Termoplast vs. Termohærdende harpikser (kompositter)

Anvendelse af termoplast polymer harpikser er ekstremt udbredt, og de fleste af os kommer i kontakt med dem i en eller anden form stort set hver dag. Eksempler på almindelige termoplastiske harpikser og produkter fremstillet med dem inkluderer:

• KÆLEDYR (vand- og sodavlasker)
• Polypropylen (emballagebeholdere)
• Polycarbonat (sikkerhedsglaslinser)
• PBT (legetøj til børn)
• Vinyl (vinduesrammer)
• Polyethylen (købmandsposer)
• PVC (VVS-rør)
• PEI (flyarmlæn)
• nylon (fodtøj, tøj)

Termoplast i form af kompositter er oftest ikke forstærket, hvilket betyder, at harpiksen formes til figurer, der udelukkende er afhængige af de korte, diskontinuerlige fibre, hvorfra de er sammensat for at opretholde deres struktur. På den anden side forbedres mange produkter, der er dannet med termohærdeteknologi med andre strukturelle elementer - oftest glasfiber og kulfiber—For forstærkning.

Fremskridt inden for termohærd og termoplast teknologi er vedvarende, og der er bestemt et sted for begge. Selvom hver har sit eget sæt fordele og ulemper, bestemmer det, der i sidste instans er, hvilket materiale der er bedst egnet til enhver given applikation, en antal faktorer, der kan omfatte en eller flere af følgende egenskaber: styrke, holdbarhed, fleksibilitet, lethed / udgift ved fremstilling og genanvendelighed.

Termoplastiske kompositter tilbyder to hovedfordele til nogle fremstillingsanvendelser: Den første er, at mange termoplastiske kompositter har en øget slagfasthed mod sammenlignelige termosæt. (I nogle tilfælde kan forskellen være op til 10 gange slagstyrken.)

Den anden store fordel ved termoplastiske kompositter er deres evne til at blive formbar. Rå termoplastiske harpikser er faste ved stuetemperatur, men når varme og tryk imprægneres en forstærkende fiber, a fysisk forandring forekommer (det er dog ikke en kemisk reaktion, der resulterer i en permanent, ikke-reversibel ændring). Dette tillader termoplastiske kompositter at blive omformet og omformet.

For eksempel kan du opvarme en pultrudet termoplastisk sammensat stang og forme den igen til en krumning. Når den er afkølet, vil kurven forblive, hvilket ikke er muligt med termohærdende harpikser. Denne egenskab viser et enormt løfte om fremtiden for genanvendelse af termoplastiske kompositprodukter, når deres oprindelige brug slutter.

Selvom det kan gøres formbart gennem påføring af varme, fordi den naturlige tilstand af termoplastisk harpiks er solid, er det vanskeligt at imprægne det med armeringsfiber. Harpiksen skal opvarmes til smeltepunktet og tryk skal påføres for at integrere fibre, og derefter skal kompositten afkøles, alt under tryk.

Specielt værktøj, teknik og udstyr skal bruges, hvoraf mange er dyre. Processen er meget mere kompleks og dyr end traditionel fremstillet termohærdskomposit.

I en termohærdende harpiks krydses de rå uhærdede harpiksmolekyler bundet gennem en katalytisk kemisk reaktion. Gennem denne kemiske reaktion, oftest eksoterme, skaber harpiksmolekylerne ekstremt stærke bindinger med hinanden, og harpiksen ændrer tilstand fra en væske til et fast stof.

Generelt henviser fiberforstærket polymer (FRP) til brugen af ​​armeringsfibre med en længde på 1/4-tommer eller mere. Disse komponenter øger imidlertid mekaniske egenskaber, selvom de teknisk overvejes fiberforstærkede sammensætninger, er deres styrke næsten ikke sammenlignelig med den for kontinuerlig fiberforstærket kompositter.

Traditionelle FRP-kompositter bruger en termohærdende harpiks som den matrix, der holder strukturfiberen fast på plads. Almindelig termohærdende harpiks inkluderer:

• Polyesterharpiks
• Vinyl Ester harpiks
• Epoxy
• Phenol
• urethane
• Den mest almindelige termohærdende harpiks, der bruges i dag, er en polyesterharpiksefterfulgt af vinylester og epoxy. Termohærdende harpikser er populære, fordi uhærdede og kl stuetemperatur, de er i en flydende tilstand, som muliggør praktisk imprægnering af armerende fibre som f.eks glasfiber, kulfiber eller Kevlar.

Flydende harpiks ved stuetemperatur er temmelig ligetil at arbejde med, skønt det kræver tilstrækkelig ventilation til udendørs produktionsapplikationer. Ved laminering (fremstilling af lukkede forme) kan den flydende harpiks formes hurtigt ved hjælp af en vakuum- eller positivt trykpumpe, hvilket muliggør masseproduktion. Udover brugervenlighed tilbyder termohærdende harpikser en masse smell for sorteperne, hvilket ofte producerer overlegen produkter til en lav råvarepris.

De fordelagtige egenskaber ved termohærdende harpikser inkluderer:

• Fremragende modstand mod opløsningsmidler og ætsende stoffer
• Modstand mod varme og høj temperatur
• Høj træthedestyrke
• Skræddersyet elasticitet
• Fremragende vedhæftning
• Fremragende efterbehandlingsegenskaber til polering og maling

En termohærdende harpiks, når den først er katalyseret, kan ikke vendes eller omformes, hvilket betyder, at når en termohærdskomposit er dannet, kan dens form ikke ændres. På grund af dette er genanvendelse af termohærdskompositter ekstremt vanskelig. Termohærdende harpiks er ikke genanvendelig, men nogle få nyere virksomheder har med succes fjernet harpikser fra kompositter gennem en anaerob proces kendt som pyrolyse og er i det mindste i stand til at genvinde armeringen fiber.