熱可塑性複合材料とは何ですか？
近年、熱可塑性樹脂に基づいた繊維強化熱可塑性複合材料の開発は急速であり、この種の高性能複合材料の研究開発は世界で始まっています。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマー（ポリエチレン（PE）、ポリアミド（PA）、ポリフェニレン硫化物（PPS）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリエーテルケトン（PEKK）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）を指します。など）補強材として。
熱可塑性脂質ベースの複合材料には、主に長い繊維強化粒状（LFT）連続繊維強化プリプレグMTおよびガラス繊維強化熱可塑性複合材料（CMT）が含まれます。異なる使用要件によれば、樹脂マトリックスにはPPE-PAPRT、PELPCPE、PEEKPI、PA、その他の熱可塑性エンジニアリングプラスチックが含まれ、次元にはガラス乾燥ビスコースアリール繊維やホウ素繊維などのすべての可能な繊維品種が含まれます。熱可塑性樹脂マトリックス複合材の技術の開発とそのリサイクル性により、この種の複合材料の開発はより速くなります。サーマルスーパーコンパウンドは、ヨーロッパとアメリカの先進国の樹木マトリックス複合材料の総量の30％以上を占めています。
熱可塑性マトリックス
熱可塑性マトリックスは一種の熱可塑性材料であり、優れた機械的特性と耐熱性を備えており、さまざまな工業用品の製造に使用できます。熱可塑性マトリックスは、高強度、高耐熱性、良好な耐食性によって特徴付けられます。
現在、航空分野に適用される熱可塑性樹脂は、Peek、PPS、PEIを含む、主に高温耐性で高性能樹脂マトリックスです。その中でも、アモルファスPEIは、加工温度と加工コストのために、半結晶PPSよりも航空機構造でより広く使用されており、成形温度が高くなっています。
熱可塑性樹脂には、機械的特性と化学耐性耐性が優れており、サービス温度が高く、特異的強度と硬度が高く、優れた骨折靭性と損傷耐性、優れた疲労抵抗があり、複雑な幾何学的導電性と構造、調整可能な熱伝導性、リサイクル性、ハーシュ環境の良好な安定性、繰り返し可能な成形、溶接、修復特性になります。
熱可塑性樹脂と補強材で構成される複合材料は、耐久性、高い靭性、高い衝撃耐性、損傷の耐性を備えています。繊維プリプレグは、低温、無制限のプリプレグストレージ期間で保管する必要がなくなりました。短い形成サイクル、溶接、高い生産効率、修理が簡単。廃棄物はリサイクルできます。製品設計の自由は大きく、複雑な形状になり、適応性や他の多くの利点を形成できます。
材料の補強
熱可塑性複合材料の特性は、樹脂と強化繊維の特性に依存するだけでなく、繊維補強モードにも密接に関連しています。熱可塑性複合材料の繊維補強モードには、短い繊維強化、長繊維補強、連続繊維補強の3つの基本的な形式が含まれています。
一般に、ステープルの強化繊維の長さは0.2〜0.6mmで、ほとんどの繊維は直径70μm未満であるため、主食繊維は粉末のように見えます。短い繊維強化熱可塑性物質は、一般に、繊維を溶融熱可塑性に混合することにより製造されます。マトリックス内の繊維の長さとランダム方向により、良好な濡れを実現するのが比較的簡単になります。長い繊維および連続繊維強化材料と比較して、短い繊維複合材料は、機械的特性の改善を最小限に抑えて製造するのが最も簡単です。ステープル繊維の繊維は流動性への影響が少ないため、定番繊維複合材料を成形または押し出して最終コンポーネントを形成する傾向があります。
長い繊維強化複合材料の繊維の長さは一般に約20mmであり、通常は樹脂に濡れた連続繊維によって調製され、特定の長さにカットされます。使用される一般的なプロセスは、特別な成形ダイを介して繊維と熱可塑性樹脂の連続的なロービング混合物を描画することによって生成される、putrusionプロセスです。現在、長い繊維強化ピーク熱可塑性複合材の構造特性は200mPa以上に達する可能性があり、弾性率はFDM印刷によって20GPA以上に達する可能性があり、射出成形により特性はより良くなります。
連続繊維強化複合材料の繊維は「連続」しており、長さは数メートルから数千メートルまで変化します。連続繊維複合材料は、一般に、希望の熱可塑性マトリックスを連続繊維に含浸させることにより形成されるラミネート、プリプレグ、または編組ファブリックなどを提供します。
繊維強化複合材料の特性は何ですか
繊維強化複合材料は、巻線、成形、または伸縮モールディングプロセスを介した、ガラス繊維、炭素繊維、アラミッド繊維、マトリックス材料などの補強繊維材料で作られています。さまざまな補強材料によれば、一般的な繊維強化複合材料は、ガラス繊維強化複合材（GFRP）、炭素繊維強化複合材（CFRP）、およびアラミッド繊維強化複合材料（AFRP）に分割できます。
繊維強化複合材料には、次の特性があります。
（1）高い特異的強度と大規模な特定の弾性率。
（2）材料特性は設計可能です。
（3）良好な腐食抵抗と耐久性。
（4）熱膨張係数は、コンクリートの係数に似ています。
これらの特性により、FRP材料は、近代構造の大きなスパン、そびえ立つ、重い負荷、軽量、高強度へのニーズを満たすことができますが、近代的な建設工業化の開発の要件を満たすためにも、さまざまな市民建物、橋、高速道路、海洋、海洋、油圧構造およびその他の畑でますます広く使用されています。
熱可塑性複合材料には、優れた開発の見通しがあります
報告書によると、世界の熱可塑性材料市場は2030年までに662億米ドルに達すると予想されており、予測期間中は合成年間成長率は7.8％です。この増加は、航空宇宙および自動車部門での製品需要の増加と、建設部門の指数関数的な成長に起因する可能性があります。熱可塑性コンポジットは、住宅の建物、インフラストラクチャ、給水施設の建設に使用されます。優れた強度、靭性、リサイクルおよび再折りたたむ能力などの特性により、熱可塑性の複合材料は、用途に最適です。
熱可塑性コンポジットは、ストレージタンク、軽量構造、窓枠、電柱、手すり、パイプ、パネル、ドアを生産するためにも使用されます。自動車産業は、主要なアプリケーション分野の1つです。メーカーは、金属と鋼を軽量の熱可塑性材料に置き換えることにより、燃料効率の向上に焦点を当てています。たとえば、炭素繊維は鋼鉄の5分の1の重量があるため、車両の全体的な重量を減らすのに役立ちます。欧州委員会によると、車の炭素排出キャップターゲットは、2024年までに1キロメートルあたり130グラムから1キロメートルあたり95グラムに引き上げられます。
熱可塑性複合材料の見通しは巨大であり、国内メーカーは研究開発に多額の投資を行っています。将来のすべての人の共同の努力により、国内の複合技術が国際的な主要地位にあることを願っています。
投稿時間：APR-21-2023