 ~ 260 ° C, legfeljebb 400 ° C, módosítást követően 170 ° C-on gyógyítható; hő- és nedvességállóság, égésgátlás, tapadás nagyon jó, üvegszál, szénszál, kvarcszál Az erősítő anyagok, például a bajusz jó kötési tulajdonságokkal rendelkeznek; kiváló elektromos tulajdonságok, rendkívül alacsony dielektromos állandó (2,8 ~ 3,2) és dielektromos veszteség tangens (0,002 ~ 0,008), valamint a dielektromos tulajdonságok a hőmérséklethez és az elektromágneses hullám frekvenciájához viszonyítva A változások egyedülálló stabilitást mutatnak (azaz szélessávúak).
A poliariletinil (PAA) gyanták a nagy teljesítményű polimerek osztálya, amelyet etinil aromás szénhidrogének addíciós polimerizációjával állítanak elő. Ideális anyag szálerősítésű ablációval szemben ellenálló, magas szén-dioxid-tartalmú gyanta számára, és széles körben alkalmazzák az űripari anyagokban, például a rakétafúvókákban és a rakétamotorok fúvókáiban.
Az úgynevezett magas hőmérséklet viszonylag nagy. Általában a gyanta alapú kompozit anyag hőállósága valamivel alacsonyabb, mint a kompozit anyagoké, például a fémalapú és a kerámiaalapú anyagoké. A kompozit anyagok legnagyobb vonzereje azonban a tervezhetőségükben rejlik. Ésszerű tervezés és öntési folyamat révén fejleszthetik erősségeiket és elkerülhetik a gyengeségeket.
Egyetlen anyag sem tökéletes, nem tökéletes, ezért van hová fejlődni. A jövőben sok szakember közös erőfeszítéseivel több új anyag jelenik meg, és a polimer alapú kompozit anyagok minden bizonnyal nagyobb szerepet fognak játszani.
A technológia ösztönzi a társadalmi fejlődést, és az anyagok megváltoztatják a világot!
