Aramidfiberstoff

Aramidfiberprepreg: et referansepunkt for slagstyrke og værbestandighet innen høytytende komposittmaterialer

I felt som luftfart, jernbanetransport, havteknikk og produksjon av høytytende utstyr, der kravene til materialprestasjoner er strenge, har aramidfiber-prepreg blitt foretrukket løsning for å erstatte tradisjonelle metallmaterialer og vanlige komposittmaterialer på grunn av sin fremragende helhetlige ytelse. Som et avansert materiale sammensatt av aramidfibervæv og en høytytende harpiksmatrise gjennom en spesiell prosess, arver det ikke bare aramidfiberens egne egenskaper med høy strekkfasthet og høy modul perfekt, men oppnår også en synergetisk forbedring av slagstyrke, termisk stabilitet og miljøtilpasningsdyktighet gjennom impregnering og herding av harpiksmatrisen. Aramidfibervævet utgjør minst 5 % av tetthetsforholdet i materialsammensetningen, noe som sikrer full utnyttelse av fiberens fremragende mekaniske egenskaper samt tett binding til harpiksmatrisen, og dermed legger et solidt grunnlag for materialets helhetlige ytelse. Uansett om det gjelder støtlaster under ekstreme driftsbetingelser eller korrosjon i komplekse miljøer, viser aramidfiber-prepreg stabil og pålitelig ytelse, og gir dermed kritisk materiellstøtte for sikker drift og lengre levetid for ulike høytytende utstyr.

Kjernefordel: Måltallig ytelsesbrudd, tilpasset krav fra harde forhold

1、 Utmerket slagstyrke, bygger en solid sikkerhetsbarriere

Støtbestandigheten til aramidfiber preimpregnert materiale er en av dens viktigste fordeler sammenlignet med andre komposittmaterialer, og oppnås gjennom den unike mikrostrukturen i aramidfibrene og vitenskapelige materialkomposisjonsprosesser. Molekylkjedene i aramidfibrene har en sterkt orientert stiv struktur med sterke intermolekylære krefter. Når de utsettes for ekstern støtbelastning, kan fibrene raskt absorbere og overføre energi. Samtidig spres støtenergien ut i hele materialsystemet via bindingen mellom fiberne og harpiksmatrisen, noe som unngår materielskader forårsaket av lokal spenningssentrasjon. Ifølge testing utført av autoritative institusjoner er støtstyrken til aramidfiber preimpregnert materiale under samme flatetetthetsforhold 2–3 ganger høyere enn for vanlig glassfiber preimpregnert materiale og 4–5 ganger høyere enn for aluminiumslegeringer. I praktiske anvendelser gjør denne egenskapen at materialet spiller en uevnelig rolle innen kabinbeskyttelse i luft- og romfartsindustrien, kollisjonsbestandige konstruksjoner for togtransport, samt beskyttende lag i kuleproof utstyr. For eksempel kan bruk av aramidfiber preimpregnert materiale i nøkkeldeler av høyhastighetstogs karosseri betydelig forbedre karossens støtbestandighet ved plutselige kollisjoner, samtidig som vekten reduseres, og dermed effektivt beskytte passasjerers sikkerhet.

2. Utmerket varmestyrke, egnet for ekstreme arbeidsforhold med høy temperatur

Varmkomprimeringsstyrke er en nøkkelindikator for måling av materialers evne til å motstå trykkbelastninger ved høye temperaturer, og aramidfiber preimpregnert materiale presterer like godt på denne indikatoren. Aramidfiberet selv har utmerket motstand mot høye temperaturer, med en nedbrenningstemperatur over 370 ℃, og kan opprettholde stabile mekaniske egenskaper over lang tid i omgivelser under 200 ℃; etter å ha blitt kombinert med en spesielt modifisert varmebestandig harpiksmatrise, forbedres den totale varmestabiliteten til preimpregnet ytterligere. Under høye temperaturforhold på 150–200 ℃ kan varmkomprimeringsstyrken fremdeles opprettholde over 85 % av styrken ved romtemperatur. Denne egenskapen gjør at det kan brukes til produksjon av strukturelle komponenter i høytemperaturoppsett som flymotorrom, høytemperatur rørledninger og industriovnforinger. I sammenligning med tradisjonelle varmebestandige metallmaterialer har aramidfiber preimpregnert materiale ikke bare utmerket varmkomprimeringsstyrke, men også lavere vekt (tettheten er bare 1/3–1/5 av metallmaterialer), noe som effektivt muliggjør lettviktsdesign av utstyr, reduserer energiforbruk og driftskostnader. I tillegg er termiske utvidelseskoeffisienten til aramidfiber preimpregnert materiale relativt liten under temperatursyklusforhold, noe som gjør at det er mindre utsatt for termisk spenningsrevning forårsaket av temperatursvingninger, og dermed ytterligere forbedrer levetid og pålitelighet til strukturelle komponenter.

3、 Omfattende miljøtilpasningsevne og toleranse overfor komplekse og harde erosjonsforhold

Det komplekse og harde bruksmiljøet er den ultimate testen av materiellegenskaper. Aramidfiberprepreg, med sin omfattende tilpasningsevne til ulike miljøer, viser stor holdbarhet i ulike ekstreme situasjoner, noe som spesielt kommer til syne i fire hovedegenskaper: motstand mot fukt- og varmealdring, syre- og basiskorrosjon, saltkremtbestandighet og muggforebygging. Når det gjelder ytelse ved fuktig varme, overstiger beholdningsraten for mekaniske egenskaper hos materialet fremdeles 90 % etter å ha vært plassert i et miljø med en temperatur på 40 ℃ og relativ luftfuktighet på 90 % i 1000 timer, hvilket er mye høyere enn de 70 % som er vanlig for ordinære komposittmaterialer. Materialet kan dermed brukes i fuktige områder i sør, i sjøluftmiljøer og lignende situasjoner; Når det gjelder motstand mot syre og base, har dette materialet god bestandighet mot svovelsyre, saltsyre med konsentrasjon under 30 % og natronlauge med konsentrasjon under 50 %. Etter 72 timers oppløsning vises ingen tydelige korrosjonsspor, og det kan brukes til produksjon av korrosjonsbeskyttende belegg for kjemiske rørledninger og tankanlegg for syrer og baser; Når det gjelder saltkremtbestandighet, viser materialet etter 5000 timers nøytral saltkremttesting ingen rust eller flaking, og de mekaniske egenskapene er ikke vesentlig redusert, noe som gjør det perfekt egnet for marine korrosjonsmiljøer som marintekniske anlegg og offshore vindkraftstrukturer; Når det gjelder muggforebyggende egenskaper, har materialet bestått prøving etter standarden GB/T 2423.16-2008 og har en mugggrad på 0 (ingen muggvekst). Det kan brukes i kabinetter for kommunikasjonsutstyr, militært utstyrskomponenter og andre anvendelser i tropiske regnskogområder.

4、 Lettvekts- og formbarhetsfordeler, som bidrar til innovasjon i utstyrsdesign

Innenfor produksjon av høyteknologisk utstyr er lettvægt og formbarhet nødvilkår for å forbedre utstyrets ytelse og designfleksibilitet, og aramidfiberprepreg har også betydelige fordeler i dette tilfellet. Grunnet den lave tettheten til aramidfiberen i seg selv (tetthet på ca. 1,44 g/cm³) er den totale tettheten til aramidfiberprepreg bare 1,5–1,6 g/cm³, langt lavere enn aluminiumslegeringens 2,7 g/cm³ og stålets 7,85 g/cm³. Tar man som eksempel strukturelle komponenter i luftfartsindustrien, kan bruk av aramidfiberprepreg i stedet for tradisjonelle metallmaterialer redusere vekten av strukturelle komponenter med 30–50 %, noe som dermed reduserer forbruket av drivstoff eller energi og forlenger rekkevidde. Når det gjelder formbarhet, kan aramidfiberprepreg bearbeides til komplekse formede strukturelle komponenter ved hjelp av ulike prosesser som formasjon, vikling og laglegging, og kan dermed nøyaktig tilpasse seg de uregelmessige strukturkravene til ulike typer utstyr. Samtidig har materialet god dimensjonsstabilitet under formasjonsprosessen, og den dimensjonelle nøyaktigheten til de formede komponentene er høy, uten behov for omfattende etterbearbeiding, noe som effektivt forkorter produksjonsperioden og reduserer produksjonskostnadene. I tillegg gir den innvevde strukturen i aramidfibervevet prepregget god skjærebarhet, slik at det kan kuttes til ulike størrelser og former etter behov, og ytterligere øker bruksfleksibiliteten til materialet.