Важность выбора смолы

Ключевые компоненты композитного материала - это волокна и смола. Волокна, обычно сделанные из стекловолокна или углеродного волокна, обеспечивают прочность и жесткость, но при использовании по отдельности им нельзя придать форму или форму, в которой эти свойства применимы. Однако пропитка волокон смолой с последующим отверждением позволяет нам улучшить их прочность, жесткость и легкий вес для различных областей применения, добавляя при этом еще больше преимуществ композиту.

Что касается выбора смолы, существует множество доступных вариантов, а также возможность включения добавок смолы для удовлетворения требований области применения. Поэтому очень важно знать разницу между смолами и то, как их выбор может повлиять на свойства композита.

Дополнение существующих свойств

Все композиты обладают общими полезными свойствами:прочность, жесткость, легкий вес и устойчивость к суровым условиям окружающей среды. Каждую из этих особенностей можно сделать более доминирующей, используя смолу, которая их дополняет. Чтобы выбрать наиболее подходящую смолу, сначала необходимо определить, какой должна быть ее основная характеристика.

Экономически эффективным способом создания композиционного раствора, позволяющего снизить вес, является использование ненасыщенной полиэфирной смолы, которая обладает относительно хорошими механическими, электрическими и химическими свойствами. Его можно адаптировать для ряда повседневных применений, таких как транспортные, конструкционные и строительные профили.

Однако, если приложение требует большей жесткости или прочности, предпочтительнее эпоксидная смола. Связь между эпоксидной смолой и волокном является прочной, что означает, что между волокнами могут передаваться более высокие сдвиговые нагрузки, что обеспечивает лучшую прочность композита. В сочетании с большим объемом волокон, что позволяет эпоксидная смола, можно получить композит с превосходной прочностью и высокой жесткостью, который при необходимости может быть модифицирован для соответствия высокотемпературным условиям эксплуатации.

В качестве альтернативы, если композит требует устойчивости к суровым условиям окружающей среды в дополнение к жесткости, смолы на основе сложных виниловых эфиров могут быть лучшим выбором. Молекулярная структура сложного винилового эфира способствует химической стойкости, поэтому, если композит предназначен для морской среды или промышленного применения, где присутствуют кислоты или щелочи, использование сложного винилового эфира улучшит характеристики композита.

При производстве композитных профилей, которые необходимо собирать с помощью шурупов, композит должен быть прочным, чтобы предотвратить трещины и поломки. Этого можно достичь с помощью структурного проектирования, но выбор подходящей смолы позволяет упростить структуру и снизить затраты, что делает композит пригодным для более широкого круга применений. Например, полиуретан чрезвычайно прочен по сравнению с ненасыщенным полиэфиром, что делает его идеальным для таких применений.

Добавление новых свойств

Выбор смолы, которая дополнит наиболее ценные свойства композита, повысит характеристики и срок службы вашего композита. Однако улучшение существующих свойств - не единственное преимущество, которое дает время на выбор подходящей смолы.

Смолы также могут придавать композитному раствору совершенно новые свойства. Добавки смолы могут быть включены в смолу для достижения ряда преимуществ, от простого улучшения отделки поверхности или добавления цвета до более сложных улучшений, таких как устойчивость к ультрафиолетовому излучению или антимикробные и противовирусные свойства.

Например, поскольку смолы естественным образом разлагаются под воздействием солнечного света, добавление поглотителей ультрафиолета для защиты от ультрафиолетового излучения позволяет композитам достичь лучших характеристик в средах с интенсивным освещением, которые обычно вызывают охрупчивание и разрушение материала.

Точно так же антимикробные добавки могут быть добавлены в смолу для предотвращения заражения бактериями или грибками. Это полезно для любого композитного решения, с которым работает человек, например для машин, общественного транспорта и медицинских устройств.

Аддитивное влияние

Важно отметить, что в некоторых случаях добавление смол может изменить свойства композита. В некоторых случаях, например, огнезащитные добавки необходимы в таких больших количествах для эффективной работы, что необходимо уменьшить количество волокон в композите, уменьшив его прочность и жесткость.

Выбор смолы является важной частью создания композитного решения, и его нельзя упускать из виду. Установление наиболее важной функции композита и разработка смолы для улучшения способности композита выполнять эту функцию позволяет нам создать композитный раствор, в котором волокна и смола работают гармонично.

Об авторе

Сами Пиринен

Сами Пиринен (кандидат химии материалов) был химиком и специалистом по технической поддержке в Exel Composites с 2017 года. Он работал в составе группы исследований и разработок Exel над разработкой решений на основе смол для удовлетворения потребностей клиентов в композитных продуктах. Он также исследует новые полимерные материалы, чтобы еще больше расширить возможности композитов для достижения новых областей применения.