随着热塑性复合材料在各种应用中变得越来越重要,人们对热塑性复合材料的长期预测未来机会似乎正在成为现实。但是,没有什么比最终开发最终产品的材料选择更具挑战性了。您是否正在寻找更容易选择树脂的解决方案?在这里找到!
了解您对各种热塑性塑料的了解,并学习如何根据不同标准选择正确的热塑性树脂。
一、热塑性树脂的组成和选择
在不断增长的复合材料市场中,热塑性树脂的市场份额正在扩大。例如,汽车市场正在为更轻的汽车和大批量生产寻找新的解决方案。热塑性复合材料在汽车行业的一些应用包括:
座椅框架
电池托盘
保险杠横梁
装载地板
前端
阀盖
门槛板,和
引擎盖下
在许多情况下,热固性树脂(例如环氧树脂)不能满足这些应用的要求,因此,人们对热塑性材料的使用越来越感兴趣。
二、在复合材料中热塑性塑料相对于热固性塑料的优势
与热固性树脂相比,热塑性塑料在复合材料中有两大优势。首先是与类似的热固性材料相比,许多热塑性树脂具有更高的抗冲击性。在某些情况下,差异高达抗冲击性的10倍。
热塑性复合材料的另一个主要优点是重整能力。当热和压力用热塑性树脂浸渍增强纤维时,会发生物理变化而不是化学变化。这使得热塑性复合材料能够被重整和再成型。因此,热塑性复合材料可以在其使用寿命结束时进行回收利用。
三、需要为热塑性复合材料选择合适的聚合物
影响热塑性复合材料性能的关键因素之一是用作复合材料基础的聚合物。在选择用于热塑性复合材料的基体聚合物时,需要考虑许多因素。
选择合适的基体材料很复杂,因为一般情况下,并非所有类别的选择都表现出色。例如,一种材料可能价格低廉且具有良好的耐腐蚀性,但具有非常低的玻璃化转变温度并且易于蠕变。另一种材料可能会提供非常高的玻璃化转变温度,但价格昂贵,并且水解稳定性或耐溶剂性相对较差。
具有高机械性能并且可以在更多样化和更具侵略性的环境中运行的热塑性塑料往往成本更高。有必要为特定苛刻应用的特定需求选择最佳候选者。
四、用于复合材料的热塑性树脂
热塑性塑料常用于复合材料中,但不限于以下几种:
聚乙烯(PE)
聚丙烯(PP)
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚酰胺(PA)
聚苯硫醚(PPS)
聚醚酰亚胺(PEI)
聚醚酮酮(PEKK)
聚醚醚酮(PEEK)
这些树脂中的每一种都为所得的最终热塑性复合材料提供了某些优点和缺点。在这方面,最终应用对于确定基体聚合物的树脂要求极为重要。
在讨论这类树脂的特性之前,需要指出的是,热塑性复合材料中使用的热塑性聚合物可分为两大类:
高温热塑性塑料,和
热塑性工程塑料
分类主要基于聚合物的最高使用温度,而最高使用温度又基于玻璃化转变温度或Tg。这是聚合物的无定形部分在加热时从玻璃相变为橡胶相的温度。半结晶热塑性聚合物可以承载高于Tg的载荷,因为只有聚合物的无定形相变成橡胶状。聚合物的结晶部分保持固态,直到达到熔融温度或Tm。
下表总结了热塑性复合材料中常用的热塑性聚合物的玻璃化转变温度、Tg、熔融温度和加工温度、工艺。
用于复合材料的常见热塑性塑料
根据前面提供的定义,PEEK、PEI和PEKK可归类为高温热塑性塑料,而其他聚合物可归类为工程热塑性塑料。一般来说,从上表中的信息可以看出,高温热塑性塑料的相对成本往往高于工程热塑性塑料。这是在某些应用中选择树脂的重要考虑因素。
五、影响热塑性树脂选择的因素
一般来说,有三类被认为是最重要的标准:
成本
基质的操作环境和相关的环境耐受性,以及
机械性能
影响热塑性树脂选择的因素
对于操作环境,