Разделенное углеродное волокно увеличивает производительность SMC

Новый продукт из углеродного волокна, разработанный и рассчитанный на улучшение характеристик листового формовочного компаунда (SMC), был коммерциализирован Zoltek Corp., компанией Toray Group (Бриджтон, Миссури, США). Запатентованное волокно с предварительным распределением, называемое PX35 KS, оценивается по мере изготовления жгута жгута, превращая жгут 50K в субпучки 3K, которые, в свою очередь, наматываются и поставляются в виде многостороннего жгута. После того, как жгут с предварительно надрезанной кромкой загружен в измельчитель и отрезаны волокна жгута, он распадается на 3К субпучки по мере того, как смешивается с тестом SMC. Сообщается, что это улучшает обработку волокна, его диспергирование и смачивание, а также обеспечивает более однородный слой волокна, который улучшает текучесть композита во время компрессионного формования.

«Преимущество улучшенной дисперсии заключается в том, что она позволяет производителям использовать более дешевое углеродное волокно, достигая при этом более высоких характеристик, характерных для меньшего жгута», - отмечает Кристофер Томас, директор автомобильного бизнеса Zoltek в Северной и Южной Америке. «По сути, вы оплачиваете стоимость буксировки 50 тыс. [Автомобильного качества], но получаете производительность 3 тыс. [Буксировку аэрокосмического качества]», - добавляет Тобиас Потыра, директор автомобильного бизнеса Zoltek в Европе.

Компания Zoltek, известная производством больших жгутов и недорогих углеродных волокон, разработала новый продукт в Японии для решения проблемы диспергирования больших пучков волокон, особенно в тиксотропных полимерных системах, таких как SMC. «Идея заключалась в том, что разделение большого жгута на меньшие размеры обеспечило бы лучшее рассеивание на режущем устройстве», - продолжает Томас. Он добавляет, что выборка для отобранных клиентов в Европе и Северной Америке увеличилась за последние полтора-два года, где проводится оценка как конструктивных, так и внешних деталей. «Клиенты, испытавшие продукт, воочию убедились в его преимуществах», - добавляет он. Неудивительно, что основным рынком, для которого был разработан продукт с разделенным жгутом, является автомобилестроение, хотя, как сообщается, любой изготовитель или формовщик SMC может извлечь выгоду из подхода, принятого с PX35 KS.

Что касается полимерных материалов SMC, новый продукт из сплит-жгута был протестирован в трех системах с одинарными смолами:винилэфирная, эпоксидная и уретановая матрицы. Ненасыщенные полиэфирные матрицы не исследовались, поскольку наличие армирования углеродным волокном уже указывало на то, что составы будут использоваться в средах с более высокими температурами и / или в приложениях, где случаи нагружения требуют более высоких механических характеристик. Композиции сложного винилового эфира были описаны как сольватированные (в отличие от термоплавких) систем, хотя они варьировались от традиционных стирольных до восстановленных стирол / летучих органических соединений (ЛОС) и без систем стирол / ЛОС. Как сообщается, такое же улучшение дисперсии наблюдалось в каждой из систем смол.

Продукт еще не подвергался оценке в каких-либо других химикатах термореактивных или термопластов, а также не испытывался в других системах формования, помимо компрессионного формования. «Хотя волокно было разработано для SMC и доступно с калибровкой для смол SMC, мы видим потенциал для применения этой технологии к другим технологиям обработки и типам смол - возможно, даже к термопластам», - объясняет Потира. «Однако мы еще не тестировали его в этих системах, потому что сначала мы хотели успешно реализовать этот тип волокна в SMC, прежде чем мы расширили его использование до других технологий».

Сообщается, что с новым продуктом не потребуются какие-либо существенные изменения в измельчителе, хотя некоторые другие модификации процесса могут оптимизировать диспергирование. «Конструкция линий SMC может быть разной, поэтому Zoltek может оказать техническую помощь в работе с волокном, его рассредоточении, калибровке и т. Д.», - добавляет Томас.

PX35 KS основан на популярном оптоволокне PX35 50K компании Zoltek. «PX35 KS отвечает промышленным потребностям с точки зрения доступности и цены, но мы, конечно, также предлагаем наш стандартный продукт 50K для некоторых приложений по несколько более низкой цене», - отмечает Потира. «В конце концов, мы предоставим решение рынку».

Представители Zoltek не сообщили, будут ли другие варианты продукта с более мелкими или крупными размерами жгутов, но добавили, что дальнейшие оценки будут продолжены. Неофициально «KS» в названии продукта, как сообщается, является аббревиатурой от «kassen», японского слова «раскол».