Содержание
Ученые запатентовали термопластичный армированный профиль
1063
Добавить в закладки
Научные сотрудники Центра Сколтеха по проектированию,
производственным технологиям и материалам (CDMM) провели
исследовательскую работу в области производства термопластичных
композитных материалов методом пултрузии. Ученые
систематизировали знания используемой технологии и опубликовали
обзорную статью (“Thermoplastic pultrusion: A review”) в журнале
Polymers.
Пултрузия – один из наиболее эффективных методов производства
композитных материалов с постоянным поперечным сечением.
Пултрузионные профили используют в строительстве, авиационной и
автомобильной промышленности. С помощью пултрузии изготавливают
композиты на основе термопластов (плавкие полимеры) и
реактопластов (неплавкие полимеры). Термопластичные композиты по
сравнению с ректопластичными имеют такие преимущества, как более
высокая ударная прочность, возможность переработки,
неограниченный срок хранения сырья, способность к свариванию.
При
этом они имеют высокую вязкость, что усложняет процесс разработки
изделий. Несмотря на все достоинства термопластов, реактопласты
пользуются гораздо большей популярностью. Например, один из
крупнейших производителей пултрузионных профилей Fiberline
(Дания) изготавливает различные композиты только на основе
реактопластов.
Кроме того, ученые собрали и проанализировали всю доступную
информацию о сырьевых материалах, описали процесс производства и
его параметры, а также провели анализ свойств материалов,
применяющихся для изготовления профилей постоянного поперечного
сечения.
Целью исследования было привлечь внимание ученых к данной
технологии и определить направления развития, а также ответить на
вопрос: «Почему термопластичная пултрузия все еще не получила
такого же широкого распространения, как реактопластичная?»
Накопленный опыт и знания позволили
исследователям разработать процесс производства и
запатентовать термопластичный армированный пултрузионный профиль.
«Термопластичные армированные пултрузионные профили по сравнению
с традиционными реактопластичными более привлекательны для
индустрии за счет большей производительности технологического
процесса изготовления и простоты утилизации изделий после
окончания срока их эксплуатации», – отмечает один из
изобретателей, Александр Сафонов.
Иллюстрация кликабельна
Разместил Григорий Яшин
Автор Теона Бурдиашвили
Сколтех
армированный профиль
пултрузия
термопластичная пултрузия
термопластичные композиты
Источник:
www.skoltech.ru
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
НАУКА ДЕТЯМ
С участием ОИЯИ установлено более ста германиевых детекторов эксперимента LEGEND
12:00 / Физика
4 декабря — День российской информатики
10:00 / Информационные технологии
Пленарное заседание «Российская наука в эпоху международного соперничества» ― прямая трансляция
15:00 / Наука и общество
Дмитрий Чернышенко, зампред правительства РФ: Россия на девятом месте в мире по уровню научного развития
14:30 / Наука и общество
Ученые ЛЭТИ научили робота-художника писать картины цветными красками
14:00 / Новые технологии
Максим Древаль, генеральный директор общества «Знание»: Как сделать так, чтобы в науку приходило больше людей
14:00 / Наука и общество
Илья Воротынцев, и.
о. ректора РХТУ: Интернет вещей позволяет контролировать технологические процессы
13:30 / Информационные технологии, Наука и общество
Новая светящаяся молекула-аналог американского препарата поможет диагностировать и лечить рак
12:00 / Медицина, Химия
Крупнейший аграрный вуз. 3 декабря 1865 г. была основана Тимирязевская академия
10:00 / Биология, Наука и общество, Науки о земле
Вице-президент РАН Степан Калмыков: «Мы можем перегнать зарубежных ученых, не догоняя их»
19:00 / Наука и общество
Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008
04.03.2019
Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002
04.03.2019
Вспоминая Сергея Петровича Капицу
14.02.2017
Смотреть все
Экструзия профилей из термопластичных композитов, армированных длинным волокном (линейки, оконные изделия и профили)
- Создание линейных профилей, оконных проемов и профилей с индивидуальными характеристиками
- Экономичное производство высококачественных форм-факторов, которые превосходят металл, дерево или термореактивные материалы
Опыт PlastiComp в применении технологии термопластичных композитов с длинными волокнами на новых рынках привел к разработке инновационных приложений для экструзии профилей.
Лишь некоторые из наших внедрений включают модернизацию трубных вкладышей и композитную арматуру.
Наши конструкционные прерывистые материалы, армированные длинным волокном, могут подвергаться профильной экструзии, чтобы объединить эксплуатационные преимущества термопластичных композитов, армированных длинным волокном, с механическими свойствами, адаптированными для удовлетворения жестких требований применения.
Позволяет вам производить форм-факторы, которые обеспечивают более высокие характеристики без сложности и снижения затрат, связанных с изготовлением деталей, полностью использующих непрерывное армирование или несоответствие интерфейса и теплового расширения при вставке других материалов.
Почему выбирают композиты, армированные длинным волокном?
- Стабильность размеров для использования вместо металла или дерева
- Совместное преимущество производительности за счет повышения как жесткости, так и ударной вязкости исходного полимера
- Преодоление разрыва между малоэффективными пластиками, наполненными рубленым волокном, и сложными в производстве композитами, армированными непрерывным волокном
- Уменьшение веса упрощает работу с материалами и снижает затраты на транспортировку продукции
- PlastiComp может настроить размер наших гранул и полученную длину волокна, чтобы адаптировать получаемые механические свойства к рабочим характеристикам вашего приложения
Армированные пластмассы являются идеальными материалами для замены
Помимо легкости, пластмассы обладают неотъемлемыми преимуществами, которые желательны при замене традиционных металлических или деревянных материалов:
- Устойчивость к коррозии
- Низкая теплопроводность
- Электроизоляционные или проводящие
- Обработка без летучих органических соединений
Кроме того, PlastiComp может придать нашим длинноволокнистым композитам дополнительные характеристики:
Преимущества производства методом экструзии профилей
Низкие затраты на инструменты и высокая производительность позволяют получать продукцию стабильного качества с жесткими допусками и отличной размерной стабильностью, что делает экструзию термопластов идеальной для производства любых элементов с однородным поперечным сечением по непрерывной длине.
методы экструзионной обработки профилей для преобразования термопластов, армированных длинным волокном, в:
- Стандартные формы
- Стержни
- Трубки
- Бары
- Лента
- Пользовательские профили
- Двутавр
- C-канал
- линий
- Окна
- Любой тип волокна: стекло, углерод и др.
- Любая термопластичная смола/полимер: от PP до PEEK
Полимерные профили, армированные волокном, для архитектуры и строительства
Времена меняются. Традиционный подход к использованию дерева, стали и алюминия в архитектуре и строительстве быстро заменяется использованием новых инновационных материалов.
Одним из таких продуктов, набирающих популярность, являются профили из армированного волокном полимера (FRP) для строительства зданий, резервуаров, облицовки, конструкций платформ и кровельных изделий.
Композитные изделия из стеклопластика повышают долговечность и прочность конструкции.
И хотя использование цемента и дерева все еще используется, все больше и больше инженеров-проектировщиков предпочитают использовать изделия из стекловолокна для повышения прочности зданий и сооружений.
Композитные профили FRP обладают уникальными характеристиками. Они устойчивы к кислоте, химикатам, воде. Они также непроводящие, высокопрочные, легкие и ударопрочные.
Эти характеристики дают архитекторам и строителям веские причины применять в своих проектах больше профилей FRP, таких как балки и швеллеры. Их композитная структура способна противостоять естественным силам и давлению.
Характеристики стеклопластиков
Изделия из стеклопластиков отличаются низкими затратами на техническое обслуживание и обеспечивают надежную поддержку конструкций. Устойчивы к химическим веществам, теплу и влаге, их можно устанавливать без использования цемента и асбеста.
Немагнитные свойства делают их наиболее подходящим продуктом для кровли, армирования окон, каналов из стекловолокна, столбов для деревьев и разметки подъездных путей.
Что такое пултрузия?
Пултрузия — это технология производства, при которой волокна и смола превращаются в армированный волокном пластик. Пултрузионные изделия ─ с постоянным поперечным сечением ─ зарекомендовали себя как долговечные и эффективные. Пултрузионный продукт чрезвычайно универсален и становится все более популярным во многих отраслях, таких как строительство, инфраструктура и транспорт.
Пултрузионные профили обычно используются для изготовления изделий, которые оставляются на открытом воздухе в течение длительного периода времени, поскольку они способны противостоять суровым воздействиям окружающей среды. Сюда входят линии электропередач, мосты и дороги.
Производственный процесс может быть адаптирован для проектирования деталей, отвечающих практически любым потребностям, которые в настоящее время выполняются из дерева, алюминия или стали. Помимо того, что они легкие и такие же прочные, как и аналогичные материалы, пултрузионные детали являются более экономичным вариантом.
Это снижает стоимость производства и обслуживания.
Рыночный спрос
В течение следующих нескольких лет мы можем ожидать, что все больше отраслей промышленности начнут заменять алюминий и сталь пултрузионными материалами. Недавно Lucintel опубликовала свой отчет о рынке пултрузии, в котором прогнозируется, что к 2024 году рынок пултрузии достигнет примерно 3,4 миллиарда долларов. Этот рост обусловлен «растущим спросом на легкие, устойчивые к коррозии и долговечные продукты для различных отраслей конечного использования».
Ниже приведены несколько секторов, в которых мы можем ожидать, что FRP окажут наибольшее влияние:
1. Электрооборудование
Ценным дополнением к электротехнической промышленности являются стержни горячей линии. Эти высоковольтные опоры из пултрузионного стекловолокна не проводят электричество, что делает их безопасными для работающих на них электриков. Помимо того, что они безопасны, они способны выдерживать 1000 кВ на фут.
2.
Конструкция
В процессе пултрузии создаются легкие и прочные материалы, из которых создается безопасная и прочная конструкция. Он также обеспечивает более экономичный вариант для домов и зданий, поскольку он более устойчив, чем большинство других материалов, используемых в строительстве.
Изделия из пултрузионного стекловолокна также можно окрашивать, чтобы они напоминали древесину, мрамор и другие поверхности, чтобы соответствовать внешнему виду конструкции. На этапе строительства нет необходимости красить, что также экономит время и деньги. Помимо нового строительства, подрядчики возьмутся за архитектурные проекты, изменяющие внешний вид старого или существующего здания. Оригинальное здание не нужно сносить или перестраивать. Он просто преображается с помощью композитного фасада FRP.
В Северной Америке, а также на мировом рынке преимущества пултрузионных профилей из стекловолокна становятся все более привлекательными для применения в строительстве. Исследования показывают, что пултрузионные материалы, такие как пластик, армированный стекловолокном, могут сохранять свои свойства даже после 15 лет службы, предлагая новый уровень прочности и долговременной работы, которые просто не могут обеспечить другие материалы.
Подходящие для строительства
Термостойкие материалы
Два ключевых фактора, которые делают FRP подходящим для строительных проектов, — это термостойкость и огнестойкость. Для придания дереву, бетону и асфальту теплостойкости необходимо нанести слой защитного покрытия. Это химическое покрытие очень токсично для окружающей среды и не так устойчиво, как профили FRP.
Напротив, хотя такие металлы, как алюминий и сталь, лучше выдерживают нагрев, чем дерево, они не являются полностью термостойкими. Они все еще могут плавиться при более высоких температурах, которые могут возникнуть во время бушующего пожара.
Как композиты FRP термостойки? Полимерные композиты, армированные волокном, обладают термостойкостью благодаря способу их создания. Волокнистые ровинги подаются в пултрузионную машину. Натяжители могут использоваться для поддержания постоянного уровня прочности по всему изделию. Затем ровинги проходят стадию «пропитки», на которой они пропитываются жидкой смолой, выбранной в соответствии с требуемыми характеристиками.
По мере намокания ровницы пропитываются смолой, что дополнительно улучшает состав продукта. После этого продукт будет сформирован и отвержден. Конечный продукт устойчив к ударам, ультрафиолетовым лучам, коррозии и нагреванию.
Альтернативы
Стабильность и тепловые характеристики пултрузионных материалов делают их прекрасной альтернативой дереву, ПВХ, стали и алюминию. Пултрузионные профили из стекловолокна обеспечивают дополнительную безопасность без ущерба для прочности или жесткости, поскольку они не проводят ток и устойчивы к коррозии. Они до 70% легче стальных изделий. Будучи устойчивыми к разрушению, вызванному погодными условиями, пултрузионные изделия служат дольше по сравнению с уровнем коррозии металлов, используемых для мостов.
Например, продукты FRP используются архитекторами, строителями и разработчиками для различных продуктов, таких как энергосберегающие окна, терморазрывы, для нефтегазовых труб, балок, стержней и ригелей.