Пропитки связующие для препрегов
Связующие и пропитки при производстве препрегов
Пропитки или связующие для углеволокна при производстве препрегов - это материалы, которые используются для соединения волокон вместе, чтобы сформировать композиционный материал. Они должны обладать высокой прочностью, жесткостью и теплостойкостью, а также быть совместимыми с углеродным волокном.
Чтобы углеволокно могло проявить все свои свойства, его необходимо обработать специальными пропитками или связующими.
Пропитки или связующие для углеволокна подразделяются на термореактивные и термопластичные. К термореактивным относятся эпоксидные, фенольные, полиимидные и другие смолы. Они обеспечивают высокую прочность и жесткость изделий из углеволокна, но имеют недостаток в виде низкой ударной вязкости и отсутствия возможности ремонта изделий.
Термопластичные связующие, такие как полиэфир, полиамид, полиэфиримид и другие, обеспечивают возможность ремонта изделий и улучшают их ударную вязкость, но при этом снижают их жесткость и прочность.
Основные типы пропиток для углеволокна:
- Эпоксидные смолы - наиболее распространенный тип связующего для углеволокна. Они обладают высокой прочностью, жесткостью и теплостойкостью, стойкость к химическим воздействиям, а также хорошо адгезируются к углеродному волокну. Эпоксидные смолы могут быть двухкомпонентными или однокомпонентными. Двухкомпонентные смолы состоят из смолы и отвердителя, которые смешиваются перед использованием. Однокомпонентные смолы уже содержат отвердитель, поэтому они готовы к использованию сразу после вскрытия.
- Фенопласты - еще один распространенный тип связующего для углеволокна. Они обладают высокой прочностью, жесткостью и ударопрочностью, а также хорошо переносят воздействие высоких температур. Фенольные смолы могут быть двухкомпонентными или однокомпонентными.
- Полиуретаны - обладают высокой эластичностью и ударопрочностью, а также хорошо переносят воздействие низких температур. Полиуретановые смолы могут быть двухкомпонентными или однокомпонентными.
- Полимерные матрицы - включают в себя широкий спектр материалов, таких как полиэфиры, полиэфиримиды, полиамиды и т.д. Они обладают различными свойствами, которые могут быть адаптированы к конкретным требованиям приложения.
- Винилэфирные смолы - обладают хорошей прочностью, стойкостью к высоким температурам и ультрафиолетовому излучению, что делает их идеальными для применений в автомобильной и авиационной промышленности.
Полиэфирные (или термопластичные) смолы - эти смолы обладают высокой прочностью и жесткостью, а также хорошей устойчивостью к воздействию окружающей среды. Они часто используются в спортивном инвентаре и конструкционных материалах.
Цианоакрилатные клеи - обеспечивают быстрое склеивание и высокую прочность. Их можно использовать для быстрого ремонта или создания прототипов из углепластика.
Пропитки на основе парафина - используются для уменьшения трения между волокнами и улучшения их скольжения при изготовлении композитов.
Антипирены - специальные составы, которые предотвращают возгорание углеродных композитов. Они используются в аэрокосмической и автомобильной промышленности для повышения пожаробезопасности.
УФ-стабилизаторы - предотвращают фотодеструкцию углеродных волокон под воздействием ультрафиолетового излучения.
Выбор типа пропитки для углеволокна зависит от конкретных требований к изделию и условий его эксплуатации. Например, для приложений, требующих высокой прочности и жесткости, лучше всего подходят эпоксидные или фенопластовые смолы. Для приложений, требующих высокой эластичности или ударопрочности, лучше подходят полиуретановые или полимерные матрицы.
Вот некоторые дополнительные характеристики, которые следует учитывать при выборе пропитки для углеволокна:
- Время отверждения - время, необходимое для полного отверждения пропитки.
- Усадка - степень уменьшения объема пропитки при отверждении.
- Термостойкость - способность пропитки выдерживать воздействие высоких и низких температур.
- Химическая стойкость - способность пропитки противостоять воздействию агрессивных сред.
- Цена - стоимость пропитки.
Пропитки и связующие играют ключевую роль в процессе создания углеволоконных изделий. Например, при производстве композитных материалов на основе углеволокна, пропитка или связующее не только обеспечивает нужные механические свойства, но также улучшает адгезию между волокнами и матрицей. Важно учесть, что выбор связующего или пропитки во многом определяется условиями эксплуатации изделия. Например, в авиастроении и космической промышленности приоритетом является сохранение механических свойств при экстремальных температурах, поэтому часто используются термореактивные связующие. С другой стороны, в автомобилестроении и бытовой технике ценится возможность ремонта и переработки изделий, поэтому здесь предпочтение отдается термопластичным связующим. Однако эти связующие обычно обладают меньшей прочностью и жесткостью, чем термореактивные. Существуют и специфические пропитки, разработанные для конкретных применений. Например, для защиты углеволокна от коррозии в агрессивных средах используются специальные антикоррозийные пропитки.
В общем, выбор пропитки или связующего для углеволокна - это сложный процесс, который требует учета множества параметров, включая свойства углеволокна, требования к изделию и условия его эксплуатации.