Polimero kompozitų privalumai ir trūkumai

Turinys:

Anonim

Kompozitų kilmė toli gražu grįžta į istoriją. Dažniausiai dirbtinis mišinys buvo šiaudų ir purvo derinys, kad plytos būtų statomos. Kitas pavyzdys yra betonas, jungiantis cementą ir žvyrą. Naujausi kompozitai naudoja polimerus kaip dervą arba matricą, kad mišinys būtų laikomas kartu ir įvairūs pluoštai, kaip armavimo medžiaga. Šie polimeriniai kompozitai pagerino daugelio šiuolaikinių produktų veikimą.

Matrica

Matricos paskirtis - susieti armatūros pluoštus, kad įtempiai būtų paskirstyti visoje medžiagoje. Dervos matrica taip pat sudaro kietą paviršių, kuris apsaugo armavimo medžiagą nuo pažeidimų. Polimerų matricos medžiagos yra dviejų tipų: termosetai ir termoplastikai. Termoreaktyvi matrica sukuriama negrįžtamai veikiant dervos cheminiam kietėjimui, kad susidarytų amorfinis mišinys. Termosetai yra atsparūs aukštai temperatūrai, geras atsparumas tirpikliams ir aukštas matmenų stabilumas.

Termoplastikai susidaro kaitinant iki proceso temperatūros ir formuojant produktą į norimą formą. Jie turi labai didelį klampumą, todėl juos sunkiau gaminti. Termoplastikai turi didesnį atsparumą smūgiams ir smūgiams, palyginti su termosetais.

Pluoštai

Pluošto armatūros vaidmuo - sustiprinti kombinuotos medžiagos stiprumą ir standumą. Sustiprinimas yra trijų formų: dalelių, nepertraukiamo pluošto ir nepertraukiamo pluošto. Ankstyvosios armatūros medžiagos buvo šiaudai, kanapės ir stiklas. 1940-aisiais gamintojai pradėjo sujungti anglies ir stiklo pluoštus su polimeriniais plastikais, kad pagamintų tvirtą kompozitą, kuris galėtų būti naudojamas orlaivių korpusams.

Jėga

Reikšmingas polimerinių kompozitų privalumas yra jų didelio tempimo stiprumo ir svorio santykis. Kompozitai su poliaramidiniais pluoštais yra penkis kartus stipresni už plieną svarais. Šių kompozitų pluoštai gali būti išdėstyti gamybos proceso metu daugiakrypčiu modeliu, kuris plinta įtempiai visoje medžiagoje. Tačiau šios medžiagos turi mažą gniuždymo jėgą, o tai reiškia, kad jie gali lengvai sulaužyti staigias, staigias jėgas. Gatavo polimerinio kompozito paviršius bus lygus, todėl naudinga sumažinti orlaivių aerodinaminį tempimą.

Atsparumas

Polimerų kompozitai turi puikų atsparumą cheminei korozijai, įbrėžimams, rūdims ir jūros vandeniui. Dėl šių savybių buvo naudojami orlaivių korpusai, dviračių dalys, karinės transporto priemonės, traukiniai ir valtys. Dėl savo ilgaamžiškumo dėvėti pigūs kompozitai naudojasi autobusų ir metro metro sėdynėse, sienose ir grindyse.

Išlaidos

Polimerinių kompozitų gamybos ir jų formavimo į naudingus produktus kaina yra pagrindinis trūkumas. Polimerų kompozitai gaminami sudėtingu procesu, vadinamu sluoksniu, kuris sulėtina gamybos tempus, todėl produktai yra pigesni už didelius gamybos kiekius. Pažangūs polimeriniai kompozitai taip pat brangu gaminti. Šios pažangios formulės reikalauja brangesnių mokymų darbo ir sudėtingesnių aplinkos ir sveikatos aspektų.

Daugelį metų polimerų kompozitai toliau vystosi mažiau brangiais gamybos procesais ir geresnėmis formulėmis, pasižyminčiomis geresniu atsparumu ir ilgaamžiškumu. Mokslininkai daugiau sužinoti apie ryšius tarp dervų ir armatūros medžiagų, todėl polimerinių kompozitų taikymas ir toliau bus naudingas kasdieniuose gaminiuose. Stipresni ir lengvesni kompozitai padės ekonomiškiau naudoti transportą, laivus ir kitus produktus, kurie anksčiau nebuvo įmanomi.

Rekomenduojamas