Matryca żywiczna kompozytów termoplastycznych obejmuje tworzywa konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia i specjalistyczne, a PPS jest typowym przedstawicielem tworzyw konstrukcyjnych specjalnego przeznaczenia, powszechnie znanych jako „plastikowe złoto”. Do zalet użytkowych PPS należą: doskonała odporność termiczna, dobre właściwości mechaniczne, odporność na korozję oraz samozapłon do poziomu V-0 wg normy UL94. Ze względu na powyższe zalety, a także w porównaniu z innymi wysokowydajnymi termoplastycznymi tworzywami konstrukcyjnymi, charakteryzuje się łatwością przetwarzania i niskim kosztem, co czyni go doskonałą matrycą żywiczną do produkcji materiałów kompozytowych.
Materiał kompozytowy PPS z krótkim włóknem szklanym (SGF) ma zalety wysokiej wytrzymałości, wysokiej odporności cieplnej, ognioodporności, łatwości przetwarzania, niskich kosztów itp.
Materiał kompozytowy z włókna szklanego wydłużonego PPS (LGF) charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, niskim odkształceniem, odpornością na zmęczenie, dobrym wyglądem produktu itp. Może być stosowany do wirników, obudów pomp, złączy, zaworów, wirników i obudów pomp chemicznych, wirników i obudów chłodnic wodnych, części urządzeń gospodarstwa domowego itp.
Jakie są zatem konkretne różnice we właściwościach kompozytów PPS wzmocnionych krótkimi włóknami szklanymi (SGF) i długimi włóknami szklanymi (LGF)?
Porównano kompleksowe właściwości kompozytów PPS/SGF (z krótkimi włóknami szklanymi) i PPS/LGF (z długimi włóknami szklanymi). Powodem zastosowania procesu impregnacji w stanie stopionym w procesie granulacji ślimakowej jest to, że impregnacja wiązki włókien odbywa się w formie impregnacyjnej, a włókna nie ulegają uszkodzeniu. Wreszcie, dzięki porównaniu danych dotyczących właściwości mechanicznych obu materiałów, możliwe jest wsparcie techniczne dla personelu naukowego i technologicznego zajmującego się aplikacjami przy doborze materiałów.
Analiza właściwości mechanicznych
Włókna wzmacniające dodane do matrycy żywicy mogą tworzyć szkielet nośny. Gdy materiał kompozytowy jest poddawany działaniu sił zewnętrznych, włókna wzmacniające mogą skutecznie przejąć rolę obciążeń zewnętrznych; jednocześnie mogą absorbować energię powstającą w wyniku pękania, odkształcania itp., poprawiając tym samym właściwości mechaniczne żywicy.
Wraz ze wzrostem zawartości włókien szklanych, więcej włókien szklanych w materiale kompozytowym jest poddawanych działaniu sił zewnętrznych. Jednocześnie, ze względu na wzrost liczby włókien szklanych, matryca żywiczna między włóknami szklanymi staje się cieńsza, co sprzyja budowie ram wzmocnionych włóknem szklanym. W związku z tym, wzrost zawartości włókien szklanych umożliwia materiałowi kompozytowemu przenoszenie większych naprężeń z żywicy na włókno szklane pod wpływem obciążenia zewnętrznego, co skutecznie poprawia właściwości wytrzymałościowe i zginające materiału kompozytowego.
Właściwości wytrzymałościowe kompozytów PPS/LGF na rozciąganie i zginanie są wyższe niż kompozytów PPS/SGF. Przy udziale masowym włókna szklanego wynoszącym 30%, wytrzymałość na rozciąganie kompozytów PPS/SGF i PPS/LGF wynosi odpowiednio 110 MPa i 122 MPa; wytrzymałość na zginanie wynosi odpowiednio 175 MPa i 208 MPa; moduły sprężystości przy zginaniu wynoszą odpowiednio 8 GPa i 9 GPa.
Wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na zginanie i moduł sprężystości przy zginaniu kompozytów PPS/LGF wzrosły odpowiednio o 11,0%, 18,9% i 11,3% w porównaniu z kompozytami PPS/SGF. Wskaźnik retencji długości włókien szklanych w materiale kompozytowym PPS/LGF jest wyższy. Przy tej samej zawartości włókien szklanych materiał kompozytowy charakteryzuje się większą wytrzymałością na obciążenia i lepszymi właściwościami mechanicznymi.
Czas publikacji: 23-08-2022
