เกณฑ์วิธีการทดสอบที่สำคัญสำหรับพรีเพกคาร์บอนอีพ็อกซีในการใช้งานโครงสร้างที่อุณหภูมิสูง

Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. ดำเนินธุรกิจคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมขนาด 32,000 ตารางเมตรโดยเฉพาะเพื่อการพัฒนาและการผลิตวัสดุคอมโพสิตไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูงอย่างครอบคลุม โรงงานของเรามีโรงงานควบคุมสภาพอากาศและโซนฟอกอากาศเกรด 100,000 เพื่อให้มั่นใจถึงการควบคุมสิ่งแวดล้อมที่แม่นยำในระหว่างกระบวนการชุบ ในฐานะโรงงานแบบครบวงจร เราผสมผสานนวัตกรรมวัสดุเข้ากับความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรม โดยเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนาผ้าใยประสิทธิภาพสูง และ คาร์บอนอีพอกซีพรีเพก ผ่านการทอผ้าขั้นสูงและเทคโนโลยีการเตรียมล่วงหน้า ความสามารถในการผลิตของเราขยายไปสู่การผลิตคอมโพสิตผ่านกระบวนการหม้อนึ่งความดัน RTM RMCP PCM และ WCM ซึ่งให้บริการในภาคส่วนที่สำคัญ เช่น วิศวกรรมการบินและอวกาศ และการผลิตยานยนต์ เมื่อจัดหาวัสดุสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง การตรวจสอบทางเทคนิคของเมทริกซ์เรซินและส่วนต่อประสานระหว่างเมทริกซ์และไฟเบอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการหลุดล่อนและการอ่อนตัวของโครงสร้าง

การวัดประสิทธิภาพเชิงความร้อนและการตรวจสอบอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg)

ข้อจำกัดหลักสำหรับคอมโพสิตในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนคือ อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของอีพอกซีพรีเพก . Tg แสดงถึงช่วงอุณหภูมิที่เมทริกซ์โพลีเมอร์เปลี่ยนจากสถานะแข็งและเป็นแก้วไปเป็นสถานะยืดหยุ่นและเป็นยาง วิธีวัด Tg ในคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี (DSC) หรือการวิเคราะห์สมบัติทางกลแบบไดนามิก (DMA) ตามมาตรฐาน ASTM D7028 สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง Tg ของพรีเพกอีพ็อกซี่คาร์บอนประสิทธิภาพสูง ต้องสูงกว่าอุณหภูมิในการทำงานอย่างมากเพื่อรักษาโมดูลัสความยืดหยุ่น การเปลี่ยนแปลงของ Tg อาจบ่งชี้ถึงการบ่มที่ไม่สมบูรณ์หรือการดูดซับความชื้น ซึ่งช่วยลดปริมาณได้อย่างมาก อุณหภูมิการให้บริการของพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์ . วิศวกรจะต้องตรวจสอบ "Onset Tg" และ "Tan Delta Peak" เพื่อกำหนดซองเก็บความร้อนที่ปลอดภัยสำหรับแผงกั้นอากาศยานหรือส่วนประกอบเครื่องยนต์ของยานยนต์

ความต้านทานแรงเฉือนระหว่างชั้น (ILSS) และมาตรฐานการยึดเกาะของส่วนต่อประสาน

ความล้มเหลวทางกลในคอมโพสิตแบบหลายชั้นมักเกิดขึ้นระหว่างชั้นมากกว่าภายในตัวเส้นใยเอง ILSS ของคาร์บอนอีพอกซีพรีเพกคืออะไร ? ความต้านทานแรงเฉือนระหว่างชั้นซึ่งวัดโดยการทดสอบแรงเฉือนแบบลำแสงสั้น (มาตรฐาน ASTM D2344) จะวัดปริมาณพันธะไฟเบอร์-เมทริกซ์ภายใน ในวงจรที่อุณหภูมิสูง การเก็บรักษา ILSS ที่อุณหภูมิสูง เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญต่อความเสถียรของเรซิน มีมาตรฐาน คาร์บอนอีพอกซีพรีเพก อาจแสดง ILSS 60-90 MPa ที่อุณหภูมิห้อง แต่ค่านี้ต้องได้รับการตรวจสอบอีกครั้งที่อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด (เช่น 120°C หรือ 180°C) เหตุใดค่าแรงเฉือนระหว่างชั้นจึงลดลงตามความร้อน เกิดจากการลดโมดูลัสแรงเฉือนของเรซินเมื่อเข้าใกล้ Tg การรักษา ILSS ที่สูงทำให้มั่นใจได้ว่า ความต้านทานแรงดึงของลามิเนตคาร์บอนพรีเพก ได้รับการแปลอย่างมีประสิทธิภาพผ่านโครงสร้างที่ไม่มีการแตกหักระหว่างชั้น

พฤติกรรมการไหลของเรซินและการควบคุมเศษส่วนปริมาตรไฟเบอร์

ในระหว่างกระบวนการนึ่งความดันหรือ PCM (Prepreg Compression Molding) กระบวนการ ความหนืดของอีพอกซีเรซินระหว่างการแข็งตัว กำหนดคุณภาพการรวมบัญชีขั้นสุดท้าย วิธีการคำนวณเศษส่วนปริมาตรไฟเบอร์ในคอมโพสิต เกี่ยวข้องกับการย่อยด้วยกรดหรือการวัดความหนา (มาตรฐาน ASTM D3171) โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ปริมาณเส้นใย 60% ถึง 65% เพื่อประสิทธิภาพเชิงโครงสร้าง หากการไหลของเรซินสูงเกินไป จะทำให้เกิด "จุดแห้ง"; หากต่ำเกินไปจะส่งผลให้มีเนื้อหาเป็นโมฆะมากเกินไป ที่ เนื้อหาเป็นโมฆะในพรีเพกเกรดการบินและอวกาศ ต้องคงต่ำกว่า 1% เพื่อป้องกันความเข้มข้นของความเครียด โดยการใช้ เทคโนโลยีพรีเพกควบคุมการไหลของเรซิน , Jiangyin Dongli ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเรซินจะแทรกซึมเข้าไปในมัดเส้นใยอย่างสม่ำเสมอเพื่อเพิ่มความสูงสุด กำลังอัดของคาร์บอนอีพ็อกซี่ที่ผ่านการบ่มแล้ว . ความแม่นยำนี้มีความสำคัญสำหรับกระบวนการ RTM และ RMCP โดยที่ คาร์บอนอีพอกซีพรีเพก จะต้องรักษาคุณสมบัติทางรีโอโลยีไว้ภายใต้การไล่ระดับความดันเฉพาะ

การจัดการนอกชีวิตและโปรโตคอลการเก็บรักษาแทค

ปฏิกิริยาเคมีของ คาร์บอนอีพอกซีพรีเพก จำเป็นต้องมีการจัดการห่วงโซ่ความเย็นที่เข้มงวด อายุการใช้งานของอีพ็อกซี่พรีเพกที่อุณหภูมิห้องคือเท่าใด ? โดยปกติแล้ว ระบบมาตรฐานจะให้ "อายุการใช้งาน" 20 ถึง 30 วันก่อนที่เรซินจะก้าวหน้า (แข็งตัวบางส่วน) ซึ่งส่งผลต่อ การยึดเกาะและผ้าม่านของพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์ . ในโซนการทำให้บริสุทธิ์ระดับ 100,000 ของเรา เราจะตรวจสอบ อายุการเก็บรักษาของพรีเพกที่อุณหภูมิ -18°C ซึ่งโดยปกติจะขยายเป็น 12 เดือน เหตุใดความเหนียวจึงเปลี่ยนแปลงในพรีเพก เป็นผลมาจากการซึมของความชื้นหรือการก้าวหน้าทางความร้อนของเรซิน B-stage สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนในอุปกรณ์กีฬาหรือแผงตัวถังรถยนต์ ให้สม่ำเสมอ ความสามารถในการยืดหยุ่นของพรีเพกคาร์บอนทอ เป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการยับของเส้นใย การตรวจสอบ "วงจรการรักษา" อย่างเข้มงวด (ความดัน/อุณหภูมิเทียบกับเวลา) ช่วยให้มั่นใจได้ว่า ความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามของเมทริกซ์อีพ็อกซี่ บรรลุผลสูงสุดตามทฤษฎี โดยมอบความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับภาคส่วนเทคนิคที่มีเดิมพันสูง

คำถามที่พบบ่อยแบบฮาร์ดคอร์ทางอุตสาหกรรม

คำถามที่ 1: เหตุใด "Onset Tg" จึงมีความสำคัญมากกว่า "Peak Tg" ในทางวิศวกรรม
A1: Onset Tg ถือเป็นจุดเริ่มต้นที่แท้จริงของการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางกล สำหรับความปลอดภัยของโครงสร้าง วิศวกรใช้ค่า Onset เพื่อกำหนดอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องสูงสุด ในขณะที่ Peak Tg มักจะเป็นการประมาณค่าความสามารถของวัสดุสูงเกินไป

คำถามที่ 2: การดูดซับความชื้นส่งผลต่อ Tg ของพรีเพกชนิดคาร์บอนอีพอกซีอย่างไร
A2: น้ำทำหน้าที่เป็นพลาสติไซเซอร์ภายในเมทริกซ์อีพ็อกซี่ แม้แต่การดูดซึมความชื้นเพียง 1% ก็สามารถทำให้ Tg ลดลงได้ 20°C ถึง 30°C ซึ่งลดประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงของวัสดุลงอย่างมาก

คำถามที่ 3: ILSS และความต้านทานแรงดึงตามขวางแตกต่างกันอย่างไร
A3: ILSS จะวัดค่าแรงเฉือนที่จำเป็นในการทำให้เกิดการเลื่อนระหว่างชั้นต่างๆ (การแยกชั้น) ในขณะที่ Transverse Tensile Strength จะวัดแรงที่ต้องใช้ในการดึงเส้นใยออกจากกันในแนวตั้งฉากกับทิศทางของเส้นใย ทั้งสองมีคุณสมบัติเด่นคือเรซิน

คำถามที่ 4: พรีเพกนี้สามารถรักษาให้หายขาดโดยไม่ต้องใช้หม้อนึ่งความดันได้หรือไม่
A4: แม้ว่าหม้อนึ่งความดันจะให้การแข็งตัวสูงสุด (ช่องว่างต่ำสุด) แต่ระบบอีพ็อกซี่จำนวนมากของเราได้รับการกำหนดสูตรสำหรับการบ่มในเตาอบถุงสุญญากาศนอกหม้อนึ่งความดัน (OOA) หรือ PCM (การอัดขึ้นรูป) เพื่อให้รอบเวลาเร็วขึ้นในการผลิตยานยนต์

คำถามที่ 5: เหตุใดโซนการทำให้บริสุทธิ์เกรด 100,000 จึงจำเป็นสำหรับการผลิตพรีเพก
A5: อนุภาคแปลกปลอม (ฝุ่น เส้นผม เส้นใย) สามารถทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าวระหว่างชั้นหรือป้องกันการเปียกของเรซินได้อย่างเหมาะสม ซึ่งนำไปสู่การลดอายุความล้าและความต้านทานแรงกระแทกได้อย่างมาก

ข้อมูลอ้างอิงทางเทคนิค

• ASTM D7028: วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ของคอมโพสิตโพลีเมอร์เมทริกซ์โดยการวิเคราะห์สมบัติทางกลแบบไดนามิก (DMA)
• ASTM D2344: วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความแข็งแรงของลำแสงสั้นของวัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์เมทริกซ์และลามิเนต (ILSS)
• ISO 11667: พลาสติกเสริมไฟเบอร์ - สารประกอบขึ้นรูปและพรีเพก - การกำหนดปริมาณเรซิน เส้นใยเสริมแรง และสารตัวเติมแร่ธาตุ