مقدمة للمركبات المقواة بالألياف الطويلة

يشير مركب البلاستيك الحراري المقوى بالألياف الطويلة إلى طول ألياف يزيد عن 10 مم من اللدائن الحرارية المقواة ، والألياف المقواة بالألياف الزجاجية ، وألياف الكربون ، والألياف الأخرى بشكل أساسي ، والركيزة الراتينجية الأكثر استخدامًا هي PP (بولي بروبيلين) ، تليها PA (بولي أميد) ، أخرى مثل نظرًا لأن PPS (كبريتيد البوليفينلين) و TPU (البولي يوريثين) والراتنجات الأخرى ، وفقًا لنوع الراتنج مع المعالجة السطحية المناسبة للألياف ، يمكن أن تحقق نتائج أفضل.

يمكن أن تؤدي إضافة مواد الألياف إلى الراتينج إلى تحسين خصائص المواد بشكل كبير. تمتص المواد المركبة من الألياف القوى الخارجية بثلاث طرق: سحب الألياف ، وكسر الألياف ، وكسر الراتنج. مع زيادة طول الألياف ، يحتاج سحب الألياف إلى مزيد من الطاقة ، مما يساعد على تحسين قوة التأثير. في المواد المركبة ، غالبًا ما تكون نهاية الألياف هي نقطة بدء نمو الشقوق ، ويكون عدد نهايات الألياف الطويلة صغيرًا ، مما يحسن أيضًا من قوة التأثير. تمزج الألياف الطويلة بين بعضها البعض ، ثم تقلب وتثني بعضها البعض عند ملء القالب ، بدلاً من الاصطفاف على طول اتجاه التدفق مثل مزيج الألياف القصيرة. لذلك ، بالمقارنة مع أجزاء التشكيل نفسها لمزيج من الألياف القصيرة ، فإن المنتجات المصبوبة ذات الألياف الطويلة تتميز بتباين أعلى ، وتسطيح أفضل ، وفتلة أصغر ، وبالتالي يكون الحجم أكثر ثباتًا. درجة حرارة التشوه الحراري للبلاستيك الحراري المقوى بألياف طويلة أعلى أيضًا من درجة حرارة اللدائن الحرارية المدعمة بالألياف القصيرة. لذلك ، تُظهر المركبات ذات الألياف الطويلة أداءً أفضل من المركبات ذات الألياف القصيرة ويمكنها تحسين الصلابة وقوة الانضغاط وقوة الانحناء ومقاومة الزحف. تنقسم مركبات اللدائن الحرارية إلى ألياف طويلة مقواة وألياف قصيرة معززة.

وتتمثل الطريقة في قطع مادة التقوية الأولية التي تم الحصول عليها عن طريق إذابة التشريب للحصول على جسيمات 6-10 مم. يتوافق طول الجسيم مع طول الألياف ، ويتم توزيع الألياف بالتساوي في الراتينج بحيث يكون للمادة قوة تأثير عالية ومعامل ، يتم تقليل الالتواء ، ويتم تقليل معدل الانكماش ، ويزداد ثبات الأبعاد ، وتحسنت مقاومة التعب للمنتج.

يمكن تسخين الجسيمات بواسطة آلة التشكيل بالحقن وحقنها في القالب ، ثم تسخينها وضغطها في القالب. وفقًا لنوع راتنجات اللدائن الحرارية وشكل المنتج للمادة المركبة ، يتم ضبط درجة الحرارة والضغط ووقت معاملات العملية. يمكن لطريقة القولبة بالحقن تحضير منتجات ذات أشكال معقدة ، مما يوسع مجال التطبيق بشكل كبير.

إن أبسط طريقة للقولبة هي أخذ التقوية المسبقة للبلاستيك الحراري المقوى بالألياف ، والتراكب متعدد الطبقات ، وطريقة التراكب عبارة عن طبقتين متجاورتين 0 / 90 درجة ، ثم في لوحة الضغط للضغط الساخن ، للحصول على ورقة أو شكل بسيط آخر . هذه الطريقة هي الطريقة الأكثر استخدامًا لتحضير الأوراق والأوراق. من أجل تحسين كفاءة العمل ، يمكن أيضًا استخدام صقل الأسطوانة المزدوجة وثلاث لفات للقولبة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم قطع ورقة التقوية المسبقة وفقًا لحجم القالب وتسخينها في فرن التسخين إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة ذوبان الراتنج. ثم يتم إرسالها إلى قالب الضغط من أجل الضغط السريع على الساخن والتبريد للحصول على المنتج. دورة تشكيل هذه الطريقة قصيرة. إنها مناسبة للمنتجات ذات السماكة الكبيرة وتغيرات الكثافة ، والأشكال المعقدة مثل المحدبة ، أو المقعرة ، أو الراديان ، وكذلك للمنتجات ذات الأجزاء المعدنية المدمجة. تتميز هذه الطريقة باستهلاك منخفض للطاقة وتكلفة إنتاج منخفضة ، ولكن كفاءة إنتاج عالية.

هذه الطريقة هي عملية تصنيع نموذجية يمكنها إنتاج مواد مركبة بشكل مستمر واقتصادي. تقنية قولبة بولتروسيون هي عملية إنتاج تلقائية ومستمرة لمحتوى عالي من الألياف والأداء العالي والمواد المركبة منخفضة التكلفة. في هذه الطريقة ، يتم تشريب الألياف الطويلة بالراتنج ، ثم تمر عبر قالب التشكيل بشكل مقطع عرضي معين ، وتجعلها صلبة في القالب ، ثم يتم سحب المنتج من عملية تشكيل القالب. تتميز عملية التشكيل بالبثق بالمزايا التالية: مثل لزوجة الراتينج يمكن تعديلها في أي وقت ، يمكن أن يصل محتوى الألياف إلى 80 بالمائة ؛ التحكم الآلي في عملية الإنتاج ، كفاءة الإنتاج العالية ؛ يمكن تعديل القوة الطولية والعرضية للمنتج بشكل تعسفي لتلبية متطلبات الخصائص الميكانيكية المختلفة للمنتج ؛ جودة المنتج مستقرة ، التكرار جيد ، يمكن قطع الطول بشكل تعسفي ؛ لا توجد نفايات في الزوايا في الإنتاج ، ولا يحتاج المنتج إلى معالجة لاحقة ، لذلك فهو يوفر العمالة والمواد واستهلاك الطاقة مقارنة بالعمليات الأخرى.

مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة كمواد هيكلية يمكن استخدامها في المجالات الصناعية والمدنية والعسكرية وغيرها ، وقد تم تطبيقها في الفضاء والسيارات والمعدات الكهربائية والاتصالات والمعدات الرياضية وغيرها من المجالات.

تعمل "حماية البيئة وتوفير الطاقة والوزن الخفيف للسيارات" على تعزيز التطور السريع لإعداد وتصميم المكونات والتطبيقات المركبة بالألياف الحرارية المقواة بالألياف الطويلة. تستخدم مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الزجاجية الطويلة على نطاق واسع في الأجزاء الطرفية للسيارات. تشير البيانات إلى أن 80 في المائة من الطلب على مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الزجاجية الطويلة تأتي من صناعة السيارات (قطع الغيار) ، والتي تستخدم على نطاق واسع في السيارات ذات العلامات التجارية الأوروبية. المتطلبات الخاصة للأداء العالي وتنويع قطع غيار السيارات تجعل أيضًا مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة لديها المزيد من الخيارات للألياف والراتنج. تُستخدم مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة في الأجزاء التالية: الوحدة الأمامية ، لوحة العدادات ، وحدة الباب ، الهيكل ، اللوحة السفلية ، والأجزاء المعقدة الأخرى ، بما في ذلك الأجزاء المعقدة التي تم الحصول عليها عن طريق عملية القولبة بالحقن ، والأبواب والنوافذ ، والجسم اللوحة السفلية والأدوات وما إلى ذلك ، أو كمواد صفائحية مثل لوحة حماية النقل وسقف الشاحنات الصندوقية. كما أن استخدام المواد المركبة من ألياف الكربون في السيارات الراقية أو السيارات الرياضية ، وسيارات السباق آخذ في الازدياد أيضًا ، بل وحتى ظهور السيارة المركبة المصنوعة من ألياف الكربون بالكامل.

إن تطوير السكك الحديدية عالية السرعة في الصين له المزيد من الطلبات على المركبات البلاستيكية الحرارية المقواة بالألياف الطويلة ، وأداء الأجزاء المختلفة مختلف ، مما يجعل أيضًا المركبات البلاستيكية الحرارية المقواة بالألياف الطويلة للسكك الحديدية عالية السرعة تظهر تطورًا غنيًا وملونًا.

يتم تشكيل الألياف عالية الأداء مثل الأراميد ، والوزن الجزيئي العالي للغاية ، والقوة العالية ، وألياف البولي إيثيلين عالية الجودة وألياف الكربون في مواد مركبة بالحرارة ، والتي يمكن استخدامها في الدروع الواقية للبدن ، والدروع ، والخوذ ، وما إلى ذلك. يمكن أيضًا استخدام الألياف الطويلة عالية الأداء ومركبات اللدائن الحرارية المقواة بالراتنج في الدبابات والمركبات المدرعة والدروع الأخرى.

لدى الطيران طلب خاص على المواد المتقدمة وعالية الأداء ، والمنتجات المختلفة في هذا المجال لها متطلبات متنوعة لمركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة ، والتي من بينها مركبات ألياف الكربون هي الأبرز. تُستخدم مركبات الألياف على نطاق واسع في الصواريخ والقذائف والطائرات عالية السرعة لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة والممتازة. على سبيل المثال ، استخدام ألياف الكربون والمواد البلاستيكية المركبة المصنوعة في الطائرات والأقمار الصناعية والصواريخ والمركبات الفضائية الأخرى ، ليس فقط قوة الدفع ، وانخفاض مستوى الضجيج ؛ وبسبب وزنها الخفيف ، فإن استهلاكها الأقل للطاقة يمكن أن يوفر الكثير من الوقود.

يعتمد استخدام المواد المركبة بالحرارة الطويلة المقواة بالألياف في مجال مواد البناء عالية الجودة بشكل أساسي على لوحة ، بشكل أساسي مع الألياف الزجاجية PP المقواة ، وخفيفة الوزن ، وقوة محددة عالية ، ومعامل محدد ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة جيدة للماء ، وسهلة الاستخدام ، التكلفة المنخفضة ، يمكن قطعه حسب الحاجة ، ويمكن تثبيته بمسامير ، ومسامير برشام ، ويمكن أيضًا أن يكون لحامًا بالذوبان الساخن ومزايا أخرى ، ويمكن استخدامه كلوحة حائط ، ولوحة بطانة حائط ، وقالب بناء. يمكن أيضًا استخدام مركبات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة المستمرة لصنع أنابيب بلاستيكية عالية الجودة.