I materiali cumposti sò tutti cumminati cù fibri di rinforzu è un materiale plasticu. U rolu di a resina in i materiali compositi hè cruciale. L'scelta di a resina determina una seria di parametri di prucessu caratteristiche, alcune proprietà meccaniche è funziunalità (proprietà termale, inflammabilità, resistenza ambientale, etc.), proprietà di resina sò ancu un fattore chjave per capiscenu e proprietà meccaniche di materiali compositi. Quandu a resina hè selezziunata, a finestra chì determina a gamma di prucessi è proprietà di u compostu hè automaticamente determinata. A resina termoindurente hè un tipu di resina cumunimenti utilizatu per i composti di matrice di resina per via di a so bona manufacturability. I resina termoplastica sò quasi solu liquidu o semi-solidu à a temperatura di l'ambienti, è cuncepimentu sò più simili à i monomeri chì custituiscenu a resina termoplastica cà a resina termoplastica in u statu finali. Prima di i resini termoindurenti sò guariti, ponu esse trasfurmati in diverse forme, ma una volta guariti cù agenti curativi, iniziatori o calore, ùn ponu micca esse formati di novu perchè i ligami chimichi sò furmati durante a curazione, facennu Picculi molécule sò trasfurmati in tridimensionali cross-linked. polimeri rigidi cù pesi molecolari più altu.
Ci sò parechji tipi di resine termoindurenti, cumunimenti usate sò resine fenoliche,resine epossidiche, resine bis-cavallo, resine vinilicheresine fenoliche, ecc.
(1) A resina fenolica hè una prima resina termoindurente cù una bona aderenza, una bona resistenza à u calore è e proprietà dielettriche dopu a curazione, è e so caratteristiche eccellenti sò eccellenti proprietà ritardanti di fiamma, bassa velocità di liberazione di calore, bassa densità di fumu è combustione. U gasu liberatu hè menu tossicu. A processabilità hè bona, è i cumpunenti di materiale compositu ponu esse fabbricati da i prucessi di molding, winding, hand lay-up, spraying, and pultrusion. Un gran numaru di materiali compositi basati in resina fenolica sò usati in i materiali di decorazione di l'internu di l'aeronautica civile.
(2)Resina epossidicahè una matrice di resina iniziale usata in strutture di l'aeronautica. Hè carattarizatu da una larga varietà di materiali. Diversi agenti di curazione è acceleratori ponu ottene un intervallu di temperatura di curazione da a temperatura di l'ambienti à 180 ℃; hà pruprietà meccanica più altu; Un bonu tipu di currispundenza di fibra; resistenza à u calore è l'umidità; resistenza eccellente; manufacturability eccellente (bona copertura, viscosità moderata di resina, bona fluidità, larghezza di banda pressurizzata, etc.); adattatu per u modellu generale di co-curing di grandi cumpunenti; prezzu. U bonu prucessu di moldura è a durezza eccezziunale di a resina epossidica li facenu occupà una pusizione impurtante in a matrice di resina di materiali compositi avanzati.
(3)Resina vinilicahè ricunnisciutu cum'è una di e resine eccellenti resistenti à a corrosione. Puderà sustene a maiò parte di l'acidi, l'alkali, i suluzioni di sali è i media solventi forti. Hè largamente utilizatu in a fabbricazione di carta, l'industria chimica, l'elettronica, u petroliu, u almacenamentu è u trasportu, a prutezzione di l'ambiente, i navi, l'industria di l'illuminazione automobilistica. Hà e caratteristiche di poliester insaturatu è resina epossidica, cusì chì hà sia l'eccellenti proprietà meccaniche di a resina epossidica è a bona prestazione di prucessu di u poliester insaturatu. In più di a resistenza di corrosione eccezziunale, stu tipu di resina hà ancu una bona resistenza à u calore. Include u tipu standard, u tipu d'alta temperatura, u tipu di ritardante di fiamma, u tipu di resistenza à l'impattu è altre varietà. L'applicazione di resina vinilica in plastica rinforzata in fibra (FRP) hè principalmente basata nantu à a manu, soprattuttu in applicazioni anti-corrosione. Cù u sviluppu di SMC, a so applicazione in questu sensu hè ancu assai notevuli.
(4) A resina bismaleimide mudificata (riferita cum'è resina bismaleimide) hè sviluppata per risponde à i bisogni di novi jet di caccia per a matrice di resina composta. Sti esigenze include: cumpunenti grande è prufili cumplessu à 130 ℃ Fabricazione di cumpunenti, etc. Paragunatu cù resina epossidica, resina Shuangma hè principalmente carattarizatu da umidità superiore è resistenza à u calore è alta temperatura funziunamentu; U svantaghju hè chì a manufacturability ùn hè micca bonu cum'è a resina epossidica, è a temperatura di curing hè alta (curing above 185 ℃), è esige una temperatura di 200 ℃. O per un bellu pezzu à una temperatura sopra à 200 ℃.
(5) A resina estere di cianuro (qing diacoustic) hà una bassa constante dielettrica (2,8 ~ 3,2) è una tangente di perdita dielettrica estremamente chjuca (0,002 ~ 0,008), alta temperatura di transizione vetru (240 ~ 290 ℃), bassa retrazione, bassa assorbimentu di umidità, eccellente. proprietà miccanica è bonding pruprietà, etc., è hà tecnulugia di trasfurmazioni simili à resina epossidica.
Attualmente, e resine cianate sò principarmenti aduprate in trè aspetti: circuiti stampati per i materiali strutturali di trasmissione d'onda d'alta velocità è di alta freccia, è materiali compositi strutturale d'alta prestazione per l'aerospaziale.
Per fà solu, a resina epossidica, u rendiment di a resina epossidica ùn hè micca solu ligata à e cundizioni di sintesi, ma dipende ancu principalmente da a struttura molekulari. U gruppu glycidyl in resina epossidica hè un segmentu flexible, chì pò riduce a viscosità di a resina è migliurà u rendiment di u prucessu, ma à u stessu tempu riduce a resistenza di calore di a resina curata. L'avvicinamenti principali per migliurà e proprietà termiche è meccaniche di e resine epossidiche curate sò u pesu moleculare bassu è a multifunctionalizazione per aumentà a densità di crosslink è intruduce strutture rigide. Di sicuru, l'intruduzioni di una struttura rigida porta à una diminuzione di a solubilità è un aumentu di a viscosità, chì porta à una diminuzione di u rendiment di u prucessu di resina epossidica. Cumu migliurà a resistenza di a temperatura di u sistema di resina epossidica hè un aspettu assai impurtante. Da u puntu di vista di a resina è l'agente di curazione, i gruppi più funziunali, più grande a densità di reticulazione. Più altu hè u Tg. Funzionamentu specificu: Aduprate resina epossidica multifunzionale o agenti di cura, utilizate resina epossidica di alta purezza. U metudu cumunimenti usatu hè di aghjunghje una certa proporzione di resina epossidica o-methyl acetaldehyde in u sistema di curing, chì hà bon effettu è low cost. U più grande u pesu moleculare mediu, u più ristretta a distribuzione di u pesu moleculare, è più altu u Tg. Funzionamentu specificu: Aduprate una resina epossidica multifunzionale o un agentu di curazione o altri metudi cù una distribuzione di pesu moleculare relativamente uniforme.
Cum'è una matrice di resina d'altu rendiment aduprata cum'è una matrice composta, e so diverse proprietà, cum'è processabilità, proprietà termofisiche è proprietà meccaniche, devenu risponde à i bisogni di l'applicazioni pratiche. A fabricabilità di a matrice di resina include a solubilità in solventi, a viscosità di fusione (fluidità) è i cambiamenti di viscosità, è u tempu di gel cambia cù a temperatura (finestra di prucessu). A cumpusizioni di a formulazione di resina è l'scelta di a temperatura di reazzione determinanu a cinetica di a reazzione chimica (ritmu di cura), e proprietà reologiche chimiche (viscosità-temperatura versus tempu), è a termodinamica di reazzione chimica (esotermica). Diversi prucessi anu diverse esigenze per a viscosità di resina. In generale, per u prucessu di avvolgimentu, a viscosità di a resina hè generalmente intornu à 500cPs; per u prucessu di pultrusione, a viscosità di resina hè intornu à 800 ~ 1200cPs; per u prucessu di introduzione di vacuum, a viscosità di a resina hè generalmente intornu à 300cPs, è u prucessu RTM pò esse più altu, ma in generale, ùn serà micca più di 800cPs; per u prucessu di prepreg, a viscosità hè necessaria à esse relativamente alta, generalmente intornu à 30000 ~ 50000cPs. Di sicuru, sti esigenze di viscosità sò ligati à e proprietà di u prucessu, l'equipaggiu è i materiali stessi, è ùn sò micca statichi. In generale, cum'è a temperatura aumenta, a viscosità di a resina diminuisce in a temperatura più bassa; in ogni modu, cum'è a temperatura aumenta, a reazione di curazione di a resina procede ancu, cineticamente parlante, a temperatura. A velocità di reazione raddoppia per ogni aumentu di 10 ℃, è questa approssimazione hè sempre utile per stimà quandu a viscosità di un sistema di resina reattiva aumenta à un un certu puntu di viscosità critica. Per esempiu, ci vole 50 minuti per un sistema di resina cù una viscosità di 200cPs à 100℃ per aumentà a so viscosità à 1000cPs, allora u tempu necessariu per u listessu sistema di resina per aumentà a so viscosità iniziale da menu di 200cPs à 1000cPs à 110℃ hè. circa 25 minuti. A selezzione di i paràmetri di u prucessu deve cunsiderà cumplettamente a viscosità è u tempu di gel. Per esempiu, in u prucessu di introduzione di vacuum, hè necessariu di assicurà chì a viscosità à a temperatura di u funziunamentu hè in u intervalu di viscosità necessariu da u prucessu, è a vita di a resina à sta temperatura deve esse abbastanza longa per assicurà chì a resina. pò esse impurtatu. In sintesi, a selezzione di u tipu di resina in u prucessu di iniezione deve esse cunsideratu u puntu di gel, u tempu di riempimentu è a temperatura di u materiale. Altri prucessi anu una situazione simili.
In u prucessu di mudificazione, a dimensione è a forma di a parte (mold), u tipu di rinforzu, è i paràmetri di u prucessu determinanu a velocità di trasferimentu di calore è u prucessu di trasferimentu di massa di u prucessu. A resina cura u calore esotermicu, chì hè generatu da a furmazione di ligami chimichi. U più ligami chimichi furmati per unità di volume per unità di tempu, più energia hè liberata. I coefficienti di trasferimentu di calore di resine è i so polimeri sò generalmente abbastanza bassu. A rata di rimozione di u calore durante a polimerizazione ùn pò micca currisponde à a rata di generazione di calore. Sti quantità incrementali di calore causanu riazzioni chimichi à prucede à un ritmu più veloce, risultatu in più Questa reazione auto-accelerazione eventualmente porta à fallimentu di stress o degradazione di a parte. Questu hè più prominente in a fabricazione di pezzi composti di grossu grossu, è hè particularmente impurtante per ottimisà u percorsu di u prucessu di curazione. U prublema di "overshoot di temperatura" lucale causatu da l'altu ritmu esotermicu di curing prepreg, è a diffarenza statale (cum'è a differenza di temperatura) trà a finestra di u prucessu glubale è a finestra di u prucessu lucale sò tutte duvute à cumu cuntrullà u prucessu di cura. A "uniformità di a temperatura" in a parte (in particulare in a direzzione di u spessore di a parte), per ottene "uniformità di a temperatura" dipende da l'arrangiamentu (o l'applicazione) di qualchi "tecnulugie unità" in u "sistema di fabricazione". Per i pezzi magre, postu chì una grande quantità di calore serà dissipata in l'ambienti, a temperatura s'arrizeghja dolcemente, è qualchì volta a parte ùn serà micca guarita. À questu tempu, u calore ausiliariu deve esse appiicatu per compie a reazzione cross-linking, vale à dì, riscaldamentu cuntinuu.
A tecnulugia di furmazione di materiale compositu non-autoclave hè relative à a tecnulugia di furmazione di l'autoclave tradiziunale. In generale, qualsiasi metudu di furmazione di materiale compositu chì ùn usa micca l'equipaggiu d'autoclave pò esse chjamatu tecnulugia di furmazione non-autoclave. . Finu a ora, l'applicazione di a tecnulugia di stampatura senza autoclave in u campu aerospaziale include principalmente e seguenti direzzione: tecnulugia di prepreg non autoclave, tecnulugia di stampatura di liquidi, tecnulugia di stampatura di compressione prepreg, tecnulugia di curazione à microonde, tecnulugia di curazione di fasci di elettroni, tecnulugia di furmazione di fluidi di pressione equilibrata. . Trà sti tecnulugii, a tecnulugia di prepreg OoA (Outof Autoclave) hè più vicinu à u prucessu di furmazione di l'autoclave tradiziunale, è hà una larga gamma di basi di prucessu di posa manuale è automatica, per quessa hè cunsideratu cum'è un tela non-tessutu chì hè prubabile di esse realizatu. à grande scala. Tecnulugia di furmazione in autoclave. Un mutivu impurtante per l'usu di un autoclave per parti cumposti d'altu rendiment hè di furnisce una pressione sufficiente à u prepreg, più grande di a pressione di vapore di qualsiasi gasu durante a curazione, per impedisce a furmazione di pori, è questu hè OoA prepreg A difficultà primaria chì a tecnulugia. ci vole à sfondà. Sia a porosità di a parte pò esse cuntrullata sottu pressione di vacuum è a so prestazione pò ghjunghje à a prestazione di laminatu curatu in autoclave hè un criteriu impurtante per a valutazione di a qualità di prepreg OoA è u so prucessu di stampa.
U sviluppu di a tecnulugia di prepreg OoA hè stata prima da u sviluppu di a resina. Ci hè trè punti principali in u sviluppu di resina per i prepregs OoA: unu hè di cuntrullà a porosità di e parti stampate, cum'è l'usu di resina di reazione di addizione per riduce i volatili in a reazzione di cura; u sicondu hè di migliurà u funziunamentu di e resine guarite Per ottene e proprietà di resina formate da u prucessu di l'autoclave, cumprese proprietà termali è proprietà meccaniche; u terzu hè di assicurà chì u prepreg hà una bona manufacturability, cum'è assicurendu chì a resina pò scorri sottu un gradiente di pressione di una pressione atmosferica, assicurendu chì hà una longa vita di viscosità è Sufficiente temperatura di l'ambienti fora di u tempu, etc. ricerca è sviluppu materiali secondu à esigenze di disignu specifichi è metudi prucessu. A direzzione principale deve include: migliurà e proprietà meccaniche, aumentendu u tempu esternu, riducendu a temperatura di curazione, è migliurà a resistenza di l'umidità è di u calore. Alcune di sti miglioramenti di rendiment sò cunflitti. , cum'è una alta tenacità è una curazione à bassa temperatura. Avete bisognu di truvà un puntu di equilibriu è cunsiderà cumplettamente!
In più di u sviluppu di resina, u metudu di fabricazione di prepreg prumove ancu u sviluppu di l'applicazione di prepreg OoA. U studiu hà truvatu l'impurtanza di i canali di vacuum prepreg per fà laminati di porosità zero. Studi successivi anu dimustratu chì i prepregs semi-impregnati ponu efficacemente migliurà a permeabilità di gas. I prepregs OoA sò semi-impregnati di resina, è e fibre secche sò aduprate cum'è canali per u gas di scarico. I gasi è volatiles implicati in a guariscenza di a parte pò esse Exhaust through channels such that the porosity of the final part is <1%.
U prucessu di vacuum bagging appartene à u prucessu di furmazione non-autoclave (OoA). In cortu, hè un prucessu di muffa chì sigilla u pruduttu trà u muffa è u saccu di vacuum, è pressurize u pruduttu da l'aspiratore per fà u pruduttu più compactu è megliu proprietà meccaniche. U prucessu di fabricazione principale hè
Prima, un agente di liberazione o tela di liberazione hè appiicata à u moldu di layup (o foglia di vetru). U prepreg hè inspeccionatu secondu u standard di u prepreg utilizatu, cumpresa principalmente a densità di a superficia, u cuntenutu di resina, a materia volatile è altre informazioni di u prepreg. Tagliate u prepreg à a dimensione. Quandu tagliate, fate cura à a direzzione di e fibre. In generale, a deviazione di a direzzione di e fibre deve esse menu di 1 °. Numera ogni unità di blanking è arregistrà u numeru di prepreg. Quandu si mette i strati, i strati duveranu esse disposti in stretta cunfurmità cù l'ordine di lay-up necessariu nantu à u fogliu di registrazione di lay-up, è a film PE o carta di liberazione deve esse cunnessi longu a direzzione di e fibre, è e bolle d'aria duveranu. esse cacciatu longu à a direzzione di e fibre. U scraper spreads out the prepreg è scrapes it out as much possible to remove the air between the layers. Quandu si mette, à volte hè necessariu di splicing prepregs, chì deve esse spliced along the fibre direction. In u prucessu di splicing, a superposizione è menu overlap deve esse ottinutu, è e cuciture di splicing di ogni capa deve esse staggered. In generale, a distanza di splicing di prepreg unidirezionale hè a siguenti. 1 mm; u prepreg intrecciatu hè permessu solu di sovrappone, micca splicing, è a larghezza di sovrapposizione hè 10 ~ 15mm. Dopu, fate attenzione à a pre-compactazione di vacuum, è u grossu di pre-pumping varieghja secondu e diverse esigenze. U scopu hè di scaricate l'aria intrappulata in u layup è i volatili in u prepreg per assicurà a qualità interna di u cumpunente. Dopu ci hè a stallazione di materiali ausiliari è u vacuum bagging. Sigillatura di sacchetti è curazione: U requisitu finali hè di ùn esse capace di perdite l'aria. Nota: U locu induve ci hè spessu a fuga di l'aria hè u joint sealant.
Producemu ancuroving diretta in fibra di vetro,tappetini in fibra di vetru, maglia di fibra di vetru, èfibre di vetro intrecciate roving.
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