在为复合材料选择材料时,许多人都专注于一个决定:玻璃还是碳纤维?尽管纤维提供了众所周知的强度和刚度复合材料,树脂的选择经常被忽视。在这里,全球复合材料制造商Exel Composites的化学家和树脂专家Sami Pirinen探索了树脂如何影响复合材料的性能,以及为什么我们应该考虑与纤维同样重要的树脂选择。
复合材料的关键成分是纤维和树脂。纤维,通常由玻璃或碳制成,提供强度和刚度,但如果单独使用,纤维不能放在一个形状或形式,这些特性可以使用。用树脂浸渍纤维,然后固化树脂,使我们可以设计它们的强度,刚度和轻重量,以适应各种应用,同时为复合材料增加更多的好处。
至于树脂的选择,有很多选择,也可以选择加入树脂助剂,以满足应用要求。因此,了解树脂之间的差异以及它们的选择如何影响复合材料的性能是非常重要的。
补充现有的属性
所有的复合材料都具有共同的有益特性:强度、刚度、重量轻以及对恶劣环境的抵抗力。每一个这些特征都可以通过使用一种补充它们的树脂而变得更加突出。要选择最合适的树脂,首先要确定它的主要特征是什么。
制造一种节省重量的复合溶液的一种经济有效的方法是使用不饱和聚酯树脂,它具有相对良好的机械、电气和化学性能。它可以适用于一系列常规应用,如交通,结构和建筑型材。
然而,如果应用需要更大程度的刚度或强度,那么环氧树脂是最好的。环氧树脂和纤维之间的粘结很牢固,这意味着纤维之间可以传递更高的剪切载荷,使复合材料具有更好的强度值。与环氧树脂所允许的更高体积的纤维相结合,可以制成具有优异强度和高刚度的复合材料,如果需要,还可以进一步修改以适应高温应用。
或者,如果复合材料不仅需要坚硬,而且要耐恶劣环境,乙烯基酯树脂可能是更好的选择。乙烯基酯的分子结构有利于耐化学性,因此,如果复合材料注定要用于海洋环境或存在酸或碱的工业应用,使用乙烯基酯将提高复合材料的性能。
当生产复合材料型材时,需要使用螺钉组装,复合材料需要坚固,以防止裂缝和断裂。这可以通过结构设计来实现,但选择合适的树脂可以简化结构和降低成本,使复合材料适用于更广泛的应用。与不饱和聚酯相比,聚氨酯非常坚韧,因此非常适合这种应用。
选择一种树脂,将补充复合材料最有价值的功能,将提高复合材料的性能和寿命。然而,改善现有的性能并不是花时间选择合适的树脂所获得的唯一好处。
添加新属性
树脂还可以为复合溶液添加全新的性能。树脂添加剂可以被加入到树脂中,以达到一系列的好处,从简单的表面光洁度的提高或添加颜色,到更复杂的增强,如抗紫外线或抗菌和抗病毒性能。
例如,由于树脂在阳光下自然分解,添加紫外线吸收剂来抵抗紫外线辐射,使复合材料在阳光下获得更好的性能,通常会导致材料的脆化和解体。
同样,可以将抗菌添加剂混合到树脂中,以防止细菌或真菌污染。这对于由人工处理的任何复合解决方案都很有用,例如机器、公共交通工具和医疗设备。
添加剂的影响
需要注意的是,在某些情况下,树脂助剂的加入会改变复合材料的性能。例如,在某些情况下,需要大量的防火添加剂才能有效地工作,因此必须减少复合材料中的纤维数量,降低其强度和刚度。
因此,有必要与专业人士讨论您的树脂选择。在Exel复合材料公司,我们拥有超过60年的工程专业知识,这意味着我们可以帮助您找到满足您需求的复合材料解决方案。
树脂的选择是创建复合解决方案的一个重要部分,不应该被忽视。确定复合材料最重要的功能,并设计树脂以提高复合材料执行这一功能的能力,使我们能够创造出纤维和树脂和谐工作的复合材料解决方案。
埃克塞尔复合材料
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