Flame-Retardant & Custom Glass Fiber Prepregs | Weihai Dushi

Основна класификација: Прецизна подела на основу оријентације на перформансе и сценарија примене

Систем категорије препреп-а од стаклених влакана је богат и разноврсан и може се поделити у четири главне категорије на основу типа смоле, распореда влакана, функционалних карактеристика и типа стаклених влакана. Свака врста производа фокусира се на диференциране сценарије примене, са строгом контролом понављања испод 50%, постижући прецизну адаптацију потребама различитих индустрија.

1. у вези са Функционална граница по типу смоле: термоокретни и термопластични

Систем смоле је основни елемент који одређује карактеристике калупа и опсег примене препрег стакленог влакна, који се може поделити у две основне категорије. Оба имају различите разлике у механизму затврђивања и фокусу на перформансе:

• Термосет стаклопластика: Заснован на епоксидној смоли, фенолној смоли, полиестерској смоли итд., захтева неповратно укрштање и чврстење загревањем и притиском. Тренутно је доминантна категорија на тржишту, са више од 82% учешћа до 2024. године. Производи засновани на епоксидној смоли широко се користе у структурним деловима летелица, кућиштима висококвалитетне електронске опреме и другим сценаријима због уравножених механичких својстава (чврстоћа на истезање може достићи преко 320 MPa) и изузетне адхезије; производи засновани на фенолној смоли имају изузетну отпорност на запаљење као главну предност, са ниском густином дима и ниском токсичности приликом горења, што их чини првим избором за унутрашњу декорацију каросерија железничког транспорта и запаљиве компоненте бродова; производи засновани на полиестеру/винил-естру имају ниже трошкове и погодни су за сценарије осетљиве на цену, као што су морске платформе и индустријски резервоари. Кључне карактеристике ове врсте стаклоплоче су стабилна структура и висока тачност димензија након чврстења, али је циклус обраде релативно дуг (обично 30–90 минута) и тешко је рециклирати.
• Препрег од термопластичног стакленог влакна: Произведен од топљивих смола као што су полиетер-етеркетон (ПЕЕК), полипропилен (ПП) и полиамид (ПА), има реверзибилна својства "грејања, омекшавања, хлађења и зачепљења" и брзо је порастао последњих година Његова изузетна предност је висока ефикасност личења, што скраћује време циклуса за више од 60% у поређењу са термично отпорним производима. Време обраде једне серије може се контролисати у року од 10-20 минута, а може се рециклирати и поново користити, задовољавајући потребе за производњом у великој мери делова тела возила за нову енергију, љушка кућних апарата и других производа. На пример, панели аутомобилских врата направљени од ПП-базираних прегреа на стакленим влакнама имају смањење тежине од 40% у поређењу са традиционалним металним компонентама и могу поправити неке оштећења загревањем након судара, чиме се побољшава њихов животни век.

2. Уколико је потребно. Дизајн диференцијације механичких перформанси у једносмеру и плетени

Поређење стаклених влакана директно одређује усмерност механичких својстава преформа стаклених влакана, формирајући две основне категорије за различите сценарије стреса:

• Уједносмерни препрег од стаклених влакана: Стаклено влакна су паралелно распоређена дуж једног правца, са правчаном конзистенцијом од преко 99,5%, што резултира крајњим механичким својствима материјала у оси влакана. Модул напружености може достићи преко 28ГПа, док је бочна перформанса релативно слаба. Овај тип производа се углавном користи за структурне компоненте које могу издржавати једносмерна оптерећења, као што су ребра за јачање крила авиона, главне греде лопате ветротурбине, слојеви за јачање моста итд. Кроз мулти-дирекционални дизајн спајања могу Његова површинска густина покрива 80г/м2 до 450г/м2, и може се прецизно одабрати према величини оптерећења. На пример, главни греб лопате ветротурбине од 10 МВТ користи 300 г/м2 једносмерног пререга стаклених влакана, који може смањити тежину за 25% док повећава крутост за 30%.
• За препрег за ткање стаклених влакана: Стаклено влакна су преплета и формирају се у обичном ткању, дијагоналном ткању, сатенском ткању и другим начинима, са вишесмерном уравнотеженом дистрибуцијом механичких својстава и бољом драпабилношћу и отпорношћу на ударе. Производи од равна ткања имају густу структуру, јаку отпорност на зношење и погодни су за антикорозијске премазе цева и заштитне љуске електронске опреме; Производи од ткања од ткања од ткања имају одличну флексибилност и могу се уклапати на сложене закривене Производи са различитим методама ткања могу се спаривати са 1К до 24К различитим спецификацијама влакана, формирајући разноврстан опсег избора од деликатних текстура до грубих структура.

3. Уколико је потребно. Уколико је у питању одређена вредност, уколико је у питању одређена вредност, то се може сматрати да је у складу са одредбама о финансијским средствима.

За екстремна окружења или посебне потребе, препреп од стаклених влакана развио је више функционалних подкатегорија, што је постало кључ за ширење граница примене:

• Препрег од стаклених влакана, отпоран на високе температуре: коришћењем модификованог епоксидног смоле или полиимидне смоле, температура дуготрајне употребе може достићи 150–350 ℃, а стопа задржавања механичких својстава на високим температурама прелази 85%. На пример, производи серије BMS 8-139 од Hexcel користе систем смоле HexPy® F161, са температуром полимеризације од 350 °F, погодни за примену у условима високих температура као што су периферни делови авиона мотора и структурни елементи индустријских пећи.
• Претходно импрегнирано стаклени влакно отпорно на запаљење: Додатим фосфором, азотом и безхалогеним антипиреном, перформансе антипирена могу достићи ниво UL94 V0. Неки производи су прошли сертификате за ваздухопловство као што је BMS 8-80, на пример Solvay-ев производ TY6 CL1 GR A, који користи Cycom® 4102 полиестарску смолу намењену специјално сценаријима са изузетно високим захтевима пожарне сигурности, као што су унутрашњост авиона и каросерије железничког транспорта.
• Стаклена влакна прегрег са отпорношћу на временске прилике: смола је додата састојцима против ултраљубичастог зрачења и старења, што омогућава век трајања од више од 15 година у спољашњим условима и влажном окружењу, а индекс густине дима (SDR) је мањи од 20. Погодан је за спољашње рекламе, заштитне табле за мостове, опрему за енергију са морских ветрових електрана и друге сценарије.
• Стаклена влакна прегрег за високу учесталост и изолацију: optimizuje dielektrične osobine smole, sa dielektričnom konstantom ≤ 3,2 i tangentom gubitka ≤ 0,005, čime postaje ključni materijal za antenske poklopce 5G baznih stanica i poklopce radara. Na primer, Air Preg PE CF 6550 koristi S-2 staklenu vlaknu, specifično pogodnu za primenu u avionskim radarima.

4. Razlikovanje osnovnih performansi prema tipu staklene vlakne

Svojstva materijala same staklene vlakne obezbeđuju različite performanse polaznih materijala na bazi preprege, koji se uglavnom dele u tri kategorije:

• Prepreg na bazi E-staklene vlakne: najčešće korišćena osnovna kategorija, sa izuzetnim električnim izolacionim svojstvima i hemijskom stabilnošću, umerenim troškovima, pogodna za većinu uobičajenih slučajeva kao što su elektronska oprema i industrijski rezervoari, čini više od 75% ukupne prodaje stakloplastike.
• Prepreg na bazi S-2 staklene vlakne: Високочврст тип, са чврстином на затегање повећаном за више од 30% у односу на Е-стаклена влакна, као и бољом отпорношћу на удар. Најчешће се користи у структурним деловима авиона и свемирских летелица, висококвалитетним лопатицама ветрогенератора и другим применама са строгим захтевима чврстоће.
• Препрег заснован на Ц-стакленим влакнима: Са изузетном отпорношћу на корозију као основном карактеристиком, може да отпорни на ерозију јаких киселина и алкалија, погодан за интензивне корозивне средине као што су хемијски цевоводи и структурни делови морских платформи.

Главна предност: Шест основних карактеристика које мењају вредност материјала за примену

Разлог због којег се препрег од стаклених влакана истиче међу многим композитним материјалима и постаје "материјал који мора имати" за високог краја производње је због његових свеобухватних предности у механичким својствима, прилагођавању процесу, прилагођавању околини и другим димензијама. Ове карактеристике заједно стварају њен незаменљив положај на тржишту.

1. Постављање Балансиране механичке својства и предности у вези са лакошћу

Препрег од стаклених влакана савршено комбинује предности перформанси стаклених влакана и смоле, постижући равнотежу "високе чврстоће + лагане тежине". Тензилна чврстоћа обичног препрега на бази Е-стаклених влакана може достићи 280-350МПа, што је 1,2-1,5 пута више од обичног челика, док је густина само 1,8-2,0г / цм 3, мање од 1/4 челика и 2/3 алуминијумске легуре. У области железничког транзита, унутрашњи панели и оквири седишта направљени од препрега стаклених влакана могу смањити тежину једног вагона за више од 250 кг, штедећи око 42000 кВтх електричне енергије по возу годишње; У ваздухопловству, покривач радара авиона усваја Поред тога, његов модул савијања може достићи 25-30 ГПа, који се не деформише лако након дугорочне употребе и погодан је за различите структуре које носе оптерећење.

2. Постављање Одлична прилагодљивост и трајност у окружењу

Стаклена влакна пре-прег имају отпорност према спољашњој средини која је знатно изнад традиционалних материјала, чинећи их поузданом опцијом за сложене радне услове. У погледу отпорности на корозију, након што се C-стаклена влакна базирани пре-прег купа у 5% раствору сумпорне киселине током 1000 сати, стопа деградације механичких својстава је мања од 5%, што је знатно боље од 40% деградације цинкараног челичног лима, па је овакав материјал погодан за интензивно корозивне средине као што су морска и хемијска индустрија; У погледу отпорности на временске прилике, производи који садрже компоненте отпорне на УВ зрачење имају задршку боје преко 90% након 5 година излагања на отвореном, без пуцања или прашења; У погледу отпорности на замор, под динамичким оптерећењем (као што су удари аутомобила и ротација вентилатора), задршка чврстоће на замор достиже преко 88%, што је 10 процентуалних поена више од просека у индустрији. Након употребе стаклених влакана пре-прег за лопатице турбина за ветер, век трајања се може продужити на више од 20 година.

3. Постављање Високо флексибилна способност прилагођавања

Стаклена влакна претпо могу постићи потпуну прилагођеност димензионих параметара, тачно одговарајући персонализованим потребама различитих индустрија. Систем смоле се може прилагодити у зависности од примене, на пример отпорна на високе температуре фенолном смолом за авијацију и брзо чврстећа епоксидна смола за аутомобиле; прецизност контроле садржаја смоле достигне ±0,5%, осигуравајући конзистентност перформанси производа; ширина подржава прилагођеност од 0,5 м до 2,0 м, а за велике бродске корпусе могу се користити производи ширине 2,0 м, чиме се смањује број спојних шавова за више од 50%; функционалне карактеристике могу бити комбиноване и сложене, као што су комбиноване функције „запаљивост + антистатик“ и „отпорност на високе температуре + отпорност на корозију“. На пример, композитни производ стаклених влакана прекрег који се користи у деловима возила за градску железницу не само да испуњава захтеве UL94 V0 за негорљивост, већ има и антистатичке особине са површинским отпором ≤ 10 ΩΩ.

4. Уколико је потребно. Одлична адаптација процеса и ефикасност калупа

Стаклена влакна преформа је компатибилна са главним процесима обликовања композитних материјала као што су топлотно пресовање, компресионo калибрусање, ваkуумска кеса и намотавање, те је погодна за разне потребе од произвођења појединачних делова до масовне производње. Процес компресионог калибрусања погодан је за стандардизоване компоненте (као што су оквири седишта аутомобила), а време производње у једном циклусу може се контролисати у временском интервалу од 15-30 минута са тачношћу димензија до ≤± 0,2 mm. Обликовање топлотним притиском погодно је за висококвалитетне аеропросторске компоненте, а унутрашња стопа дефекта производа је мања од 0,3% коришћењем контроле притиска од 0,8-1,2 MPa и контроле температуре од 120-180 ℃; Спирално формирање је погодно за цилиндричне компоненте као што су цевоводи и резервоари под притиском. Усмерено поређање стаклених влакана омогућава однос чврстоће у осном и обимном правцу до 3:1, испуњавајући захтеве за транспорт под високим притиском. Поред тога, њено полу-чврсто стање је лако за резање и постављање, са стопом отпада само 4%-6%, што је знатно ниже у односу на 15%-20% код традиционалног мокрог формирања, значајно смањујући отпад материјала.

5. Prednosti u pogledu troškova i koristi tokom celokupnog životnog ciklusa

Иако су почетни трошкови набавке стаклених влакана већи у односу на традиционалне материјале, предност у погледу трошкова током целокупног животног циклуса је значајна. У области индустријске опреме, отпорност на корозију може продужити циклус одржавања опреме са 6 на 24 месеца, чиме се смањују трошкови одржавања за 60%; у области нових енергија, употреба стаклених влакана за лопатице турбина за ветер повећава ефикасност производње електричне енергије за 5%–8%, а свака појединачна турбина од 10 MW може годишње произвести додатних 1,2 милиона кВх електричне енергије; у бродоградњи, употреба стаклених влакана у односу на челичне корпусе смањује број процеса премазивања за 3, скраћује време изградње за 30% и смањује потрошњу горива током пловидбе за 15%. Могућност рециклирања термопластичних производа даље смањује трошкове сировина, при чему рециклирани материјали имају задршку перформанси преко 70% и могу се користити за израду секундарних конструкцијских делова.

6. Примене карактеристика безбедности и заштите животне средине

Стаклена влакна пре-прег има добру еколошку прихватљивост у процесима производње и употребе. У фази производње користи се процес претходног квашења како би се избегла загађења ЛОЛ (летљивих органских једињења) која настају испаравањем смоле током мокре формирања, чиме се смањује емисија штетних супстанци за више од 80%; Током фазе употребе, антипожарни производи не ослобађају токсичне гасове приликом сагоревања и задовољавају европске стандарде заштите животне средине као што је EN45545; У фази рециклирања, термопластични производи могу бити рециклирани топљењем и поновним обликовањем, док се термореактивни производи могу срушити и поново искористити као пунила, у складу са трендом зелене производње у оквиру циља „дупли карбон“. У области електронских уређаја, његова изузетна електрична изолација такође може смањити електромагнетно зрачење и побољшати безбедност употребе.

Продајни тренутак процеса: Прецизна контрола и повећање вредности од сировина до готових производа.

Изузетност стаклопластика у прес-форми лежи у његовом прецизном процесу производње и контроли квалитета у целокупном процесу. Његов процесни систем не само да осигурава конзистентност производа, већ постиже оптималну равнотежу између перформанси и трошкова, чинећи га основном подршком конкурентности производа.

• 1. Основни процес производње: Двострука гаранција методе топљењем и методе импрегнације раствора. Главни део индустрије користи две основне процесе импрегнације, које се могу флексибилно бирати у зависности од позиционирања производа и захтева квалитета, како би се осигурала стабилност перформанси стаклопластика у прес-форми
• 2.Процес топлоте: Загрејте смолу на 80-120 °C како бисте смањили вискозитет, равномерно обложите смолу на површини стаклених влакана кроз прецизни ролер за врућу пресу, а затим брзо охладите на собној температури кроз ролер за хлађење како бисте завршили полу-оздрављење и облико Главна предност овог процеса је одсуство остатака растворача, прецизна контрола садржаја смоле до ± 0,5% и висока конзистенција распореда влакана, што га чини посебно погодним за производњу високог квалитета прегрејди стаклених влакана за ваздухопловне примене. HexPy из Hexcel Corporation ® Све серије производа примењују овај процес, који контролише притисак (0,8-1,2МПа) и брзину (5-10м / мин) ролера за врућу пресу путем рачунарске контроле, осигуравајући да је грешка расподеле смоле по квадратном метрима производа мања од 0,3%.
• 3.Процес импрегнирања раствора: Смин се раствори у органским растворачима као што су ацетон и етанол да би се формирао раствор ниске вискозитете. Након што стакловолокно у потпуности адсорбује смолу у резервоару за импрегнацију, растварач се испарава кроз вишестепени канал за сушење топлим ваздухом (температурни градијент 50-120 °C), и коначно се формира полу-осушено стање. Ова процесна опрема има ниске инвестиционе трошкове и високу ефикасност производње (са брзином линије до 15-20 м / мин), што је погодно за производњу преформа за општу употребу од стаклених влакана у великом обиму. Да би се решио проблем остатака растворача, индустрија је широко усвојила технологију уклањања уз помоћ вакуума, која смањује садржај остатка растворача на мање од 0,1% и избегава пумпеле и дефекте деламинације након цвршћења производа.
• 4.Кључне тачке контроле процеса: Пет основних процеса који одређују перформансе, као што је стабилност квалитета преформе од стаклених влакана, произилазе из прецизне контроле целог производње процеса. Међу њима пет кључних процеса директно одређује коначне перформансе производа:
• 5.Одрада површине стаклених влакана: Површинска активност влакана се повећава оксидационим третманом, а затим се премазује силанским агенсом за спајање како би се повећала чврстоћа површинске вези између стакленог влакана и смоле. Након обраде, чврстоћа пилинга интерфејса се повећала за више од 40%, ефикасно решавајући проблем деламинације који су склони традиционалним производима. Након овог третмана отпорност удара препрепрегела на бази С-2 стакленог влакна може се побољшати за 35%.
• 6.Прецизна модулација формула смоле: У складу са функционалним захтевима производа, смола, средство за оштрење, адитиви и друге састојке су прецизно пропорционално. На пример, за ретардаент пламена производи захтевају додавање 15% -20% фосфорног азотног ретардаента пламена, заједно са 0,5% анти-капила агенса; за производе отпорне на високе температуре, моларни однос епоксидне смоле на агенс за зачешћење треба прилагодити на 1:1 Формула се припрема помоћу потпуно аутоматског система мешања, са грешком контролисаном у оквиру ± 0,1%.
• 7.Динамичка контрола параметара импрегнације: Реал-тајм прилагођавање брзине импрегнације, температуре и притиска на основу спецификација стаклених влакана и вискозитета смоле. На пример, брзина импрегнације производа са 1К филаментом је контролисана на 8-10м/мин, а притисак се смањује на 0,6МПа како би се избегло кршење влакана; производ са 12К грубим влакна може се повећати на 15м/мин, а притисак може се повећати на 1,0МПа како
• 8.Прецизна контрола завршке стадије Б: Поправка температуре и времена сушења контролише степен сушења смоле у полусушеном стању од 30% -40%, осигуравајући да производ има одређену вискозитет за лако слојевање и избегава прерано потпуно сушење. Контрола степена загревања у реалном времену помоћу диференцијалне сканиране калориметрије (DSC) са грешком мањом од 2%.
• 9.Строга инспекција квалитета готових производа: Свака серија производа мора да прође вишеструке тестове, укључујући садржај смоле (тачност ± 0,1%), густину површине влакана (± 2 г/м2), чврстоћу на отпору, перформансе у спречавању пламена итд. Система компјутерске визије се користи за откривање униформности распоре
• 10.Тренд иновација процеса: Три главна правца за промовисање унапређења категорије. Индустрија наставља да побољшава перформансе и економичност препрега од стаклених влакана кроз иновације процеса, а три главна правца иновација воде развој категорије:
• 11.Напређење аутоматизоване производње: Уведе индустријске роботе и системе контроле АИ како би се постигла потпуна аутоматизација процеса од отвртања стаклених влакана, импреграције, зачепљења до навијања, повећање ефикасности производње за више од 50% и смањење грешке конзистенције производа на ± 0,3%. На пример, аутоматизована производња водећег предузећа може да оствари дневну производњу од 5000 квадратних метара по линији, што је три пута више од традиционалних ручних производних линија.
• 12. Пробив у технологији вишеосијског слојања: Развијен је мулти-аксиални производња линије за пререгулацију стаклених влакана која истовремено може постићи синхронну импрегнацију влакана у више правца као што су 0 °, 90 °, ± 45 °, смањујући настале процесе слојености производа и повећавајући ефикасност производње Посебно је погодан за производњу великих компоненти као што су лопатице ветротурбина и корпуси бродова.
• 13.Истраживање и примена зелених процеса: Покретање процеса импрегнације без растворача и примене биолошке смоле (као што су епоксидне смоле на биљној бази) како би се смањила зависност од сировина на бази нафте. Истовремено, развијати технологију хемијске рециклирања за терморезистичне производе како би се повећала стопа рециклирања на више од 60%, што је у складу са трендом зелене производње и кружне економије.