热塑性聚合物有哪些材料?

FRP复合材料中使用的两种树脂的区别

热塑性聚合物树脂的使用极为广泛,我们大多数人几乎每天都以一种或另一种形式与它们接触。常见的热塑性树脂和用它们制造的产品的例子包括:

PET (水和汽水瓶)

聚丙烯(包装容器)

聚碳酸酯(安全玻璃镜片)

PBT(儿童玩具)

乙烯基(窗框)

聚乙烯 (食品袋)

PVC(水暖管)

PEI(飞机扶手)

尼龙 (鞋类,服装)

热固性与热塑性结构

复合材料形式的热塑性塑料通常不增强,也就是说,树脂形成的形状完全依赖于短的、不连续的纤维,它们是由这些纤维组成的,以保持其结构。许多用热固性技术形成的产品都是用其他结构元素增强的——最常见的是玻璃纤维和碳纤维——用于增强。

热固性和热塑性技术的进步正在不断发展,并且两者肯定都有。尽管每种材料都有自己的优缺点,但最终决定哪种材料最适合任何给定应用的原因取决于许多因素,这些因素可能包括以下任何一项或全部:强度,耐用性,柔韧性,易用性/费用。制造和可回收利用。

热塑性复合材料的优点

热塑性复合材料为某些制造应用提供了两个主要优点:首先是许多热塑性复合材料具有比同类热固性材料更高的抗冲击性。(在某些情况下,差异可能高达抗冲击性的10倍。)

热塑性复合材料的另一个主要优点是具有延展性。未加工的热塑性树脂在室温下是固态的,但当高温和压力浸渍增强纤维时,会发生物理变化(然而,这不是导致永久、不可逆变化的化学反应)。这就是为什么热塑性复合材料可以重新形成和重塑。

例如,您可以加热拉挤的热塑性复合材料棒,然后将其重新成型为具有曲率。冷却后,曲线将保留,这是热固性树脂无法实现的。该特性为热塑性复合材料产品的原始用途结束后的回收利用提供了广阔的前景。

热塑性复合材料的缺点

虽然可以通过加热使其具有延展性,但由于热塑性树脂的自然状态为固体,因此很难用增强纤维进行浸渍。必须将树脂加热到熔点,并且必须施加压力以整合纤维,然后必须在仍然处于压力下的状态下将复合材料冷却。

必须使用特殊的工具,技术和设备,其中许多昂贵。该方法比传统的热固性复合材料制造更为复杂和昂贵。

热固性树脂的性质和常用

在热固性树脂中,未固化的原始树脂分子通过催化化学反应交联。通过这种化学反应(最常见的是放热反应),树脂分子彼此之间形成了非常牢固的键合,并且树脂从液态变为固态。

一般而言,纤维增强聚合物(FRP)是指使用长度为1/4英寸或更大的增强纤维。这些组分提高了机械性能,但是,尽管从技术上讲它们虽然被认为是纤维增强的复合材料,但是它们的强度几乎无法与连续纤维增强的复合材料相比。

传统的FRP复合材料使用热固性树脂作为基质,将结构纤维牢固地固定在适当的位置。常见的热固性树脂包括:

聚酯树脂

乙烯基酯树脂

环氧树脂

酚醛

氨基甲酸酯

当今最常用的热固性树脂是聚酯树脂,其次是乙烯基酯和环氧树脂。热固性树脂之所以受欢迎是因为未固化,并且在室温下处于液态,可以方便地浸渍增强纤维,例如玻璃纤维,碳纤维或凯夫拉尔纤维。

热固性树脂的优点

尽管室温液态树脂需要足够的通风以用于露天生产应用,但它相当容易使用。在层压(闭模制造)中,可以使用真空或正压泵快速成型液态树脂,从而实现批量生产。除了易于制造之外,热固性树脂还具有很大的优势,通常以较低的原材料成本生产出优质的产品。

热固性树脂的有益品质包括:

优异的耐溶剂和腐蚀性

耐高温

高疲劳强度

量身定制的弹性

优异的附着力

出色的抛光和上漆质量

热固性树脂的缺点

一旦被催化,热固性树脂就不能反转或重新成形,这意味着一旦形成热固性复合材料,就不能改变其形状。因此,热固性复合材料的回收非常困难。热固性树脂本身不可回收,但是,一些较新的公司已经通过称为热解的厌氧工艺成功地从复合材料中去除了树脂,并且至少能够回收增强纤维。

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