ادامه كامپوزيت ها
انواع رزين هاي پليمري
پليمرهاي گرما سخت پليمرهاي گرمانرم
1-رزين پلي استر غيراشباع: 1-نايلون 6 و 66
2-رزين اپوکسي 2-پلي استرها مثل PET و PBT
3-رزين فنوليک 3-پلي کربنات
4-رزين اپوکسي نووالاس 4-پلي استال ها-پلي سولفون ها
5-رزين پلي ايمايد 5-پلي اتراترکتون PEEK
6-رزين اوره و ملامين فرمالئيد 6-PAI و PEI
رزين هاي پلي استر
1-پلي استر نوع اُورتو با ويژگي هاي 1-قيمت پايين و کاربرد عمومي تا 85%
2-پلي اتر نوع ايزد با ويژگي هاي
-مقاومت مناسب در شرايط محيطي و مواد شيميايي
-استفاده در لايه هاي ژلي
3-رزين بيسفنليک ( پلي استر با کارايي بالا ) با ويژگي هاي
-مقاومت بالا در مقابل خوردگي
-مورد استفاده در لوله هاي
-انتقال مواد شيميايي
4-رزين وينيل استر(پلي استر با کارايي بالا) با ويژگي هاي
–چغرمگي بالا
-مقاومت ضربه بالا
-مقاومت شيميايي عالي
رزين هاي اپوکسي
اين رزين ها با خواص زير مورد توجه قرار مي گيرند:
1-خواص مکانيکي خوب: مانند چغرمگي، سختي، سايشي بالا
2-خاصيت الکتريکي خوب
3-مقاومت حرارتي بالا
4-چسبندگي عالي به بسياري از مواد: مانند فلزات، چوب بتن، شيشه، سراميک
5-مقاومت شيميايي خوب
6-جمع شدگي کم پس از واکنش پخت
7-فراورش مشکل تر نسبت به پلي استرها
8-قيمت بالا
عامل پخت (سخت کننده) رزين اپوکسي:
نوع عامل پخت تعيين کننده سرعت واکنش پخت، ميزان حرارت ناشي از واکنش، گرانروي سيستم، زمان ژل شدن وحرارت لازم جهت رزين مي باشد.
انواع عوامل پخت:
1-پلي آمين ها
2-ايندريدها
3-پلي آميدها
رزين هاي ويژه
1)رزين اپوکسي ويژه (نووالاک) 2)رزين پلي ايمايد ( Ployiminde)
اين رزين ها با خواص ويژه زير مورد توجه قرار گرفته است:
-ساختار رزين فنليک را دارد و نوع فراورش مشابه اپوکسي هاست.
-خواص حرارتي و شيميايي بهتر دارد
-خواص مکانيکي در دماهاي بالا
-گرانروي بالاتر نسبت به اپوکسي هاي معمولي دارد
-کارايي سايشي مطلوب دارد
-مقاومت بالا در برابر شعله دارد
-پايداري محيطي ضعيف و فرآورش مشکل دارد
-سختي و استحکام بالا در محدود وسيعي از دما از 240- تا 300 درجه سانتي گراد دارد
نسبت رزين به الياف در کامپوزيت
خواص مکانيکي و شيميايي کامپوزيت با ميزان زيادي تحت تاثير نسبت رزين به الياف قرار دارد. به عنوان کلي با افزايش ميزان الياف استحکام قطعه افزايش مي يابد اما مقاومت محيطي، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت شيميايي قطعه کاهش خواهد يافت.
ميزان رزين به الياف را مي توان با بريدن به مساحت cm2 1 و وزن کردن آن و توزيع مجدد آن پس از سوزاندن در کوره ( در دماي
درجه و زمان 1 ساعت) تعيين کرد.
ويژگي هاي لازم يک فرايند کارآمد و ارزان
1-امکان توليد قطعات بزرگ و پيچيده با سرعت مناسب
2-کاهش مراحل مونتاژي
3-ساختار سه بعدي با خواص ناهمساني
4-قابليت توليد مجدد با خواص يکسان
فرايند RTM و مزاياي آن
1-امکان ساخت قطعات بسيار بزرگ
2-امکان ساخت قطعات با عمق زياد و شيب ديواره کم
3-امکان استقرار دقيق الياف در مکان هاي مورد نظر
4-امکان توليد قطعات يک تکه
5-امکان قراردادن قطعات فلزي درون قالب
6-آلودگي محيطي کمتر
7-استفاده از حداقل حلال
8-اتوماتيک کردن سيستم
9-يکنواختي توليد
10-صرفه جويي و استفاده بهتر از نيروي کار
11-کاهش زمان چرخه قالبگيري و سرعت توليد بالا
12-اقتصادي بودن فرايند
13-عدم دور ريخت مواد
معايب فرايند RTM
-طراحي و تهيه قالب دو کفه
-خريد دستگاه تزريق
-توجيه اقتصادي فرايند
نمايي از مجموعه فرايند RTM
مواد اوليه توليد کامپوزيت
رزين ها با ويژگي هاي :
-ويسکوزيته (گرانروي) پايين ( CP 1000-100 ) و توانايي پرکردن قالب
-خيس کردن سريع تقويت کننده
-زمان ژل شدن
از جمله اين رزين ها پلي استر، وينيل استر، اپوکسي و يورتان ها هستند.
(2)الياف با ويژگي هاي :
-منعطف بودن جهت شکل گيري مورد نظر
-امکان پيش شکل دادن ( Performing) مثل بريدن و دوختن يا فشردن و افشاندن
-تراکم مناسب جهت جريان راحت رزين از ميان آن
از جمله الياف-شيشه-کربن و الياف آراميدي با حداکثر 50 درصد وزن مورد کاربرد در کامپوزيت
خواص فيزيکي پرکننده ها
1-شکل ذرات: پرکننده ها مي توانند به اشکال ليفي-صفحه اي (پولکي) مکعبي- کره اي باشد
2-اندازه ذرات: ذرات ريز معمولا قدرت تقويت کنندگي پر کننده را در کامپوزيت بالا مي برند. اندازه ذرات معمولا 5-2 ميکرون است.
3-نسبت بسته بندي ذرات:
اين پارامتر عبارت است از : نسبت حجم خالي بين ذرات به حجم کل ذرات
4-مساحت سطح : مجموع سطح خارجي يک گرم از ذرات
5-دانستيه پودري که عبارت است از نسبت وزن به حجمي است که پر کننده اشغال ميکند.
6- ميزان جذب روغن
مقدار روغني است که 100 گرم پودر جذب مي کند اين کميت براي تعيين تاثير گذاري پر کننده به ويسکوزيته پليمر مايع بکار مي رود.
تاثير پر کننده بر پليمرهاي گرما نرم
1-افزايش در: دانستيه، مدول، سختي دماي تغيير شکل، خواص الکتريکي ، رسانايي
2- کاهش در: انقباض، وابستگي خواص به دما ، مقاومت کششي کرنش در شکست ، شاخص جريان ذوب مقاومت در برابر ضربه ، انبساط حرارتي، هزينه.
تاثير پر کننده ها بر پليمرهاي گرما سخت
الف- تاثير بر رزين مايع :
افزايش ويسکوزيته (گرانروي )
کاهش هزينه
افزايش و يا کاهش سرعت شبکه اي شدن
کاهش ميزان اگزوترم
ب- تاثير بر رزين شبکه اي شده :
- کاهش شفافيت
- افزايش (يا کاهش ) مقاومت ضربه
-کاهش مقاومت ها
- افزايش مدول ها
- کاهش انقباش
-کاهش ميزان جذب آب
- افزايش مقاومت سايش
-اصلاح خواص حرارتي و الکتريکي
- کاهش شعله پذيري
- افزايش دماي تغيير شکل حرارتي
ساير مواد افزودني در کامپوزيت ها
1- مواد پايدار کننده هاي نوري
2- مواد تاخير انداز اشتغال
3- مواد کاهنده دود
4- مواد رنگزا
5- مواد افزاينده مقاومت ضربه
6- مواد اتصال دهنده (اتصال بين الياف و ماتريس جهت انقال تنش)
7- مواد جدا کننده از قالب
8- مواد غليظ کننده
9- مواد رقيق کننده
10-مواد پر کننده هادي
11- مواد کاهنده ميزان انقباض
12- مواد محافظ سطح