Stikla pārejas termiskās īpašības

Ar šķiedru pastiprināti polimēru kompozītmateriāli bieži tiek izmantoti kā konstrukcijas komponenti, kas pakļauti ārkārtīgi lielam vai zemam karstumam. Šajos pieteikumos ietilpst:

  • Automobiļu dzinēju komponenti
  • Aviācijas un militārie izstrādājumi
  • Elektroniskās un shēmas plates
  • Naftas un gāzes iekārtas

FRP kompozīta termiskā veiktspēja būs sveķu matricas un sacietēšanas procesa tiešs rezultāts. Izoftāls, vinilesteris, un epoksīdsveķiem parasti ir ļoti labas siltumizolācijas īpašības. Kaut arī ortoftāla sveķiem visbiežāk ir sliktas termiskās īpašības.

Turklāt tiem pašiem sveķiem var būt ļoti atšķirīgas īpašības atkarībā no sacietēšanas procesa, sacietēšanas temperatūras un sacietēšanas laika. Piemēram, daudziem epoksīdsveķiem ir nepieciešama "pēcapstrāde", lai palīdzētu sasniegt visaugstākās siltumizolācijas īpašības.

Pēcapstrāde ir metode, ar kuru temperatūru visu laiku pievieno a salikts pēc tam, kad sveķu matrica jau ir sacietējusi caur termoreaktīvo ķīmisko reakciju. Pēcapstrāde var palīdzēt izlīdzināt un sakārtot polimēra molekulas, vēl vairāk palielinot struktūras un termiskās īpašības.

instagram viewer

Tg - stikla pārejas temperatūra

FRP kompozītmateriālus var izmantot strukturālos pielietojumos, kur nepieciešama paaugstināta temperatūra, tomēr augstākā temperatūrā kompozīts var zaudēt moduļa īpašības. Nozīmē, ka polimērs var "mīkstināties" un kļūt mazāk stīvs. Moduļa zudums ir pakāpenisks zemākā temperatūrā, tomēr katrai polimēru sveķu matricai tas būs temperatūra, kas sasniegusi kompozītu no stiklveida stāvokļa uz gumijotu Valsts. Šo pāreju sauc par "stikla pārejas temperatūru" vai Tg. (Sarunā parasti dēvē par "T sub g").

Projektējot kompozītu strukturālai izmantošanai, ir svarīgi pārliecināties, ka kompozītmateriāla FRP Tg ir augstāka par temperatūru, kādu tas jebkad varētu pakļaut. Pat nestrukturālos lietojumos Tg ir svarīgs, jo ja Tg tiek pārsniegts, kompozīts var kosmētiski mainīties.

Tg parasti mēra, izmantojot divas dažādas metodes:

DSC - diferenciālā skenēšanas kalorimetrija

Šī ir ķīmiska analīze, kas nosaka enerģijas absorbciju. Polimēram pārejas stāvokļos nepieciešams noteikts enerģijas daudzums, tāpat kā ūdenim, lai pāreja uz tvaiku būtu nepieciešama noteikta temperatūra.

DMA - dinamiskā mehāniskā analīze

Šī metode fiziski mēra stingrumu, kad tiek uzlikts siltums, ja strauji samazinās moduļa īpašības, ir sasniegts Tg.

Lai gan abas polimēru kompozīta Tg pārbaudes metodes ir precīzas, ir svarīgi izmantot to pašu metodi, salīdzinot vienu kompozītu vai polimēru matrica citam. Tas samazina mainīgos lielumus un nodrošina precīzāku salīdzinājumu.