A-18 високотемпературне одностороннє вуглецеве волокно пропрег

Препрег з односпрямованим вуглецевим волокном, стійкий до високих температур (A-18): Гарант структурних характеристик у сценаріях екстремально високих температур

У надзвичайно високотемпературних середовищах, таких як периферійні компоненти двигунів літаків і ракет, промислове високотемпературне обладнання та галузі нових джерел енергії, високотемпературна стабільність і механічні властивості матеріалів є однаково критичними. Високотемпературний односпрямований препрег із вуглецевого волокна (A-18 високотемпературний односпрямований препрег із вуглецевого волокна) базується на спеціальній системі епоксидних смол, стійких до високих температур, і може гнучко підбиратися за стійкістю до високих температур залежно від потреб замовника. Він зберігає високу міцність і переваги легкості односпрямованого препрегу з вуглецевого волокна, водночас забезпечуючи стабільну роботу в умовах високих температур. Це забезпечує матеріальні рішення для гарячих частин аерокосмічних компонентів, конструктивних елементів промислових печей, обладнання нових джерел енергії тощо з поєднанням «витримка до високих температур + конструктивна надійність», долаючи обмеження застосування традиційних препрегів з вуглецевого волокна, схильних до виходу з ладу при високій температурі.

Основні переваги: багатовимірна гарантія стабільності при високій температурі, гнучке налаштування та адаптація до всіх сценаріїв використання

1. Епоксидна смола, стійка до високих температур, що усуває проблему погіршення роботи при екстремально високих температурах

Основною технологічною особливістю препрегу A-18 з високотемпературним одностороннім вуглецевим волокном є спеціальна система епоксидної смоли, стійкої до високих температур, що відрізняється від недоліків звичайних епоксидних смол, схильних до м’якнення та розкладання при температурах вище 120 ℃. Ця система забезпечує стрибкоподібне покращення високотемпературних характеристик завдяки оптимізації молекулярної структури та інноваційним високотемпературним добавкам. По-перше, використовується ароматична епоксидна смола як матриця, молекулярні ланцюги якої містять стабільні бензольні кільця, що значно підвищує температуру термічного розкладання смоли; по-друге, додаються нанорозмірні наповнювачі, стійкі до високих температур (наприклад, нітрид бору та оксид алюмінію), щоб підвищити жорсткість і стійкість до повзучості смоли при високих температурах; по-третє, застосовуються високотемпературні отверджувачі, що забезпечують утворення щільної сітчастої структури препрегу після формування при високій температурі, що ще більше підвищує його термостійкість.

Продукт може бути гнучко вибраний для стійкості до високих температур залежно від потреб замовника. Звичайний діапазон допусків охоплює 150 ℃ -300 ℃, а спеціальна індивідуальна версія може перевищувати 350 ℃. Може використовуватися протягом тривалого часу (понад 1000 годин) при відповідній температурі, при цьому рівень збереження механічних властивостей залишається вище 85%. За даними авторитетного тестування, композитний матеріал із препрегу A-18 має швидкість зниження міцності на розтяг під кутом 0° лише на 5% (у звичайного препрегу понад 30%) та швидкість зниження модуля вигину менше ніж на 8% у середовищі з високою температурою 200 ℃, що повністю задовольняє вимоги до тривалого використання в умовах високих температур у відсіках авіаційно-космічних двигунів, промислових печах та інших сценаріях. У той же час забезпечується рівномірний розподіл вуглецевого волокна та термостійкої смоли, щоб уникнути слабких місць через недостатню локальну щільність і забезпечити загальну структурну стабільність.

2. Підсилення односпрямованої волокнистої структури, що задовольняє подвійні вимоги до високих температур і механічних властивостей

Як односпрямований препрег з вуглецевого волокна, A-18 має високу прямолінійність волокон, які розташовані односпрямовано, з узгодженістю напрямку волокон понад 99,8%, що дозволяє максимально реалізувати осьові механічні властивості вуглецевих волокон і зберігати високу несучу здатність навіть у середовищі з високою температурою. За результатами тестування, при кімнатній температурі, поздовжня межа міцності на розтяг препрегу A-18 може досягати понад 2500 МПа, а модуль пружності на розтяг перевищує 180 ГПа; при високій температурі 250 °C його міцність на розтяг все ще зберігається на рівні 2100 МПа, а модуль пружності — 150 ГПа, що значно перевищує показники звичайних матеріалів, стійких до високих температур.

Ця характеристика «висока термічна стабільність + висока міцність» надає значних переваг у високотемпературних несучих конструкційних елементах: у галузі аерокосмічної техніки, коли матеріал використовується в моторних гондолах літаків і компонентах систем ракетного двигуна, він може витримувати високотемпературне випромінювання та вплив повітряних потоків під час роботи двигуна, запобігаючи структурному руйнуванню через розм’якшення матеріалу; У галузі промислового обладнання несуча рама для високотемпературних печей і транспортні компоненти обладнання для термічної обробки здатні зберігати жорсткість у тривалих високотемпературних умовах, зменшуючи кількість аварій на виробництві, спричинених деформацією матеріалу. Крім того, односпрямована волокниста структура також має відмінний опір втомного руйнування, строк служби понад 10 років при циклічних високотемпературних навантаженнях (наприклад, цикли нагріву й охолодження промислових печей), що на 50% довше, ніж у звичайних високотемпературних металевих матеріалів.

3. Висока адаптивність процесу для задоволення різноманітних виробничих потреб щодо високотемпературних компонентів

Незважаючи на орієнтацію на високотемпературні сценарії, препрег A-18 із високотемпературною стійкістю з односпрямованим вуглецевим волокном зберігає чудову сумісність із технологічними процесами та підходить для основних процесів виготовлення композитних матеріалів, таких як гаряче пресування, компресійне формування та намотування. Підприємствам не потрібно модифікувати обладнання для високотемпературного виробництва, що знижує поріг застосування

• Формування гарячим пресуванням: Підходить для аерокосмічних компонентів із надзвичайно високою точністю та вимогами до продуктивності (наприклад, фасонні деталі навколо двигуна), контрольованих за високої температури та високого тиску (температура може відповідати температурній стійкості препрегу, тиск 0,8–1,5 МПа), термостійка смола повністю просочує вуглецеве волокно. Після формування поверхня компонента має високу гладкість, а внутрішній рівень дефектів становить менше 0,5%, що забезпечує стабільність роботи при високих температурах.
• Пресування: підходить для стандартизованих промислових високотемпературних компонентів (наприклад, з'єднань гарячих трубопроводів та приладдя печей), характеризується високою ефективністю формування, час виробництва однієї партії можна контролювати в межах 40–60 хвилин, а точність розмірів компонентів — з високою точністю (похибка ± 0,2 мм), що відповідає потребам устаткування у складанні та зменшує кількість подальших технологічних операцій.
• Намотування: Придатний для циліндричних компонентів, таких як високотемпературні трубопроводи та посудини під тиском, вуглецеве волокно орієнтоване та розташоване за допомогою технології намотування, що дозволяє компонентам мати відмінну високотемпературну несучу здатність як у осьовому, так і в окружному напрямках. Наприклад, коли використовується для високотемпературних паропроводів, обгорнуті труби можуть витримувати температуру до 280 °C та тиск 30 МПа, задовольняючи потреби у високотемпературному транспортуванні в енергетичній галузі.

Крім того, продукт має відмінну стабільність при зберіганні та може зберігатися понад 6 місяців у низькотемпературному середовищі -18 °C. Після виймання його можна відразу використовувати у процесі високотемпературного формування без тривалого підігріву, уникнувши передчасного затвердіння смоли або погіршення властивостей і забезпечивши безперервність виробництва.

4. Послуги з індивідуального налаштування для розширення меж застосування у високотемпературних сценаріях

Пропитка A-18 з односпрямованим вуглецевим волокном, стійка до високих температур, надає комплексні індивідуальні послуги за принципом «потреби клієнта — у центрі уваги», що дозволяє подальше розширення меж застосування у сценах із високими температурами:

• Індивідуальне налаштування стійкості до високих температур: Крім звичайного діапазону 150 ℃–300 ℃, можуть бути розроблені індивідуальні моделі з підвищеною стійкістю до температур (наприклад, 350 ℃, 400 ℃) залежно від особливих вимог клієнтів. Наприклад, для аерокосмічної галузі можуть бути створені пропитки, стійкі до 350 ℃, щоб витримувати екстремально високі температури середовища ракетних двигунів.
• Індивідуальне налаштування розмірів та ширини: Підтримує налаштування щільності поверхні вуглепластику (50 г/м² – 300 г/м²) та ширини (0,8 м – 1,5 м), наприклад, можливість замовити 1,5-метрову смолу з високою масою (300 г/м²) для великих промислових печей, що зменшує кількість з'єднань компонентів і знижує ризик втрати ефективності при з'єднанні в умовах високих температур; замовлення ультратонкої смоли 50 г/м² для прецизійних електронних високотемпературних компонентів, забезпечуючи легкість і мініатюризацію при збереженні стійкості до високих температур.
• Налаштування функцій смоли: До системи термостійких смол можна додати додаткові вогнегасні, корозійностійкі та інші функціональні компоненти. Наприклад, для високотемпературного обладнання в хімічній промисловості може бути розроблено препрег з подвійною функцією «термостійкий + корозійностійкий», який витримує як високі температури, так і ерозію хімічними середовищами; для авіаційно-космічної галузі можна розробити на замовлення препрег «термостійкий+малодимний отруйний», щоб відповідати вимогам безпеки в екстремальних умовах.

5. Диференційований дизайн, створення конкурентних бар'єрів на ринку високотемпературних матеріалів

• Технологічна диференціація: Самостійно розроблена «технологія модифікації інтерфейсу вуглецевого волокна з термостійкою смолою, стійкою до високих температур», збільшує міцність зчеплення на межі розділу смоли та волокна на 40% при високих температурах, вирішуючи проблему відшарування інтерфейсу при високій температурі, що часто виникає в традиційних термостійких препрегах; одночасно, шляхом оптимізації складу, підвищуючи термостійкість, в’язкість смоли контролюється в межах оптимального діапазону для забезпечення технологічної рухливості та запобігання дефектам формування через надмірну в’язкість смоли.
• Диференціація вартості: Шляхом масового виробництва та оптимізації ланцюга поставок, при збереженні високотемпературних характеристик, вартість звичайних продуктів контролюється на рівні нижче середньогалузевого на 15%, особливо в сценаріях, чутливих до вартості, таких як промислове обладнання для високих температур та нові види енергії, що робить їх більш конкурентоспроможними на ринку та допомагає клієнтам знизити матеріальні витрати на високотемпературні компоненти.
• Диференціація послуг: Надаємо інтегровані послуги «матеріали+процеси+післяпродажне обслуговування», надаємо цільові рішення щодо параметрів високотемпературного формування для клієнтів та допомагаємо у вирішенні технічних проблем у виробництві; водночас створюємо механізм післяпродажного супроводу, регулярно відстежуємо використання продукту клієнтами, оптимізуємо продуктові характеристики на основі зворотного зв’язку та підвищуємо лояльність клієнтів.