Pengetahuan

Sifat komposit gentian aramid dan aplikasinya

Jun 30, 2023 Tinggalkan pesanan

Serat aramid ialah singkatan serat poliamida aromatik, terdapat dua kategori utama: satu ialah serat polyterephthalyl-p-phenylenediamine (PPDA), seperti Kevlar-49 dari DuPont dari Amerika Syarikat, TwaronHM dari Enka Company of the Netherlands , aramid 1414 China, dsb.; Jenis lain ialah gentian polyparabenamide (PBA), seperti Kevlar-29, aramid 14, dll. Kevlar-49 ialah gentian organik yang dibangunkan oleh DuPont pada akhir 60-an abad ke-20 dan dikomersialkan pada tahun 70-an abad ke-20. Ini adalah jenis bahan baharu dengan ciri-ciri cemerlang seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, rintangan suhu tinggi dan ketumpatan rendah. Gentian Kevlar{11}} digunakan terutamanya dalam bahagian komposit seperti penerbangan, aeroangkasa, pembinaan kapal, peralatan perubatan dan barangan sukan. Disebabkan prestasi cemerlangnya dan kekhususan julat aplikasi, medan aplikasi akan terus dipromosikan.

 

Sifat mekanikal gentian aramid berbeza daripada gentian organik lain kerana kekuatan tegangan dan modulus awalnya tinggi, manakala pemanjangannya rendah. Serat Aramid mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dalam serat organik. Rantai molekul aramid terdiri daripada cincin benzena dan kumpulan amida yang disusun dalam undang-undang tertentu. Kedudukan kumpulan amida berada dalam kedudukan lurus cincin benzena, jadi polimer ini mempunyai keteraturan yang baik, menghasilkan tahap penghabluran gentian aramid yang tinggi. Rantai molekul aglomerasi tegar ini sangat berorientasikan arah paksi gentian, dan atom hidrogen pada rantai molekul akan bergabung dengan kumpulan karbonil pasangan amida pada rantai molekul lain untuk membentuk ikatan hidrogen, menjadi pautan melintang antara molekul polimer.

Ia juga boleh dilihat bahawa komposit Kevlar-49 dan aramid 1414 mempunyai kelebihan yang ketara berbanding komposit bertetulang gentian kaca dari segi ketumpatan dan kekuatan. Di samping itu, apabila komposit satu arah Kevlar-49 dan aramid 1414 diuji di bawah tegangan, lengkung tegasan-terikan yang diperoleh sebelum patah ialah garis lurus, tetapi dalam ujian mampatan, ia adalah anjal di bawah tegasan rendah dan plastik di bawah tegasan tinggi , Kevlar-49 dan bahan komposit aramid 1414 Sifat mampatan unik ini sangat serupa dengan keliatan logam dan mempunyai kepentingan aplikasi tertentu dalam keadaan tertentu.

 

Gentian aramid dan gentian organik lain, seperti gentian kaca, mudah ditenun menjadi pelbagai fabrik. Penggunaan fabrik ini memberikan kemudahan yang besar kepada proses pengacuan komposit, dan gentian ruji aramid digunakan terutamanya untuk mengukuhkan komposit termoplastik untuk meningkatkan kekuatan pecah komposit termoplastik. Komposit termoplastik bertetulang gentian ruji, terutamanya disebabkan oleh tarikan gentian ruji daripada bahan matriks. Apabila kandungan gentian agak kecil, matriks mulur boleh dibuat menjadi komposit mulur. Apabila kandungan serat meningkat, keliatan komposit meningkat. Menurut laporan data, apabila bahan matriks mengandungi 20% serat aramid, ia boleh meningkatkan sifat mekanikal komposit dengan ketara.

 

Komposit Aramid mempunyai sifat mampatan yang lemah, kira-kira separuh daripada komposit gentian kaca. Jika gentian lain ditambah untuk membuat komposit hibrid, rintangan mampatannya boleh dipertingkatkan dengan ketara. Oleh kerana pekali pengembangan haba gentian aramid dan gentian karbon adalah sangat rapat, kedua-dua gentian ini amat sesuai untuk kegunaan campuran dalam perkadaran yang berbeza. Bahan komposit yang dicampur dengan aramid dan grafit boleh mengatasi kelemahan utama harga komposit grafit yang tinggi dan keretakan secara tiba-tiba akibat keliatan yang lemah. Aramid dicampur dengan gentian kaca, yang boleh mengatasi kekurangan ketegaran yang lemah komposit gentian kaca. Apabila menghadapi kegunaan khas, terdapat banyak cara untuk mencampur dan menggunakan bahan komposit, yang boleh dipadankan secara munasabah mengikut keperluan penggunaan.

 

Di samping itu, pencampuran aramid dan karbon, boron dan gentian modulus tinggi lain boleh memperoleh kekuatan mampatan yang diperlukan untuk struktur aplikasi, dan sifat uniknya tidak dapat dibandingkan dengan bahan tetulang gentian lain. Sebagai contoh, bahan hibrid yang terdiri daripada 50% gentian aramid dan 50% gentian karbon berkekuatan tinggi dengan resin epoksi mempunyai kekuatan lenturan lebih daripada 620MPa. Kekuatan hentaman bahan komposit selepas pencampuran adalah kira-kira dua kali ganda daripada gentian karbon berkekuatan tinggi sahaja, dan jika gentian grafit modulus tinggi dicampur, kekuatan hentaman akan bertambah baik.

 

Hantar pertanyaan