Introduceer verschillende hittebestendige harsen
2021-05-21
In de lucht- en ruimtevaartindustrie, om het beperkte draagvermogen te maximaliseren, is de gewichtscontrole van elk onderdeel zeer strikt. Op dit gebied worden steeds vaker composieten op harsbasis gebruikt vanwege hun uitstekende algemene eigenschappen. Naast de zeer hoge eisen aan de mechanische eigenschappen van het materiaal, worden er ook hoge eisen gesteld aan de temperatuurbestendigheid. Tegenwoordig introduceert Changganger verschillende veelvoorkomende hittebestendige harsen.
Polyimide, Engelse naam Polyimide (aangeduid als PI), een type polymeer met een imidering (-CO-NH-CO-) in de hoofdketen. Het is een van de beste organische polymeermaterialen met hoge uitgebreide prestaties. Het heeft een hoge temperatuurbestendigheid van meer dan 400 °C, een langdurig gebruikstemperatuurbereik van -200 tot 300 °C, geen duidelijk smeltpunt, hoge isolatieprestaties, een diëlektrische constante van 3,0 bij 103 Hz en alleen diëlektrisch verlies. 0,004 tot 0,007, behorend tot F tot H.
Volgens de chemische structuur van de herhalende eenheid kan het polyimide worden ingedeeld in drie typen: alifatisch, semi-aromatisch en aromatisch polyimide. Volgens thermische eigenschappen kan het worden onderverdeeld in thermoplastische en thermohardende polyimiden.
Polytetrafluorethyleen, de Engelse naam is Polytetrafluorethyleen, afgekort als PTFE. Als je niet veel weet over deze hars, kun je heel bekend zijn met de alias Teflon en Teflon. Dat klopt, het is de coating die vaak wordt gebruikt op pannen met antiaanbaklaag.
Dit materiaal is bestand tegen zuren en basen en tegen verschillende organische oplosmiddelen en is vrijwel onoplosbaar in alle oplosmiddelen. Tegelijkertijd heeft PTFE de kenmerken van hoge temperatuurbestendigheid en is de wrijvingscoëfficiënt extreem laag, zodat het als smeermiddel kan worden gebruikt en het is ook een ideale coating voor eenvoudige reiniging van de binnenste laag van waterleidingen.
Het smeltpunt is zo hoog als 327 ° C, de stabiliteit op lange termijn kan -180 ~ 250 ° C zijn.
Polyfenyleenether is een zeer sterke technische kunststof die in de jaren zestig is ontwikkeld. De chemische naam is poly 2,6 - dimethyl - 1,4 - fenylether, PPO (polyfenyleenoxide) of PPE (polyfeyleenether). Bekend als polyfenyleenoxide of polyfenyleenether.
Het heeft een hoge hittebestendigheid, glasovergangstemperatuur van 211 ° C, smeltpunt van 268 ° C, verwarming tot 330 ° C heeft de neiging om te ontleden, hoe hoger het PPO-gehalte, hoe beter de hittebestendigheid, de warmtevervormingstemperatuur kan 190 ° C bereiken.
PPO is niet-toxisch, transparant en heeft een relatief lage dichtheid en heeft een uitstekende mechanische sterkte, weerstand tegen spanningsrelaxatie, kruipweerstand, hittebestendigheid, waterbestendigheid, waterdampweerstand en maatvastheid. Het heeft goede elektrische eigenschappen in een breed temperatuur- en frequentiebereik. De belangrijkste nadelen zijn een slechte smeltvloei en moeilijke verwerking. De meeste praktische toepassingen zijn MPPO (PPO-blends of legeringen). PS-gemodificeerde PPO kan bijvoorbeeld de verwerkingsprestaties aanzienlijk verbeteren. Verbetert de weerstand tegen spanningsscheuren en slagvastheid, verlaagt de kosten en vermindert de hittebestendigheid en glans slechts in geringe mate.
Polyfenyleensulfide is een polyfenyleensulfide, een thermoplastische hars met een fenylthiogroep in de hoofdketen van het molecuul, in het Engels afgekort als PPS. Polyfenyleensulfide is een kristallijn polymeer.
De ongetrokken vezel heeft een groot amorf gebied (kristalliniteit van ongeveer 5%), en een kristallisatie-exotherm vindt plaats bij 125 ° C, de glasovergangstemperatuur is 150 ° C; en het smeltpunt is 281 ° C. De getrokken vezel produceert gedeeltelijke kristallisatie tijdens het strekproces (verhoogd tot 30%), en warmtebehandeling van de getrokken vezel bij een temperatuur van 130-230 ° C kan de kristalliniteit verhogen tot 60-80 %. Daarom heeft de getrokken vezel geen significante glasovergang of kristallisatie-exotherm en heeft hij een smeltpunt van 284 °C.
Met de toename van de kristalliniteit na het uitrekken met warmte, neemt de dichtheid van de vezel dienovereenkomstig toe, van 1,33 g/cm³ vóór het uitrekken tot 1,34 g/cm³ na het uitrekken; na warmtebehandeling kan het 1,38 g / Cm³ bereiken. Vormkrimp: 0,7% Vormtemperatuur: 300-330 °C.
De warmtevervormingstemperatuur is over het algemeen hoger dan 260 graden en kan worden gebruikt in het temperatuurbereik van 180 ~ 220 ° C. PPS is een van de beste hittebestendige varianten in technische kunststoffen.
Polyetheretherketon (Engels poly-ether-ether-keton, afgekort PEEK) is een hoog polymeer bestaande uit een herhalende eenheid die een ketonbinding en twee etherbindingen in de hoofdketenstructuur bevat, en is een speciaal polymeermateriaal. Het heeft een fysisch-chemische eigenschap zoals weerstand tegen hoge temperaturen en weerstand tegen chemische corrosie. Het is een soort semi-kristallijn polymeermateriaal met een smeltpunt van 334 ° C, een verwekingspunt van 168 ° C en een treksterkte van 132-148 MPa. Het kan worden gebruikt als hittebestendig constructiemateriaal en elektrisch isolatiemateriaal. Het versterkende materiaal kan worden bereid door te compounderen met glasvezel of koolstofvezel. In het algemeen wordt een type polyaryleenetherpolymeer gebruikt dat wordt verkregen door condensatie met een aromatisch tweewaardig fenol.
PEEK heeft een uitstekende hittebestendigheid en een hoge temperatuurbestendigheid. Het kan lange tijd worden gebruikt bij 250 ° C. De momentane temperatuur kan 300 °C bereiken. Het heeft een hoge stijfheid, maatvastheid en een kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt. Het is dicht bij metaal aluminium. PEEK heeft een goede chemische stabiliteit. Het heeft een sterke corrosieweerstand tegen zuur, alkali en bijna alle organische oplosmiddelen en heeft de eigenschappen van vlamvertragend en stralingsbestendig. PEEK heeft een uitstekende weerstand tegen glijslijtage en wrijvingsslijtage, vooral bij 250 ° C. Hoge slijtvastheid en lage wrijvingsfactor; daarnaast is PEEK gemakkelijk te extruderen en te spuitgieten.
Bismaleimide (BMI) is een ander type harssysteem dat is afgeleid van het polyimideharssysteem. Het is een bifunctionele verbinding met maleïmide (MI) als de actieve eindgroep. Vergelijkbare vloeibaarheid en vormbaarheid kunnen worden verwerkt met dezelfde algemene methode als epoxyhars, die de tekortkomingen van een relatief lage hittebestendigheid van epoxyhars overwint. Daarom is het de afgelopen twee decennia snel ontwikkeld en op grote schaal gebruikt. .
BMI bevat een benzeenring, een heterocyclische imidering en een hoge verknopingsdichtheid, zodat het uitgeharde product een uitstekende hittebestendigheid heeft, en de Tg is over het algemeen meer dan 250 ° C, en het gebruikstemperatuurbereik is ongeveer 177 ° C tot 232 ° C. Ethyleendiamine in de alifatische BMI is het meest stabiel en de thermische ontledingstemperatuur (Td) zal afnemen naarmate het aantal methyleengroepen toeneemt. De Td van aromatische BMI is over het algemeen hoger dan die van alifatische BMI, waarvan 2,4. De Td van diaminobenzenen is hoger dan die van andere typen. Bovendien heeft Td een nauwe relatie met de verknopingsdichtheid en neemt Td toe met de toename van de verknopingsdichtheid binnen een bepaald bereik.
Furaanhars is een algemene term voor harsen geproduceerd uit sterolen en furfuralen met furaanringen als grondstof. Het hardt uit tot onoplosbare en onsmeltbare vaste stoffen onder invloed van sterke zuren. De typen zijn sterolharsen, furfuralharsen, fluorenonharsen, fluorenon-formaldehydehars, enz.
Deze ring is de furaanring
Het hittebestendige materiaal furaan glasvezelversterkt composietmateriaal heeft een hogere hittebestendigheid dan het algemene fenolische glasvezelversterkte composietmateriaal en kan lange tijd worden gebruikt bij ongeveer 150 ° C.
Cyaanhars is een nieuw type thermohardende hars met twee of meer cyanaatfunctionele groepen (-OCN) in de moleculaire structuur die in de jaren zestig is ontwikkeld. De moleculaire structuur is: NCO-R-OCN; cyanaatester Hars wordt ook wel triazine A-hars genoemd, de volledige naam van het Engels is Triazine A-hars, TA-hars, cyanaathars, afgekort als CE.
Cyanate ester CE heeft uitstekende mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur, hogere buigsterkte en treksterkte dan bifunctionele epoxyhars; zeer lage wateropname (<1,5%); lage vormkrimp, goede maatvastheid; hittebestendigheid Goede eigenschappen, glasovergangstemperatuur van 240 ~ 260 ° C, tot 400 ° C, kan na modificatie worden uitgehard bij 170 ° C; weerstand tegen hitte en vochtigheid, vlamvertraging, hechting is zeer goed, en glasvezel, koolstofvezel, kwartsvezel Versterkende materialen zoals snorharen hebben goede hechteigenschappen; uitstekende elektrische eigenschappen, extreem lage diëlektrische constante (2,8 ~ 3,2) en diëlektrische verlies tangens (0,002 ~ 0,008), en diëlektrische eigenschappen versus temperatuur en elektromagnetische golffrequentie. De veranderingen vertonen een unieke stabiliteit (dwz hebben breedband).
Polyarylethynyl (PAA) harsen zijn een klasse van hoogwaardige polymeren gevormd door additiepolymerisatie van ethynyl aromatische koolwaterstoffen. Het is een ideaal materiaal voor vezelversterkte ablatiebestendige koolstofhars en wordt veel gebruikt in ruimtevaartmaterialen zoals raketstraalpijpen en raketmotorstraalpijpen.
De zogenaamde hoge temperatuur is relatief gesproken. In het algemeen is de temperatuurbestendigheid van composietmateriaal op harsbasis iets minder dan die van composietmaterialen zoals materialen op metaal- en keramiekbasis. De grootste aantrekkingskracht van composietmaterialen ligt echter in hun ontwerpbaarheid. Door een redelijk ontwerp- en vormproces kunnen ze hun sterke punten ontwikkelen en zwakke punten vermijden.
Geen enkel materiaal is perfect, niet perfect, dus er is ruimte voor verbetering. In de toekomst zullen, met de gezamenlijke inspanningen van vele beoefenaars, meer nieuwe materialen ontstaan en zullen op polymeren gebaseerde composietmaterialen zeker een grotere rol gaan spelen.
Technologie stimuleert sociale ontwikkeling en materialen veranderen de wereld!
Polyimide, Engelse naam Polyimide (aangeduid als PI), een type polymeer met een imidering (-CO-NH-CO-) in de hoofdketen. Het is een van de beste organische polymeermaterialen met hoge uitgebreide prestaties. Het heeft een hoge temperatuurbestendigheid van meer dan 400 °C, een langdurig gebruikstemperatuurbereik van -200 tot 300 °C, geen duidelijk smeltpunt, hoge isolatieprestaties, een diëlektrische constante van 3,0 bij 103 Hz en alleen diëlektrisch verlies. 0,004 tot 0,007, behorend tot F tot H.
Volgens de chemische structuur van de herhalende eenheid kan het polyimide worden ingedeeld in drie typen: alifatisch, semi-aromatisch en aromatisch polyimide. Volgens thermische eigenschappen kan het worden onderverdeeld in thermoplastische en thermohardende polyimiden.
Polytetrafluorethyleen, de Engelse naam is Polytetrafluorethyleen, afgekort als PTFE. Als je niet veel weet over deze hars, kun je heel bekend zijn met de alias Teflon en Teflon. Dat klopt, het is de coating die vaak wordt gebruikt op pannen met antiaanbaklaag.
Dit materiaal is bestand tegen zuren en basen en tegen verschillende organische oplosmiddelen en is vrijwel onoplosbaar in alle oplosmiddelen. Tegelijkertijd heeft PTFE de kenmerken van hoge temperatuurbestendigheid en is de wrijvingscoëfficiënt extreem laag, zodat het als smeermiddel kan worden gebruikt en het is ook een ideale coating voor eenvoudige reiniging van de binnenste laag van waterleidingen.
Het smeltpunt is zo hoog als 327 ° C, de stabiliteit op lange termijn kan -180 ~ 250 ° C zijn.
Polyfenyleenether is een zeer sterke technische kunststof die in de jaren zestig is ontwikkeld. De chemische naam is poly 2,6 - dimethyl - 1,4 - fenylether, PPO (polyfenyleenoxide) of PPE (polyfeyleenether). Bekend als polyfenyleenoxide of polyfenyleenether.
Het heeft een hoge hittebestendigheid, glasovergangstemperatuur van 211 ° C, smeltpunt van 268 ° C, verwarming tot 330 ° C heeft de neiging om te ontleden, hoe hoger het PPO-gehalte, hoe beter de hittebestendigheid, de warmtevervormingstemperatuur kan 190 ° C bereiken.
PPO is niet-toxisch, transparant en heeft een relatief lage dichtheid en heeft een uitstekende mechanische sterkte, weerstand tegen spanningsrelaxatie, kruipweerstand, hittebestendigheid, waterbestendigheid, waterdampweerstand en maatvastheid. Het heeft goede elektrische eigenschappen in een breed temperatuur- en frequentiebereik. De belangrijkste nadelen zijn een slechte smeltvloei en moeilijke verwerking. De meeste praktische toepassingen zijn MPPO (PPO-blends of legeringen). PS-gemodificeerde PPO kan bijvoorbeeld de verwerkingsprestaties aanzienlijk verbeteren. Verbetert de weerstand tegen spanningsscheuren en slagvastheid, verlaagt de kosten en vermindert de hittebestendigheid en glans slechts in geringe mate.
Polyfenyleensulfide is een polyfenyleensulfide, een thermoplastische hars met een fenylthiogroep in de hoofdketen van het molecuul, in het Engels afgekort als PPS. Polyfenyleensulfide is een kristallijn polymeer.
De ongetrokken vezel heeft een groot amorf gebied (kristalliniteit van ongeveer 5%), en een kristallisatie-exotherm vindt plaats bij 125 ° C, de glasovergangstemperatuur is 150 ° C; en het smeltpunt is 281 ° C. De getrokken vezel produceert gedeeltelijke kristallisatie tijdens het strekproces (verhoogd tot 30%), en warmtebehandeling van de getrokken vezel bij een temperatuur van 130-230 ° C kan de kristalliniteit verhogen tot 60-80 %. Daarom heeft de getrokken vezel geen significante glasovergang of kristallisatie-exotherm en heeft hij een smeltpunt van 284 °C.
Met de toename van de kristalliniteit na het uitrekken met warmte, neemt de dichtheid van de vezel dienovereenkomstig toe, van 1,33 g/cm³ vóór het uitrekken tot 1,34 g/cm³ na het uitrekken; na warmtebehandeling kan het 1,38 g / Cm³ bereiken. Vormkrimp: 0,7% Vormtemperatuur: 300-330 °C.
De warmtevervormingstemperatuur is over het algemeen hoger dan 260 graden en kan worden gebruikt in het temperatuurbereik van 180 ~ 220 ° C. PPS is een van de beste hittebestendige varianten in technische kunststoffen.
Polyetheretherketon (Engels poly-ether-ether-keton, afgekort PEEK) is een hoog polymeer bestaande uit een herhalende eenheid die een ketonbinding en twee etherbindingen in de hoofdketenstructuur bevat, en is een speciaal polymeermateriaal. Het heeft een fysisch-chemische eigenschap zoals weerstand tegen hoge temperaturen en weerstand tegen chemische corrosie. Het is een soort semi-kristallijn polymeermateriaal met een smeltpunt van 334 ° C, een verwekingspunt van 168 ° C en een treksterkte van 132-148 MPa. Het kan worden gebruikt als hittebestendig constructiemateriaal en elektrisch isolatiemateriaal. Het versterkende materiaal kan worden bereid door te compounderen met glasvezel of koolstofvezel. In het algemeen wordt een type polyaryleenetherpolymeer gebruikt dat wordt verkregen door condensatie met een aromatisch tweewaardig fenol.
PEEK heeft een uitstekende hittebestendigheid en een hoge temperatuurbestendigheid. Het kan lange tijd worden gebruikt bij 250 ° C. De momentane temperatuur kan 300 °C bereiken. Het heeft een hoge stijfheid, maatvastheid en een kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt. Het is dicht bij metaal aluminium. PEEK heeft een goede chemische stabiliteit. Het heeft een sterke corrosieweerstand tegen zuur, alkali en bijna alle organische oplosmiddelen en heeft de eigenschappen van vlamvertragend en stralingsbestendig. PEEK heeft een uitstekende weerstand tegen glijslijtage en wrijvingsslijtage, vooral bij 250 ° C. Hoge slijtvastheid en lage wrijvingsfactor; daarnaast is PEEK gemakkelijk te extruderen en te spuitgieten.
Bismaleimide (BMI) is een ander type harssysteem dat is afgeleid van het polyimideharssysteem. Het is een bifunctionele verbinding met maleïmide (MI) als de actieve eindgroep. Vergelijkbare vloeibaarheid en vormbaarheid kunnen worden verwerkt met dezelfde algemene methode als epoxyhars, die de tekortkomingen van een relatief lage hittebestendigheid van epoxyhars overwint. Daarom is het de afgelopen twee decennia snel ontwikkeld en op grote schaal gebruikt. .
BMI bevat een benzeenring, een heterocyclische imidering en een hoge verknopingsdichtheid, zodat het uitgeharde product een uitstekende hittebestendigheid heeft, en de Tg is over het algemeen meer dan 250 ° C, en het gebruikstemperatuurbereik is ongeveer 177 ° C tot 232 ° C. Ethyleendiamine in de alifatische BMI is het meest stabiel en de thermische ontledingstemperatuur (Td) zal afnemen naarmate het aantal methyleengroepen toeneemt. De Td van aromatische BMI is over het algemeen hoger dan die van alifatische BMI, waarvan 2,4. De Td van diaminobenzenen is hoger dan die van andere typen. Bovendien heeft Td een nauwe relatie met de verknopingsdichtheid en neemt Td toe met de toename van de verknopingsdichtheid binnen een bepaald bereik.
Furaanhars is een algemene term voor harsen geproduceerd uit sterolen en furfuralen met furaanringen als grondstof. Het hardt uit tot onoplosbare en onsmeltbare vaste stoffen onder invloed van sterke zuren. De typen zijn sterolharsen, furfuralharsen, fluorenonharsen, fluorenon-formaldehydehars, enz.
Deze ring is de furaanring
Het hittebestendige materiaal furaan glasvezelversterkt composietmateriaal heeft een hogere hittebestendigheid dan het algemene fenolische glasvezelversterkte composietmateriaal en kan lange tijd worden gebruikt bij ongeveer 150 ° C.
Cyaanhars is een nieuw type thermohardende hars met twee of meer cyanaatfunctionele groepen (-OCN) in de moleculaire structuur die in de jaren zestig is ontwikkeld. De moleculaire structuur is: NCO-R-OCN; cyanaatester Hars wordt ook wel triazine A-hars genoemd, de volledige naam van het Engels is Triazine A-hars, TA-hars, cyanaathars, afgekort als CE.
Cyanate ester CE heeft uitstekende mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur, hogere buigsterkte en treksterkte dan bifunctionele epoxyhars; zeer lage wateropname (<1,5%); lage vormkrimp, goede maatvastheid; hittebestendigheid Goede eigenschappen, glasovergangstemperatuur van 240 ~ 260 ° C, tot 400 ° C, kan na modificatie worden uitgehard bij 170 ° C; weerstand tegen hitte en vochtigheid, vlamvertraging, hechting is zeer goed, en glasvezel, koolstofvezel, kwartsvezel Versterkende materialen zoals snorharen hebben goede hechteigenschappen; uitstekende elektrische eigenschappen, extreem lage diëlektrische constante (2,8 ~ 3,2) en diëlektrische verlies tangens (0,002 ~ 0,008), en diëlektrische eigenschappen versus temperatuur en elektromagnetische golffrequentie. De veranderingen vertonen een unieke stabiliteit (dwz hebben breedband).
Polyarylethynyl (PAA) harsen zijn een klasse van hoogwaardige polymeren gevormd door additiepolymerisatie van ethynyl aromatische koolwaterstoffen. Het is een ideaal materiaal voor vezelversterkte ablatiebestendige koolstofhars en wordt veel gebruikt in ruimtevaartmaterialen zoals raketstraalpijpen en raketmotorstraalpijpen.
De zogenaamde hoge temperatuur is relatief gesproken. In het algemeen is de temperatuurbestendigheid van composietmateriaal op harsbasis iets minder dan die van composietmaterialen zoals materialen op metaal- en keramiekbasis. De grootste aantrekkingskracht van composietmaterialen ligt echter in hun ontwerpbaarheid. Door een redelijk ontwerp- en vormproces kunnen ze hun sterke punten ontwikkelen en zwakke punten vermijden.
Geen enkel materiaal is perfect, niet perfect, dus er is ruimte voor verbetering. In de toekomst zullen, met de gezamenlijke inspanningen van vele beoefenaars, meer nieuwe materialen ontstaan en zullen op polymeren gebaseerde composietmaterialen zeker een grotere rol gaan spelen.
Technologie stimuleert sociale ontwikkeling en materialen veranderen de wereld!
