Tworzywa sztuczne to materiały składające się głównie z żywic (lub monomerów polimeryzowanych bezpośrednio w procesie przetwarzania), uzupełnionych dodatkami, takimi jak plastyfikatory, wypełniacze, środki smarujące i barwniki, które można formować w odpowiedni kształt w trakcie przetwarzania.
Kluczowe cechy tworzyw sztucznych:
① Większość tworzyw sztucznych jest lekka, chemicznie stabilna i odporna na korozję.
② Doskonała odporność na uderzenia.
③ Dobra przejrzystość i odporność na zużycie.
④ Właściwości izolacyjne przy niskim przewodnictwie cieplnym.
⑤ Ogólnie rzecz biorąc, łatwe do formowania, barwienia i przetwarzania przy niskich kosztach.
⑥ Większość tworzyw sztucznych ma słabą odporność na ciepło, dużą rozszerzalność cieplną i jest łatwopalna.
⑦ Niestabilność wymiarowa, podatność na odkształcenia.
⑧ Wiele tworzyw sztucznych nie sprawdza się dobrze w niskich temperaturach i staje się kruchych w niskich temperaturach.
⑨ Podatne na starzenie.
⑩ Niektóre tworzywa sztuczne łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach.
Żywice fenoloweSą szeroko stosowane w zastosowaniach FRP (tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym) wymagających właściwości FST (ognioodporność, dymoodporność i toksyczność). Pomimo pewnych ograniczeń (zwłaszcza kruchości), żywice fenolowe pozostają główną kategorią żywic komercyjnych, a ich globalna roczna produkcja wynosi prawie 6 milionów ton. Żywice fenolowe oferują doskonałą stabilność wymiarową i odporność chemiczną, zachowując stabilność w zakresie temperatur 150–180°C. Te właściwości, w połączeniu z korzystnym stosunkiem ceny do jakości, napędzają ich ciągłe stosowanie w produktach FRP. Typowe zastosowania obejmują elementy wnętrz samolotów, wykładziny ładunkowe, wnętrza pojazdów szynowych, kraty i rury platform wiertniczych, materiały do budowy tuneli, materiały cierne, izolacje dysz rakietowych i inne produkty związane z FST.
Rodzaje kompozytów fenolowych wzmacnianych włóknami
Kompozyty fenolowe wzmocnione włóknamiDo materiałów formierskich zaliczają się materiały wzbogacone włóknami ciętymi, tkaniny i włókna ciągłe. Wczesne włókna cięty (np. drewno, celuloza) są nadal wykorzystywane w formach fenolowych do różnych zastosowań, w szczególności do produkcji części samochodowych, takich jak pokrywy pomp wodnych i elementy cierne. Nowoczesne formy formierskie fenolowe zawierają włókna szklane, metalowe, a ostatnio także włókna węglowe. Żywice fenolowe stosowane w formach formierskich to żywice nowolakowe, utwardzane heksametylenotetraaminą.
Preimpregnowane materiały tkaninowe znajdują zastosowanie w różnych zastosowaniach, takich jak RTM (formowanie żywicy metodą transferu), struktury warstwowe o strukturze plastra miodu, ochrona balistyczna, panele wewnętrzne samolotów i wykładziny ładunkowe. Produkty wzmacniane włóknami ciągłymi są wytwarzane metodą nawijania włókien lub pultruzji. Tkaniny i włókna ciągłekompozyty wzmacniane włóknamiZazwyczaj wykorzystują żywice fenolowe typu rezol rozpuszczalne w wodzie lub rozpuszczalniku. Oprócz żywic fenolowych typu rezol, w tworzywach FRP stosuje się również inne pokrewne układy fenolowe – takie jak benzoksazyny, estry cyjanianowe i nowo opracowaną żywicę Calidur™.
Benzoksazyna to nowy rodzaj żywicy fenolowej. W przeciwieństwie do tradycyjnych fenoli, w których segmenty cząsteczkowe są połączone mostkami metylenowymi [-CH₂-], benzoksazyny tworzą strukturę cykliczną. Benzoksazyny są łatwo syntezowane z materiałów fenolowych (bisfenolu lub nowolaku), amin pierwszorzędowych i formaldehydu. Polimeryzacja z otwarciem pierścienia nie wytwarza produktów ubocznych ani substancji lotnych, co poprawia stabilność wymiarową produktu końcowego. Oprócz wysokiej odporności na ciepło i płomienie, żywice benzoksazynowe wykazują właściwości nieobecne w tradycyjnych fenolach, takie jak niska absorpcja wilgoci i stabilne parametry dielektryczne.
Calidur™ to jednoskładnikowa, stabilna w temperaturze pokojowej, termoutwardzalna żywica poliaryloeteroamidowa nowej generacji, opracowana przez firmę Evonik Degussa dla przemysłu lotniczego i elektronicznego. Żywica utwardza się w temperaturze 140°C w ciągu 2 godzin, osiągając temperaturę zeszklenia (Tg) 195°C. Obecnie Calidur™ wykazuje liczne zalety w kompozytach o wysokiej wytrzymałości: brak emisji substancji lotnych, niski skurcz i reakcja egzotermiczna podczas utwardzania, wysoką wytrzymałość termiczną i na mokro, doskonałą wytrzymałość na ściskanie i ścinanie kompozytu oraz doskonałą udarność. Ta innowacyjna żywica stanowi ekonomiczną alternatywę dla żywic epoksydowych, bismaleimidowych i cyjanianowo-estrowych o średniej i wysokiej temperaturze zeszklenia (Tg) w przemyśle lotniczym, transportowym, motoryzacyjnym, elektrycznym/elektronicznym i innych wymagających zastosowaniach.
Czas publikacji: 24-06-2025
