Kain serat aramid

Prepreg gentian aramid: tolok ukur untuk rintangan hentaman dan rintangan cuaca dalam bidang bahan komposit prestasi tinggi

Dalam bidang seperti aerospace, pengangkutan rel, kejuruteraan laut, dan pembuatan peralatan berkualiti tinggi yang mempunyai keperluan ketat terhadap prestasi bahan, bahan pra-impregnasi (prepreg) gentian aramid telah menjadi penyelesaian utama untuk menggantikan bahan logam tradisional dan bahan komposit biasa berkat prestasi menyeluruhnya yang cemerlang. Sebagai bahan lanjutan yang terdiri daripada fabrik gentian aramid dan matriks resin berprestasi tinggi melalui proses khas, ia bukan sahaja mewarisi sepenuhnya ciri-ciri kekuatan tinggi dan modulus tinggi gentian aramid itu sendiri, tetapi juga mencapai peningkatan sinergi dalam rintangan hentaman, kestabilan haba, dan kebolehsesuaian persekitaran melalui resapan dan pengerasan matriks resin. Antara lain, fabrik gentian aramid mempunyai nisbah ketumpatan tidak kurang daripada 5% dalam komposisi bahan, yang memastikan pemanfaatan penuh sifat mekanikal gentian yang unggul serta ikatan yang rapat dengan matriks resin, seterusnya membina asas kukuh bagi prestasi keseluruhan bahan tersebut. Sama ada menghadapi beban hentaman di bawah keadaan kerja ekstrem atau hakisan akibat kakisan dalam persekitaran kompleks, bahan prepreg gentian aramid mampu menunjukkan prestasi yang stabil dan boleh dipercayai, menyediakan sokongan bahan utama bagi operasi selamat dan jangka hayat perkhidmatan yang lebih panjang bagi pelbagai peralatan berkualiti tinggi.

Kelebihan utama: Lompatan prestasi pelbagai dimensi, boleh disesuaikan dengan keperluan situasi yang mencabar

1、 Rintangan impak yang sangat baik, membina barisan pertahanan keselamatan yang kukuh

Rintangan hentaman bahan pra-impregnasi gentian aramid merupakan salah satu kelebihan utamanya berbanding bahan komposit lain, yang dicapai melalui struktur mikro gentian aramid yang unik dan proses komposit bahan yang saintifik. Rantaian molekul gentian aramid menunjukkan struktur tegar yang sangat berorientasi dengan daya antara molekul yang kuat. Apabila dikenakan beban hentaman luaran, gentian boleh menyerap dan memindahkan tenaga dengan cepat. Pada masa yang sama, melalui daya ikatan antara muka antara gentian dan matriks resin, tenaga hentaman disebarluaskan ke seluruh sistem bahan, mengelakkan kerosakan bahan akibat kepekatan tegasan setempat. Menurut ujian institusi berwibawa, di bawah keadaan ketumpatan permukaan yang sama, kekuatan hentaman bahan pra-impregnasi gentian aramid adalah 2-3 kali ganda berbanding bahan pra-impregnasi gentian kaca biasa dan 4-5 kali ganda berbanding bahan aloi aluminium. Dalam aplikasi praktikal, prestasi ini menjadikannya memainkan peranan yang tidak dapat digantikan dalam perlindungan kabin di bidang aeroangkasa, struktur rintangan perlanggaran untuk kenderaan transit rel, dan lapisan pelindung bagi peralatan antipeluru. Sebagai contoh, penggunaan bahan pra-impregnasi gentian aramid pada bahagian utama badan kereta api laju tinggi boleh meningkatkan rintangan hentaman badan secara ketara dalam kemalangan perlanggaran mengejut sambil mengurangkan berat badan, melindungi keselamatan penumpang secara berkesan.

2、 Kekuatan mampatan terma yang sangat baik, sesuai untuk keadaan kerja ekstrem suhu tinggi

Kekuatan mampatan panas adalah penunjuk utama untuk mengukur keupayaan bahan menahan beban mampatan pada suhu tinggi, dan prepeg gentian aramid memberi prestasi yang sama baik dalam penunjuk ini. Gentian aramid sendiri mempunyai rintangan suhu tinggi yang sangat baik, dengan suhu penguraian melebihi 370 ℃, dan boleh mengekalkan sifat mekanikal yang stabil dalam jangka masa lama di persekitaran di bawah 200 ℃; Selepas digabungkan dengan matriks resin tahan suhu tinggi yang dimodifikasi khas, kestabilan haba keseluruhan prepeg semakin meningkat. Dalam keadaan suhu tinggi 150-200 ℃, kekuatan mampatan haba masih boleh mengekalkan lebih daripada 85% daripada kekuatan pada suhu bilik. Prestasi ini membolehkannya menyesuaikan diri dengan pembuatan komponen struktur dalam persekitaran suhu tinggi seperti ruang enjin penerbangan, paip suhu tinggi, dan lapisan dapur perindustrian. Berbanding bahan logam tahan suhu tinggi tradisional, prepeg gentian aramid bukan sahaja mempunyai kekuatan mampatan haba yang sangat baik, tetapi juga mempunyai berat yang lebih ringan (ketumpatan hanya 1/3 hingga 1/5 daripada bahan logam), yang secara efektif dapat mencapai rekabentuk peralatan yang ringan, mengurangkan penggunaan tenaga dan kos operasi. Selain itu, dalam keadaan kitaran suhu, pekali pengembangan haba prepeg gentian aramid adalah relatif kecil, menjadikannya kurang cenderung retak akibat tekanan haba disebabkan oleh turun naik suhu, seterusnya meningkatkan jangka hayat dan kebolehpercayaan komponen struktur.

3、 Keupayaan penyesuaian alam sekitar yang menyeluruh dan rintangan terhadap kakisan kompleks dan merbahaya

Persekitaran penggunaan yang kompleks dan keras merupakan ujian utama terhadap prestasi bahan. Bahan pra-saturasi gentian aramid, dengan keupayaan penyesuaian alam sekitar yang komprehensif, menunjukkan ketahanan yang kuat dalam pelbagai situasi mencabar, yang secara khusus ditunjukkan melalui empat ciri utama: rintangan terhadap penuaan lembap-panas, kakisan asid dan alkali, rintangan hujan garam, serta pencegahan kulat. Dari segi prestasi penuaan lembap-panas, selepas ditempatkan dalam persekitaran bersuhu 40 ℃ dan kelembapan relatif 90% selama 1000 jam, kadar pemuliharaan sifat mekanikal bahan masih melebihi 90%, jauh lebih tinggi daripada 70% bagi bahan komposit biasa. Ia sesuai digunakan di kawasan lembap di selatan, persekitaran wap air laut, dan lain-lain situasi seumpamanya; Daripada segi rintangan kakisan asid dan alkali, bahan ini mempunyai rintangan yang baik terhadap asid sulfurik, asid hidroklorik dengan kepekatan kurang daripada 30%, dan larutan natrium hidroksida dengan kepekatan kurang daripada 50%. Selepas direndam selama 72 jam, tiada tanda kakisan yang jelas, dan boleh digunakan untuk pembuatan salutan anti-kakisan pada paip kimia dan tangki simpanan asid-bes; Dari segi rintangan hujan garam, selepas 5000 jam ujian hujan garam neutral, permukaan bahan tidak menunjukkan karat atau pengelupasan, dan sifat mekanikalnya tidak berkurang secara ketara, menjadikannya sangat sesuai untuk persekitaran kakisan laut seperti peralatan kejuruteraan marin dan struktur loji tenaga angin lepas pantai; Dari segi prestasi pencegahan kulat, bahan ini telah lulus ujian mengikut piawaian GB/T 2423.16-2008 dengan tahap pertumbuhan kulat 0 (tiada pertumbuhan kulat). Ia boleh digunakan dalam enklosur peralatan komunikasi, komponen peralatan tentera, dan lain-lain aplikasi di kawasan hutan hujan tropika.

4、 Kelebihan ringan dan kemudahan pembentukan, membantu inovasi reka bentuk peralatan

Dalam bidang pembuatan peralatan berkualiti tinggi, ringan dan kemudahan pembentukan merupakan keperluan utama untuk meningkatkan prestasi peralatan dan fleksibiliti reka bentuk, dan bahan pra-saturasi gentian aramid juga mempunyai kelebihan yang ketara dalam aspek ini. Berkat ciri ketumpatan rendah gentian aramid itu sendiri (ketumpatan kira-kira 1.44g/cm³), ketumpatan keseluruhan bahan pra-saturasi gentian aramid hanya sekitar 1.5-1.6g/cm³, jauh lebih rendah berbanding 2.7g/cm³ bagi aloi aluminium dan 7.85g/cm³ bagi keluli. Sebagai contoh komponen struktur dalam industri aerospace, penggunaan bahan pra-saturasi gentian aramid sebagai ganti bahan logam tradisional boleh mengurangkan berat komponen struktur sebanyak 30% - 50%, seterusnya mengurangkan penggunaan bahan api atau tenaga peralatan serta meningkatkan jangka hayat operasi. Dari segi kemudahan pembentukan, bahan pra-saturasi gentian aramid boleh diproses menjadi komponen struktur berbentuk kompleks melalui pelbagai proses seperti percetakan, lilitan, dan susunan lapisan, yang mampu menyesuaikan secara tepat dengan keperluan reka bentuk struktur tidak sekata bagi pelbagai peralatan. Pada masa yang sama, bahan ini mempunyai kestabilan dimensi yang baik semasa proses percetakan, menjadikan ketepatan dimensi komponen struktur selepas dicetak sangat tinggi tanpa memerlukan pemesinan mekanikal besar-besaran selepas itu, yang secara berkesan dapat memendekkan kitaran pengeluaran dan mengurangkan kos pembuatan. Selain itu, struktur anyaman fabrik gentian aramid turut memberikan keupayaan pemotongan yang baik kepada bahan pra-saturasi ini, membolehkannya dipotong kepada pelbagai saiz dan bentuk mengikut keperluan sebenar, seterusnya meningkatkan fleksibiliti penggunaan bahan tersebut.