Как може LCF PPS да пробие?
В областта на специалните инженерни пластмаси, ако PEEK е перлата в короната, тогава LCF PPS (усилен с дълги въглеродни влакна полифенилен сулфид) е тежко бронираната бойна защита. Значението му се крие в справянето с едно от най-неразрешимите противоречия в днешното високо-производство: как да се постигне едновременно „изключително леко“ и „висока структурна твърдост“ при изключително високи-температури и корозивни среди.
Защо се нуждаем от "дълги" въглеродни влакна?
Когато инженерите проектират модула за термично управление на ново енергийно превозно средство или рамката на фюзелажа на безпилотен летателен апарат, те често се сблъскват с дилема при избора на материал: металите са твърде тежки и имат слаба устойчивост на корозия, докато обикновените пластмаси с къси-влакна са леки, но податливи на счупвания от умора при високо-честотни вибрации и имат изключително ниска устойчивост на удар.
Появата на LCF PPS не е просто комбинация от производителност; по-скоро представлява фундаментална трансформация в режима на работа.
В механичната качествена промяна от "изваждане" до "счупване"На ниво микроскопична сила късите въглеродни влакна (SCF) са като чакъл в бетон. Когато са подложени на прекомерна сила, влакната са склонни да бъдат издърпани от матрицата, което води до крехко счупване. Докато LCF (дългите въглеродни влакна) запазват дължина от над 5 мм в рамките на компонента, те вече не са независими единици, а вместо това се свързват помежду си, за да образуват рамкова мрежа.
Анти{0}}реологична „техника-за спиране на времето“Умора на метали, пълзене на пластмаси. Но при дългосрочни-натоварвания над 120 градуса пластмасовите гранули LCF PPS демонстрират удивителна стабилност на размерите. Дългите въглеродни влакна са като безброй малки "сухожилия", здраво задържащи молекулярните вериги на PPS и възпрепятстващи пластичната им деформация с течение на времето.
„От точка-до-точка“ в производствения процес
Инфилтрационно изкуство: Процес на пултрузия
За разлика от "смесването с двоен винт" на обикновените модифицирани пластмаси, пластмасовите пелети LCF PPS трябва да възприемат технологията за пултрузия чрез инфилтрация на стопилка.
Предизвикателства:Течливостта на стопилката на PPS е изключително чувствителна към температурата, а снопът от въглеродни влакна (Tow) се състои от хиляди отделни нишки, което е много плътно.
Техническо ядро:Необходимо е да се проектират специални инфилтрационни дюзи. В рамките на много кратък период от време PPS с висок-вискозитет трябва да бъде насила притиснат във всяка отделна нишка, за да се постигне едно-покритие на нишката. Ако инфилтрацията е непълна, ще има празнини между влакната и след формоването якостта на срязване на междинния слой значително ще намалее.
Компромисът на леенето под налягане: битката за запазване на дължината
Добрите пелети са само полуготови продукти, а крайната производителност зависи от процеса на леене под налягане. Това беше изключителна и висококачествена-операция:
Избор на винт:Трябва да се изоставят конвенционалните високо{0}}нарязващи се винтове и да се изберат специални винтове с ниско съотношение на компресия и дълбоки канали. Стопилката трябва да се изтласка напред по "внимателен" начин.
Дизайн на канала на потока:Всички огъвания-под прав ъгъл или леяци-на игла са „машини за чупене“ за дълги влакна. Конструкцията на матрицата трябва да следва принципа на „голям леяк, пълен напречен-секционен поток“, минимизирайки механичното срязване на влакната в най-голяма степен.
LCF PPS: Приложение в бойното поле
Логиката на приложение на LCF PPS е много ясна: той се появява само в области, където обикновените инженерни пластмаси „не могат да оцелеят“.
Сцена 1: „Мъртвата зона“ на химическата корозия
Типичен случай: Електронното работно колело на помпата и корпусът в автомобилната система за термично управление.
Логика: Съвременната охлаждаща течност има изключително силна пропускливост при високи температури. Найлонът (PA) абсорбира вода, причинявайки разширяване на размерите и засядане на работното колело; металите изискват скъпи анти{1}}корозионни покрития. PPS е присъщо устойчив на хидролиза и киселинна-основа, съчетана с високата твърдост на LCF, се превърна в абсолютен лидер в тази област.
Сцена 2: „Невидимият щит“ срещу електромагнитни смущения
Типичен случай: Скоби за радар с милиметрови-вълни, корпуси на IGBT модул.
Логика: Въглеродните влакна по своята същност са добър проводник. LCF PPS, докато осигурява структурна опора, естествено образува проводима мрежа, ефективно екранираща електромагнитни смущения (EMI). В сравнение с "пластмаса + проводящо покритие" или "метални части за щамповане", той постига комбинация от структура и функция, значително намалявайки системните разходи.
Когато изследваме смесената смола LCF PPS, не трябва да я разглеждаме просто като "по-здрава пластмаса". Това представлява стъпка напред в областта на материалознанието към бионика -, имитираща синергията на костите (дълги влакна) и мускулите (смола).
За производствената индустрия стойността на пластмасовите гранули LCF PPS не се крие в цената на килограм частици, а във възможностите за систематично намаляване на разходите, които предоставя на дизайнерите, като например „замяна на стомана с пластмаса, интегриране на компоненти и елиминиране на вторичната обработка“. Със зрелостта на технологията за рециклирани въглеродни влакна, в бъдеще LCF PPS композитът ще изгради нова индустриална рамка в по-широк диапазон от области, от потребителска електроника до индустрии на ниска-надморска височина.
Свържете се с експерт по материали
