Esittele useita korkean lämpötilan kestäviä hartseja
2021-05-21
Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa rajoitetun kantokyvyn maksimoimiseksi kunkin komponentin painonhallinta on erittäin tiukkaa. Hartsipohjaisia komposiitteja käytetään yhä enemmän tällä alalla, koska niillä on erinomaiset yleiset ominaisuudet. Materiaalin mekaanisten ominaisuuksien erittäin korkeiden vaatimusten lisäksi lämpötilan kestävyydelle asetetaan korkeat vaatimukset. Nykyään Changganger esittelee useita yleisiä korkean lämpötilan kestäviä hartseja.
Polyimidi, englanninkielinen nimi Polyimide (kutsutaan PI), polymeerityyppi, joka sisältää imidirenkaan (-CO-NH-CO-) pääketjussa. Se on yksi parhaista orgaanisista polymeerimateriaaleista, jolla on korkea kattava suorituskyky. Sen korkean lämpötilan kestävyys on yli 400 ° C, pitkäaikainen käyttölämpötila-alue -200 - 300 ° C, ei selvää sulamispistettä, korkea eristysteho, dielektrisyysvakio 3,0 taajuudella 103 Hz ja vain dielektrinen häviö. 0,004 - 0,007, kuuluvat F: lle H: lle.
Toistuvan yksikön kemiallisen rakenteen mukaan polyimidi voidaan luokitella kolmeen tyyppiin: alifaattinen, puoliaromaattinen ja aromaattinen polyimidi. Lämpöominaisuuksien mukaan se voidaan jakaa kestomuovi- ja lämpökovettuviin polyimideihin.
Polytetrafluorieteeni, englanninkielinen nimi on Poly tetra fluoroetyleeni, lyhennettynä PTFE. Jos et tiedä paljoa tästä hartsista, voit olla hyvin perehtynyt aliaksiin Teflon ja Teflon. Aivan oikein, se on pinnoite, jota käytetään yleisesti tarttumattomissa pannuissa.
Tämä materiaali kestää happoja ja emäksiä sekä erilaisia orgaanisia liuottimia ja on lähes liukenematon kaikkiin liuottimiin. Samanaikaisesti PTFE: llä on korkean lämpötilan kestävyyden ominaisuudet ja sen kitkakerroin on erittäin pieni, joten sitä voidaan käyttää voiteluaineena ja se on myös ihanteellinen pinnoite vesiputkien sisäkerroksen helppoon puhdistamiseen.
Sen sulamispiste on niinkin korkea kuin 327 ° C, sen pitkäaikainen stabiilisuus voi olla -180 ~ 250 ° C.
Polyfenyleenieetteri on erittäin luja tekninen muovi, joka on kehitetty 1960-luvulla. Sen kemiallinen nimi on poly 2,6 - dimetyyli - 1,4 - fenyylieetteri, PPO (polyfenyleenioksidi) tai PPE (polyfenyleenieetteri). Tunnetaan polyfenyleenioksidina tai polyfenyleenieetterinä.
Sen lämmönkestävyys on korkea, lasittumislämpötila on 211 ° C, sulamispiste 268 ° C, kuumennettaessa 330 ° C: seen on taipumus hajota, mitä suurempi PPO-pitoisuus, sitä parempi lämmönkestävyys, lämmön vääristymälämpötila voi saavuttaa 190 ° C.
PPO on myrkytön, läpinäkyvä ja suhteellisen alhainen tiheydeltään, ja sillä on erinomainen mekaaninen lujuus, stressin rentoutumisen kestävyys, ryömimiskestävyys, lämmönkestävyys, vedenkestävyys, vesihöyrynkestävyys ja mittastabiilisuus. Sillä on hyvät sähköiset ominaisuudet laajalla lämpötila- ja taajuusalueella. Suurimpia haittoja ovat huono sulavirta ja vaikea käsittely. Suurin osa käytännön sovelluksista on MPPO (PPO-seokset tai -seokset). Esimerkiksi muokattu PSO voi parantaa huomattavasti prosessointitehokkuutta. Parantaa rasituskestävyyttä ja iskunkestävyyttä, vähentää kustannuksia ja vähentää vain vähän lämmönkestävyyttä ja kiiltoa.
Polyfenyleenisulfidi on polyfenyleenisulfidi, termoplastinen hartsi, jossa molekyylin pääketjussa on fenyylitioryhmä, lyhennettynä englanniksi PPS. Polyfenyleenisulfidi on kiteinen polymeeri.
Vedämättömällä kuidulla on suuri amorfinen alue (kiteisyys noin 5%), ja kiteytyseksotermia tapahtuu 125 ° C: ssa, lasittumislämpötila on 150 ° C; ja sulamispiste on 281 ° C. Vedetty kuitu tuottaa osittaista kiteytymistä venytysprosessin aikana (korotettuna 30%: iin) ja vedetyn kuidun lämpökäsittely lämpötilassa 130-230 ° C voi lisätä kiteisyyden 60-80 %. Siksi vedetyllä kuidulla ei ole merkittävää lasisiirtymää tai kiteytymisen eksotermia ja sen sulamispiste on 284 ° C.
Kiteisyyden lisääntyessä venyttämisen jälkeen lämpökovettumisen jälkeen kuidun tiheys kasvaa vastaavasti 1,33 g / cm3: sta ennen venyttämistä 1,34 g / cm3: een venytyksen jälkeen; lämpökäsittelyn jälkeen se voi olla 1,38 g / Cm³. Muovien kutistuminen: 0,7% Muovauslämpötila: 300-330 ° C.
Lämmön vääristymälämpötila on yleensä yli 260 astetta ja sitä voidaan käyttää lämpötila-alueella 180 - 220 ° C. PPS on yksi parhaimmista kuumuutta kestävistä muoveista.
Polyeetterieetteriketoni (englanninkielinen poly-eetteri-eetteriketoni, lyhyesti PEEK) on korkea polymeeri, joka koostuu toistuvasta yksiköstä, joka sisältää ketonisidoksen ja kaksi eetterisidosta pääketjurakenteessa, ja se on erityinen polymeerimateriaali. Sillä on fysikaalis-kemiallinen ominaisuus, kuten korkean lämpötilan kestävyys ja kemiallinen korroosionkestävyys. Se on eräänlainen puolikiteinen polymeerimateriaali, jonka sulamispiste on 334 ° C, pehmenemispiste 168 ° C ja vetolujuus 132-148 MPa. Sitä voidaan käyttää korkean lämpötilan kestävänä rakennemateriaalina ja sähköeristemateriaalina. Vahvistusmateriaali voidaan valmistaa sekoittamalla lasikuitu tai hiilikuitu. Yleensä käytetään polyyleenieetteripolymeerityyppiä, joka on saatu kondensoimalla aromaattisella dihydrofenolilla.
PEEKillä on erinomainen lämmönkestävyys ja korkean lämpötilan kestävyys. Sitä voidaan käyttää pitkään 250 ° C: ssa. Hetkellinen lämpötila voi nousta 300 ° C: seen. Sillä on suuri jäykkyys, mittastabiilisuus ja pieni lineaarisen laajenemiskerroin. Se on lähellä metallialumiinia. PEEKillä on hyvä kemiallinen stabiilisuus. Sillä on vahva korroosionkestävyys hapoille, emäksille ja melkein kaikille orgaanisille liuottimille, ja sillä on palonestoaineen ja säteilynkestävyyden ominaisuudet. PEEKillä on erinomainen kestävyys liukuvaa kulumista ja hankautumista vastaan, varsinkin 250 ° C: ssa. Korkea kulutuskestävyys ja alhainen kitkakerroin; lisäksi PEEK on helppo puristaa ja ruiskupuristaa.
Bismaleimidi (BMI) on toisen tyyppinen hartsijärjestelmä, joka on johdettu polyimidihartsijärjestelmästä. Se on kaksitoiminen yhdiste, jonka aktiivisena pääryhmänä on maleimidi (MI). Samanlainen juoksevuus ja muovattavuus voidaan prosessoida samalla yleisellä menetelmällä kuin epoksihartsi, joka poistaa epoksihartsin suhteellisen alhaisen lämmönkestävyyden puutteet. Siksi sitä on kehitetty ja käytetty laajalti kahden viime vuosikymmenen aikana. .
BMI sisältää bentseenirenkaan, imidiheterosyklisen renkaan ja suuren silloitustiheyden, joten kovetetun tuotteen lämmönkestävyys on erinomainen ja sen Tg on yleensä yli 250 ° C ja käyttölämpötila-alue on noin 177 - 232 ° C. Alifaattisen painoindeksin mukainen etyleenidiamiini on vakain ja lämpöhajoamislämpötila (Td) laskee metyleeniryhmien määrän kasvaessa. Aromaattisen BMI: n Td on yleensä korkeampi kuin alifaattisen BMI: n, josta 2,4. Diaminobentseenien Td on korkeampi kuin muilla. Lisäksi Td: llä on läheinen yhteys silloitteen tiheyteen ja Td kasvaa silloitteen tiheyden kasvaessa tietyllä alueella.
Furaanihartsi on yleinen termi steroleista ja furfuraaleista valmistetuille hartseille, joiden raaka-aineena ovat furaanirenkaat. Se kovettuu liukenemattomiksi ja infusoitumattomiksi kiintoaineiksi voimakkaiden happojen vaikutuksesta. Tyypit ovat sterolihartsit, furfuraalihartsit, fluorenonihartsit, fluorenoni-formaldehydihartsit jne.
Tämä rengas on furaanirengas
Lämmönkestävällä furaanilasikuituvahvisteisella komposiittimateriaalilla on suurempi lämmönkestävyys kuin yleisellä fenolisella lasikuituvahvisteisella komposiittimateriaalilla, ja sitä voidaan käyttää pitkään noin 150 ° C: ssa.
Syanaattihartsi on uudentyyppinen lämpökovettuva hartsi, jossa on kaksi tai useampia syanaatin funktionaalisia ryhmiä (-OCN) 1960-luvulla kehitetyssä molekyylirakenteessa. Sen molekyylirakenne on: NCO-R-OCN; syaanihappoesterihartsia kutsutaan myös triatsiini A -hartsiksi, englannin täydellinen nimi on Triatsiini A -hartsi, TA-hartsi, syaanihartsi, lyhennettynä CE.
Syanaattiesterillä CE on erinomaiset korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet, suurempi taivutuslujuus ja vetolujuus kuin kaksitoiminnallisella epoksihartsilla; erittäin alhainen veden imeytyminen (<1,5%); alhainen muovauksen kutistuminen, hyvä mittavakaus lämmönkestävyys Hyvät ominaisuudet, lasittumislämpötila 240 ~ 260 ° C, jopa 400 ° C, voidaan kovettaa 170 ° C: ssa muuntamisen jälkeen; lämmön ja kosteuden kestävyys, palamista hidastava vaikutus, tarttuvuus on erittäin hyvä, ja lasikuidulla, hiilikuidulla, kvartsikuidulla Vahvistusmateriaaleilla, kuten viiksillä, on hyvät tarttuvuusominaisuudet; erinomaiset sähköiset ominaisuudet, erittäin matala dielektrisyysvakio (2,8 ~ 3,2) ja dielektrisen häviön tangentti (0,002 ~ 0,008) ja dielektriset ominaisuudet lämpötilaan ja sähkömagneettisen aallon taajuuteen nähden Muutokset osoittavat ainutlaatuisen vakauden (ts. niillä on laajakaista).
Polyaryletynyyli (PAA) -hartsit ovat luokka korkean suorituskyvyn polymeerejä, jotka muodostuvat lisäämällä etynyyli-aromaattisia hiilivetyjä. Se on ihanteellinen materiaali kuituvahvistetulle ablaatiota kestävälle hiilihartsille, ja sitä käytetään laajalti avaruusteollisuuden materiaaleissa, kuten rakettisuuttimissa ja ohjusmoottorisuuttimissa.
Niin sanottu korkea lämpötila on suhteellisen suuri. Yleensä hartsipohjaisen komposiittimateriaalin lämpötilan kestävyys on hieman huonompi kuin komposiittimateriaalien, kuten metalli- ja keraamipohjaisten materiaalien. Suurin vetovoima komposiittimateriaaleista on kuitenkin niiden suunnittelussa. Kohtuullisen suunnittelun ja muovausprosessin avulla he voivat kehittää vahvuuksiaan ja välttää heikkouksia.
Mikään materiaali ei ole täydellinen, ei täydellinen, joten parantamisen varaa on. Tulevaisuudessa monien ammattilaisten yhteisillä ponnisteluilla syntyy lisää uusia materiaaleja, ja polymeeripohjaisilla komposiittimateriaaleilla on varmasti suurempi rooli.
Teknologia ohjaa sosiaalista kehitystä, ja materiaalit muuttavat maailmaa!
Polyimidi, englanninkielinen nimi Polyimide (kutsutaan PI), polymeerityyppi, joka sisältää imidirenkaan (-CO-NH-CO-) pääketjussa. Se on yksi parhaista orgaanisista polymeerimateriaaleista, jolla on korkea kattava suorituskyky. Sen korkean lämpötilan kestävyys on yli 400 ° C, pitkäaikainen käyttölämpötila-alue -200 - 300 ° C, ei selvää sulamispistettä, korkea eristysteho, dielektrisyysvakio 3,0 taajuudella 103 Hz ja vain dielektrinen häviö. 0,004 - 0,007, kuuluvat F: lle H: lle.
Toistuvan yksikön kemiallisen rakenteen mukaan polyimidi voidaan luokitella kolmeen tyyppiin: alifaattinen, puoliaromaattinen ja aromaattinen polyimidi. Lämpöominaisuuksien mukaan se voidaan jakaa kestomuovi- ja lämpökovettuviin polyimideihin.
Polytetrafluorieteeni, englanninkielinen nimi on Poly tetra fluoroetyleeni, lyhennettynä PTFE. Jos et tiedä paljoa tästä hartsista, voit olla hyvin perehtynyt aliaksiin Teflon ja Teflon. Aivan oikein, se on pinnoite, jota käytetään yleisesti tarttumattomissa pannuissa.
Tämä materiaali kestää happoja ja emäksiä sekä erilaisia orgaanisia liuottimia ja on lähes liukenematon kaikkiin liuottimiin. Samanaikaisesti PTFE: llä on korkean lämpötilan kestävyyden ominaisuudet ja sen kitkakerroin on erittäin pieni, joten sitä voidaan käyttää voiteluaineena ja se on myös ihanteellinen pinnoite vesiputkien sisäkerroksen helppoon puhdistamiseen.
Sen sulamispiste on niinkin korkea kuin 327 ° C, sen pitkäaikainen stabiilisuus voi olla -180 ~ 250 ° C.
Polyfenyleenieetteri on erittäin luja tekninen muovi, joka on kehitetty 1960-luvulla. Sen kemiallinen nimi on poly 2,6 - dimetyyli - 1,4 - fenyylieetteri, PPO (polyfenyleenioksidi) tai PPE (polyfenyleenieetteri). Tunnetaan polyfenyleenioksidina tai polyfenyleenieetterinä.
Sen lämmönkestävyys on korkea, lasittumislämpötila on 211 ° C, sulamispiste 268 ° C, kuumennettaessa 330 ° C: seen on taipumus hajota, mitä suurempi PPO-pitoisuus, sitä parempi lämmönkestävyys, lämmön vääristymälämpötila voi saavuttaa 190 ° C.
PPO on myrkytön, läpinäkyvä ja suhteellisen alhainen tiheydeltään, ja sillä on erinomainen mekaaninen lujuus, stressin rentoutumisen kestävyys, ryömimiskestävyys, lämmönkestävyys, vedenkestävyys, vesihöyrynkestävyys ja mittastabiilisuus. Sillä on hyvät sähköiset ominaisuudet laajalla lämpötila- ja taajuusalueella. Suurimpia haittoja ovat huono sulavirta ja vaikea käsittely. Suurin osa käytännön sovelluksista on MPPO (PPO-seokset tai -seokset). Esimerkiksi muokattu PSO voi parantaa huomattavasti prosessointitehokkuutta. Parantaa rasituskestävyyttä ja iskunkestävyyttä, vähentää kustannuksia ja vähentää vain vähän lämmönkestävyyttä ja kiiltoa.
Polyfenyleenisulfidi on polyfenyleenisulfidi, termoplastinen hartsi, jossa molekyylin pääketjussa on fenyylitioryhmä, lyhennettynä englanniksi PPS. Polyfenyleenisulfidi on kiteinen polymeeri.
Vedämättömällä kuidulla on suuri amorfinen alue (kiteisyys noin 5%), ja kiteytyseksotermia tapahtuu 125 ° C: ssa, lasittumislämpötila on 150 ° C; ja sulamispiste on 281 ° C. Vedetty kuitu tuottaa osittaista kiteytymistä venytysprosessin aikana (korotettuna 30%: iin) ja vedetyn kuidun lämpökäsittely lämpötilassa 130-230 ° C voi lisätä kiteisyyden 60-80 %. Siksi vedetyllä kuidulla ei ole merkittävää lasisiirtymää tai kiteytymisen eksotermia ja sen sulamispiste on 284 ° C.
Kiteisyyden lisääntyessä venyttämisen jälkeen lämpökovettumisen jälkeen kuidun tiheys kasvaa vastaavasti 1,33 g / cm3: sta ennen venyttämistä 1,34 g / cm3: een venytyksen jälkeen; lämpökäsittelyn jälkeen se voi olla 1,38 g / Cm³. Muovien kutistuminen: 0,7% Muovauslämpötila: 300-330 ° C.
Lämmön vääristymälämpötila on yleensä yli 260 astetta ja sitä voidaan käyttää lämpötila-alueella 180 - 220 ° C. PPS on yksi parhaimmista kuumuutta kestävistä muoveista.
Polyeetterieetteriketoni (englanninkielinen poly-eetteri-eetteriketoni, lyhyesti PEEK) on korkea polymeeri, joka koostuu toistuvasta yksiköstä, joka sisältää ketonisidoksen ja kaksi eetterisidosta pääketjurakenteessa, ja se on erityinen polymeerimateriaali. Sillä on fysikaalis-kemiallinen ominaisuus, kuten korkean lämpötilan kestävyys ja kemiallinen korroosionkestävyys. Se on eräänlainen puolikiteinen polymeerimateriaali, jonka sulamispiste on 334 ° C, pehmenemispiste 168 ° C ja vetolujuus 132-148 MPa. Sitä voidaan käyttää korkean lämpötilan kestävänä rakennemateriaalina ja sähköeristemateriaalina. Vahvistusmateriaali voidaan valmistaa sekoittamalla lasikuitu tai hiilikuitu. Yleensä käytetään polyyleenieetteripolymeerityyppiä, joka on saatu kondensoimalla aromaattisella dihydrofenolilla.
PEEKillä on erinomainen lämmönkestävyys ja korkean lämpötilan kestävyys. Sitä voidaan käyttää pitkään 250 ° C: ssa. Hetkellinen lämpötila voi nousta 300 ° C: seen. Sillä on suuri jäykkyys, mittastabiilisuus ja pieni lineaarisen laajenemiskerroin. Se on lähellä metallialumiinia. PEEKillä on hyvä kemiallinen stabiilisuus. Sillä on vahva korroosionkestävyys hapoille, emäksille ja melkein kaikille orgaanisille liuottimille, ja sillä on palonestoaineen ja säteilynkestävyyden ominaisuudet. PEEKillä on erinomainen kestävyys liukuvaa kulumista ja hankautumista vastaan, varsinkin 250 ° C: ssa. Korkea kulutuskestävyys ja alhainen kitkakerroin; lisäksi PEEK on helppo puristaa ja ruiskupuristaa.
Bismaleimidi (BMI) on toisen tyyppinen hartsijärjestelmä, joka on johdettu polyimidihartsijärjestelmästä. Se on kaksitoiminen yhdiste, jonka aktiivisena pääryhmänä on maleimidi (MI). Samanlainen juoksevuus ja muovattavuus voidaan prosessoida samalla yleisellä menetelmällä kuin epoksihartsi, joka poistaa epoksihartsin suhteellisen alhaisen lämmönkestävyyden puutteet. Siksi sitä on kehitetty ja käytetty laajalti kahden viime vuosikymmenen aikana. .
BMI sisältää bentseenirenkaan, imidiheterosyklisen renkaan ja suuren silloitustiheyden, joten kovetetun tuotteen lämmönkestävyys on erinomainen ja sen Tg on yleensä yli 250 ° C ja käyttölämpötila-alue on noin 177 - 232 ° C. Alifaattisen painoindeksin mukainen etyleenidiamiini on vakain ja lämpöhajoamislämpötila (Td) laskee metyleeniryhmien määrän kasvaessa. Aromaattisen BMI: n Td on yleensä korkeampi kuin alifaattisen BMI: n, josta 2,4. Diaminobentseenien Td on korkeampi kuin muilla. Lisäksi Td: llä on läheinen yhteys silloitteen tiheyteen ja Td kasvaa silloitteen tiheyden kasvaessa tietyllä alueella.
Furaanihartsi on yleinen termi steroleista ja furfuraaleista valmistetuille hartseille, joiden raaka-aineena ovat furaanirenkaat. Se kovettuu liukenemattomiksi ja infusoitumattomiksi kiintoaineiksi voimakkaiden happojen vaikutuksesta. Tyypit ovat sterolihartsit, furfuraalihartsit, fluorenonihartsit, fluorenoni-formaldehydihartsit jne.
Tämä rengas on furaanirengas
Lämmönkestävällä furaanilasikuituvahvisteisella komposiittimateriaalilla on suurempi lämmönkestävyys kuin yleisellä fenolisella lasikuituvahvisteisella komposiittimateriaalilla, ja sitä voidaan käyttää pitkään noin 150 ° C: ssa.
Syanaattihartsi on uudentyyppinen lämpökovettuva hartsi, jossa on kaksi tai useampia syanaatin funktionaalisia ryhmiä (-OCN) 1960-luvulla kehitetyssä molekyylirakenteessa. Sen molekyylirakenne on: NCO-R-OCN; syaanihappoesterihartsia kutsutaan myös triatsiini A -hartsiksi, englannin täydellinen nimi on Triatsiini A -hartsi, TA-hartsi, syaanihartsi, lyhennettynä CE.
Syanaattiesterillä CE on erinomaiset korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet, suurempi taivutuslujuus ja vetolujuus kuin kaksitoiminnallisella epoksihartsilla; erittäin alhainen veden imeytyminen (<1,5%); alhainen muovauksen kutistuminen, hyvä mittavakaus lämmönkestävyys Hyvät ominaisuudet, lasittumislämpötila 240 ~ 260 ° C, jopa 400 ° C, voidaan kovettaa 170 ° C: ssa muuntamisen jälkeen; lämmön ja kosteuden kestävyys, palamista hidastava vaikutus, tarttuvuus on erittäin hyvä, ja lasikuidulla, hiilikuidulla, kvartsikuidulla Vahvistusmateriaaleilla, kuten viiksillä, on hyvät tarttuvuusominaisuudet; erinomaiset sähköiset ominaisuudet, erittäin matala dielektrisyysvakio (2,8 ~ 3,2) ja dielektrisen häviön tangentti (0,002 ~ 0,008) ja dielektriset ominaisuudet lämpötilaan ja sähkömagneettisen aallon taajuuteen nähden Muutokset osoittavat ainutlaatuisen vakauden (ts. niillä on laajakaista).
Polyaryletynyyli (PAA) -hartsit ovat luokka korkean suorituskyvyn polymeerejä, jotka muodostuvat lisäämällä etynyyli-aromaattisia hiilivetyjä. Se on ihanteellinen materiaali kuituvahvistetulle ablaatiota kestävälle hiilihartsille, ja sitä käytetään laajalti avaruusteollisuuden materiaaleissa, kuten rakettisuuttimissa ja ohjusmoottorisuuttimissa.
Niin sanottu korkea lämpötila on suhteellisen suuri. Yleensä hartsipohjaisen komposiittimateriaalin lämpötilan kestävyys on hieman huonompi kuin komposiittimateriaalien, kuten metalli- ja keraamipohjaisten materiaalien. Suurin vetovoima komposiittimateriaaleista on kuitenkin niiden suunnittelussa. Kohtuullisen suunnittelun ja muovausprosessin avulla he voivat kehittää vahvuuksiaan ja välttää heikkouksia.
Mikään materiaali ei ole täydellinen, ei täydellinen, joten parantamisen varaa on. Tulevaisuudessa monien ammattilaisten yhteisillä ponnisteluilla syntyy lisää uusia materiaaleja, ja polymeeripohjaisilla komposiittimateriaaleilla on varmasti suurempi rooli.
Teknologia ohjaa sosiaalista kehitystä, ja materiaalit muuttavat maailmaa!
