Perkenalkan beberapa resin tahan suhu tinggi
2021-05-21
Dalam industri kedirgantaraan, untuk memaksimalkan daya dukung yang terbatas, pengendalian bobot setiap komponen sangat ketat. Komposit berbasis resin semakin banyak digunakan di bidang ini karena sifat keseluruhannya yang sangat baik. Selain persyaratan yang sangat tinggi untuk sifat mekanik material, ada juga persyaratan tinggi untuk ketahanan suhu. Hari ini, Changganger memperkenalkan beberapa resin tahan suhu tinggi yang umum.
Polimida, nama Inggris Polimida (disebut sebagai PI), sejenis polimer yang mengandung cincin imida (-CO-NH-CO-) di rantai utama. Ini adalah salah satu bahan polimer organik terbaik dengan kinerja komprehensif tinggi. Ini memiliki ketahanan suhu tinggi lebih dari 400 °C, rentang suhu penggunaan jangka panjang -200 hingga 300 °C, tidak ada titik leleh yang jelas, kinerja insulasi tinggi, konstanta dielektrik 3,0 pada 103 Hz, dan hanya kehilangan dielektrik. 0,004 hingga 0,007, milik F hingga H.
Menurut struktur kimia unit berulang, polimida dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis: polimida alifatik, semi-aromatik, dan aromatik. Menurut sifat termal, itu dapat dibagi menjadi polimida termoplastik dan termoset.
Polytetrafluoroethylene, nama Inggrisnya adalah Poly tetra fluoroethylene, disingkat PTFE. Jika Anda tidak tahu banyak tentang resin ini, Anda bisa sangat akrab dengan alias Teflon dan Teflon. Betul, itu adalah pelapis yang biasa digunakan pada wajan anti lengket.
Bahan ini tahan terhadap asam dan basa dan berbagai pelarut organik dan hampir tidak larut dalam semua pelarut. Pada saat yang sama, PTFE memiliki karakteristik ketahanan suhu tinggi, dan koefisien gesekannya sangat rendah, sehingga dapat digunakan sebagai pelumas dan juga merupakan pelapis yang ideal untuk memudahkan pembersihan lapisan dalam pipa air.
Titik lelehnya setinggi 327 ° C, stabilitas jangka panjangnya bisa -180 ~ 250 ° C.
Polyphenylene ether adalah plastik rekayasa kekuatan tinggi yang dikembangkan pada 1960-an. Nama kimianya adalah poli 2,6—dimetil —1,4—fenil eter, PPO (Polyphenylene Oxide) atau PPE (Polypheylene ether). Dikenal sebagai polifenilen oksida atau polifenilena eter.
Ini memiliki ketahanan panas yang tinggi, suhu transisi kaca 211 ° C, titik leleh 268 ° C, pemanasan hingga 330 ° C memiliki kecenderungan untuk terurai, semakin tinggi kandungan PPO, semakin baik ketahanan panas, suhu distorsi panas dapat mencapai 190 °C.
PPO tidak beracun, transparan, dan kepadatannya relatif rendah, dan memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik, ketahanan relaksasi tegangan, ketahanan mulur, tahan panas, tahan air, tahan uap air, dan stabilitas dimensi. Ini memiliki sifat listrik yang baik dalam berbagai suhu dan frekuensi. Kerugian utama adalah aliran lelehan yang buruk dan pemrosesan yang sulit. Sebagian besar aplikasi praktis adalah MPPO (campuran atau paduan PPO). Misalnya, PPO yang dimodifikasi PS dapat sangat meningkatkan kinerja pemrosesan. Meningkatkan ketahanan retak tegangan dan ketahanan benturan, mengurangi biaya, dan hanya sedikit mengurangi ketahanan panas dan kilap.
Polyphenylene sulfide adalah polyphenylene sulfide, resin termoplastik dengan gugus fenilthio dalam rantai utama molekul, disingkat PPS dalam bahasa Inggris. Polifenilen sulfida adalah polimer kristal.
Serat yang tidak ditarik memiliki wilayah amorf yang besar (kristalinitas sekitar 5%), dan eksoterm kristalisasi terjadi pada 125 ° C, suhu transisi gelas adalah 150 ° C; dan titik lelehnya adalah 281 ° C. Serat yang ditarik menghasilkan kristalisasi parsial selama proses peregangan (meningkat menjadi 30%), dan perlakuan panas dari serat yang ditarik pada suhu 130-230 ° C dapat meningkatkan kristalinitas hingga 60-80 %. Oleh karena itu, serat yang ditarik tidak memiliki transisi gelas atau eksoterm kristalisasi yang signifikan dan memiliki titik leleh 284 °C.
Dengan peningkatan kristalinitas setelah pengaturan panas peregangan, kepadatan serat meningkat, dari 1,33g/cm³ sebelum peregangan menjadi 1,34g/cm³ setelah peregangan; setelah perlakuan panas, bisa mencapai 1.38g/ Cm³. Penyusutan cetakan: 0,7% Suhu cetakan: 300-330 °C.
Suhu distorsi panas umumnya lebih besar dari 260 derajat dan dapat digunakan dalam kisaran suhu 180 ~ 220 °C. PPS adalah salah satu varietas tahan panas terbaik dalam plastik rekayasa.
Polyetheretherketone (bahasa Inggris poli-eter-eter-keton, PEEK untuk pendek) adalah polimer tinggi yang terdiri dari unit berulang yang mengandung ikatan keton dan dua ikatan eter dalam struktur rantai utama, dan merupakan bahan polimer khusus. Ini memiliki sifat fisikokimia seperti ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi kimia. Ini adalah jenis bahan polimer semi-kristal dengan titik leleh 334 ° C, titik pelunakan 168 ° C dan kekuatan tarik 132-148 MPa. Ini dapat digunakan sebagai bahan struktural tahan suhu tinggi dan bahan isolasi listrik. Bahan penguat dapat dibuat dengan peracikan dengan serat kaca atau serat karbon. Jenis polimer poliarilena eter yang diperoleh dengan kondensasi dengan fenol dihidrat aromatik umumnya digunakan.
MENGINTIP memiliki ketahanan panas yang sangat baik dan tahan suhu tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk waktu yang lama pada 250 °C. Suhu sesaat bisa mencapai 300 °C. Ini memiliki kekakuan tinggi, stabilitas dimensi dan koefisien ekspansi linier yang kecil. Itu dekat dengan logam aluminium. MENGINTIP memiliki stabilitas kimia yang baik. Ini memiliki ketahanan korosi yang kuat terhadap asam, alkali dan hampir semua pelarut organik, dan memiliki sifat tahan api dan tahan radiasi. MENGINTIP memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap keausan geser dan keausan resah, terutama pada 250 ° C. Ketahanan aus yang tinggi dan faktor gesekan yang rendah; selain itu, MENGINTIP mudah diekstrusi dan pencetakan injeksi.
Bismaleimide (BMI) adalah jenis lain dari sistem resin yang berasal dari sistem resin polimida. Ini adalah senyawa bifungsional dengan maleimide (MI) sebagai kelompok akhir aktif. Fluiditas dan kemampuan cetakan yang serupa dapat diproses dengan metode umum yang sama seperti resin epoksi, yang mengatasi kekurangan ketahanan panas yang relatif rendah dari resin epoksi. Oleh karena itu, telah berkembang pesat dan banyak digunakan dalam dua dekade terakhir. .
BMI mengandung cincin benzena, cincin heterosiklik imida, dan kepadatan ikatan silang yang tinggi, sehingga produk yang diawetkan memiliki ketahanan panas yang sangat baik, dan Tgnya umumnya lebih dari 250 ° C, dan kisaran suhu penggunaan sekitar 177 ° C hingga 232 ° C. Etilendiamina dalam BMI alifatik adalah yang paling stabil, dan suhu dekomposisi termal (Td) akan menurun seiring dengan meningkatnya jumlah gugus metilen. Td BMI aromatik umumnya lebih tinggi dari BMI alifatik, yaitu 2,4. Td diaminobenzenes lebih tinggi dari jenis lainnya. Selain itu, Td memiliki hubungan yang erat dengan kerapatan ikatan silang, dan Td meningkat seiring dengan peningkatan kerapatan ikatan silang dalam kisaran tertentu.
Resin furan adalah istilah umum untuk resin yang dihasilkan dari sterol dan furfural dengan bahan baku cincin furan. Ini menyembuhkan padatan yang tidak larut dan tidak dapat diresapi di bawah aksi asam kuat. Jenisnya adalah resin sterol, resin furfural, resin fluorenon, resin fluorenon-Formaldehida, dll.
Cincin ini adalah cincin furan
Bahan komposit yang diperkuat serat kaca furan tahan panas memiliki ketahanan panas yang lebih tinggi daripada bahan komposit yang diperkuat serat kaca fenolik umum, dan dapat digunakan untuk waktu yang lama pada suhu sekitar 150 °C.
Resin sianat adalah jenis baru resin termoset dengan dua atau lebih gugus fungsi sianat (-OCN) dalam struktur molekul yang dikembangkan pada tahun 1960-an. Struktur molekulnya adalah: NCO-R-OCN; cyanate ester Resin juga disebut resin triazine A, nama lengkap bahasa Inggrisnya adalah resin Triazine A, resin TA, resin Cyanate, disingkat CE.
Cyanate ester CE memiliki sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik, kekuatan lentur dan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada resin epoksi bifungsional; penyerapan air sangat rendah (<1,5%); penyusutan cetakan rendah, stabilitas dimensi yang baik; tahan panas Sifat yang baik, suhu transisi kaca 240 ~ 260 ° C, hingga 400 ° C, dapat disembuhkan pada 170 ° C setelah modifikasi; ketahanan terhadap panas dan kelembaban, tahan api, adhesi sangat baik, dan serat kaca, serat karbon, serat kuarsa Bahan penguat seperti kumis memiliki sifat ikatan yang baik; sifat listrik yang sangat baik, konstanta dielektrik yang sangat rendah (2,8~3,2) dan tangen kerugian dielektrik (0,002~0,008), dan sifat dielektrik versus suhu dan frekuensi gelombang elektromagnetik Perubahan menunjukkan stabilitas unik (yaitu, memiliki broadband).
Resin poliariletinil (PAA) adalah kelas polimer kinerja tinggi yang dibentuk oleh polimerisasi adisi dari hidrokarbon etil aromatik. Ini adalah bahan yang ideal untuk resin karbon tinggi tahan ablasi yang diperkuat serat, dan banyak digunakan dalam bahan kedirgantaraan seperti nozel roket dan nozel mesin rudal.
Yang disebut suhu tinggi relatif berbicara. Secara umum, ketahanan suhu bahan komposit berbasis resin sedikit lebih rendah daripada bahan komposit seperti bahan berbasis logam dan keramik. Namun, daya tarik terbesar dari material komposit terletak pada kemampuan desainnya. Melalui proses desain dan pencetakan yang wajar, mereka dapat mengembangkan kekuatan mereka dan menghindari kelemahan.
Tidak ada bahan yang sempurna, tidak sempurna, jadi ada ruang untuk perbaikan. Di masa depan, dengan upaya bersama dari banyak praktisi, lebih banyak bahan baru akan muncul, dan bahan komposit berbasis polimer tentu akan memainkan peran yang lebih besar.
Teknologi mendorong perkembangan sosial, dan materi mengubah dunia!
Polimida, nama Inggris Polimida (disebut sebagai PI), sejenis polimer yang mengandung cincin imida (-CO-NH-CO-) di rantai utama. Ini adalah salah satu bahan polimer organik terbaik dengan kinerja komprehensif tinggi. Ini memiliki ketahanan suhu tinggi lebih dari 400 °C, rentang suhu penggunaan jangka panjang -200 hingga 300 °C, tidak ada titik leleh yang jelas, kinerja insulasi tinggi, konstanta dielektrik 3,0 pada 103 Hz, dan hanya kehilangan dielektrik. 0,004 hingga 0,007, milik F hingga H.
Menurut struktur kimia unit berulang, polimida dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis: polimida alifatik, semi-aromatik, dan aromatik. Menurut sifat termal, itu dapat dibagi menjadi polimida termoplastik dan termoset.
Polytetrafluoroethylene, nama Inggrisnya adalah Poly tetra fluoroethylene, disingkat PTFE. Jika Anda tidak tahu banyak tentang resin ini, Anda bisa sangat akrab dengan alias Teflon dan Teflon. Betul, itu adalah pelapis yang biasa digunakan pada wajan anti lengket.
Bahan ini tahan terhadap asam dan basa dan berbagai pelarut organik dan hampir tidak larut dalam semua pelarut. Pada saat yang sama, PTFE memiliki karakteristik ketahanan suhu tinggi, dan koefisien gesekannya sangat rendah, sehingga dapat digunakan sebagai pelumas dan juga merupakan pelapis yang ideal untuk memudahkan pembersihan lapisan dalam pipa air.
Titik lelehnya setinggi 327 ° C, stabilitas jangka panjangnya bisa -180 ~ 250 ° C.
Polyphenylene ether adalah plastik rekayasa kekuatan tinggi yang dikembangkan pada 1960-an. Nama kimianya adalah poli 2,6—dimetil —1,4—fenil eter, PPO (Polyphenylene Oxide) atau PPE (Polypheylene ether). Dikenal sebagai polifenilen oksida atau polifenilena eter.
Ini memiliki ketahanan panas yang tinggi, suhu transisi kaca 211 ° C, titik leleh 268 ° C, pemanasan hingga 330 ° C memiliki kecenderungan untuk terurai, semakin tinggi kandungan PPO, semakin baik ketahanan panas, suhu distorsi panas dapat mencapai 190 °C.
PPO tidak beracun, transparan, dan kepadatannya relatif rendah, dan memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik, ketahanan relaksasi tegangan, ketahanan mulur, tahan panas, tahan air, tahan uap air, dan stabilitas dimensi. Ini memiliki sifat listrik yang baik dalam berbagai suhu dan frekuensi. Kerugian utama adalah aliran lelehan yang buruk dan pemrosesan yang sulit. Sebagian besar aplikasi praktis adalah MPPO (campuran atau paduan PPO). Misalnya, PPO yang dimodifikasi PS dapat sangat meningkatkan kinerja pemrosesan. Meningkatkan ketahanan retak tegangan dan ketahanan benturan, mengurangi biaya, dan hanya sedikit mengurangi ketahanan panas dan kilap.
Polyphenylene sulfide adalah polyphenylene sulfide, resin termoplastik dengan gugus fenilthio dalam rantai utama molekul, disingkat PPS dalam bahasa Inggris. Polifenilen sulfida adalah polimer kristal.
Serat yang tidak ditarik memiliki wilayah amorf yang besar (kristalinitas sekitar 5%), dan eksoterm kristalisasi terjadi pada 125 ° C, suhu transisi gelas adalah 150 ° C; dan titik lelehnya adalah 281 ° C. Serat yang ditarik menghasilkan kristalisasi parsial selama proses peregangan (meningkat menjadi 30%), dan perlakuan panas dari serat yang ditarik pada suhu 130-230 ° C dapat meningkatkan kristalinitas hingga 60-80 %. Oleh karena itu, serat yang ditarik tidak memiliki transisi gelas atau eksoterm kristalisasi yang signifikan dan memiliki titik leleh 284 °C.
Dengan peningkatan kristalinitas setelah pengaturan panas peregangan, kepadatan serat meningkat, dari 1,33g/cm³ sebelum peregangan menjadi 1,34g/cm³ setelah peregangan; setelah perlakuan panas, bisa mencapai 1.38g/ Cm³. Penyusutan cetakan: 0,7% Suhu cetakan: 300-330 °C.
Suhu distorsi panas umumnya lebih besar dari 260 derajat dan dapat digunakan dalam kisaran suhu 180 ~ 220 °C. PPS adalah salah satu varietas tahan panas terbaik dalam plastik rekayasa.
Polyetheretherketone (bahasa Inggris poli-eter-eter-keton, PEEK untuk pendek) adalah polimer tinggi yang terdiri dari unit berulang yang mengandung ikatan keton dan dua ikatan eter dalam struktur rantai utama, dan merupakan bahan polimer khusus. Ini memiliki sifat fisikokimia seperti ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi kimia. Ini adalah jenis bahan polimer semi-kristal dengan titik leleh 334 ° C, titik pelunakan 168 ° C dan kekuatan tarik 132-148 MPa. Ini dapat digunakan sebagai bahan struktural tahan suhu tinggi dan bahan isolasi listrik. Bahan penguat dapat dibuat dengan peracikan dengan serat kaca atau serat karbon. Jenis polimer poliarilena eter yang diperoleh dengan kondensasi dengan fenol dihidrat aromatik umumnya digunakan.
MENGINTIP memiliki ketahanan panas yang sangat baik dan tahan suhu tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk waktu yang lama pada 250 °C. Suhu sesaat bisa mencapai 300 °C. Ini memiliki kekakuan tinggi, stabilitas dimensi dan koefisien ekspansi linier yang kecil. Itu dekat dengan logam aluminium. MENGINTIP memiliki stabilitas kimia yang baik. Ini memiliki ketahanan korosi yang kuat terhadap asam, alkali dan hampir semua pelarut organik, dan memiliki sifat tahan api dan tahan radiasi. MENGINTIP memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap keausan geser dan keausan resah, terutama pada 250 ° C. Ketahanan aus yang tinggi dan faktor gesekan yang rendah; selain itu, MENGINTIP mudah diekstrusi dan pencetakan injeksi.
Bismaleimide (BMI) adalah jenis lain dari sistem resin yang berasal dari sistem resin polimida. Ini adalah senyawa bifungsional dengan maleimide (MI) sebagai kelompok akhir aktif. Fluiditas dan kemampuan cetakan yang serupa dapat diproses dengan metode umum yang sama seperti resin epoksi, yang mengatasi kekurangan ketahanan panas yang relatif rendah dari resin epoksi. Oleh karena itu, telah berkembang pesat dan banyak digunakan dalam dua dekade terakhir. .
BMI mengandung cincin benzena, cincin heterosiklik imida, dan kepadatan ikatan silang yang tinggi, sehingga produk yang diawetkan memiliki ketahanan panas yang sangat baik, dan Tgnya umumnya lebih dari 250 ° C, dan kisaran suhu penggunaan sekitar 177 ° C hingga 232 ° C. Etilendiamina dalam BMI alifatik adalah yang paling stabil, dan suhu dekomposisi termal (Td) akan menurun seiring dengan meningkatnya jumlah gugus metilen. Td BMI aromatik umumnya lebih tinggi dari BMI alifatik, yaitu 2,4. Td diaminobenzenes lebih tinggi dari jenis lainnya. Selain itu, Td memiliki hubungan yang erat dengan kerapatan ikatan silang, dan Td meningkat seiring dengan peningkatan kerapatan ikatan silang dalam kisaran tertentu.
Resin furan adalah istilah umum untuk resin yang dihasilkan dari sterol dan furfural dengan bahan baku cincin furan. Ini menyembuhkan padatan yang tidak larut dan tidak dapat diresapi di bawah aksi asam kuat. Jenisnya adalah resin sterol, resin furfural, resin fluorenon, resin fluorenon-Formaldehida, dll.
Cincin ini adalah cincin furan
Bahan komposit yang diperkuat serat kaca furan tahan panas memiliki ketahanan panas yang lebih tinggi daripada bahan komposit yang diperkuat serat kaca fenolik umum, dan dapat digunakan untuk waktu yang lama pada suhu sekitar 150 °C.
Resin sianat adalah jenis baru resin termoset dengan dua atau lebih gugus fungsi sianat (-OCN) dalam struktur molekul yang dikembangkan pada tahun 1960-an. Struktur molekulnya adalah: NCO-R-OCN; cyanate ester Resin juga disebut resin triazine A, nama lengkap bahasa Inggrisnya adalah resin Triazine A, resin TA, resin Cyanate, disingkat CE.
Cyanate ester CE memiliki sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik, kekuatan lentur dan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada resin epoksi bifungsional; penyerapan air sangat rendah (<1,5%); penyusutan cetakan rendah, stabilitas dimensi yang baik; tahan panas Sifat yang baik, suhu transisi kaca 240 ~ 260 ° C, hingga 400 ° C, dapat disembuhkan pada 170 ° C setelah modifikasi; ketahanan terhadap panas dan kelembaban, tahan api, adhesi sangat baik, dan serat kaca, serat karbon, serat kuarsa Bahan penguat seperti kumis memiliki sifat ikatan yang baik; sifat listrik yang sangat baik, konstanta dielektrik yang sangat rendah (2,8~3,2) dan tangen kerugian dielektrik (0,002~0,008), dan sifat dielektrik versus suhu dan frekuensi gelombang elektromagnetik Perubahan menunjukkan stabilitas unik (yaitu, memiliki broadband).
Resin poliariletinil (PAA) adalah kelas polimer kinerja tinggi yang dibentuk oleh polimerisasi adisi dari hidrokarbon etil aromatik. Ini adalah bahan yang ideal untuk resin karbon tinggi tahan ablasi yang diperkuat serat, dan banyak digunakan dalam bahan kedirgantaraan seperti nozel roket dan nozel mesin rudal.
Yang disebut suhu tinggi relatif berbicara. Secara umum, ketahanan suhu bahan komposit berbasis resin sedikit lebih rendah daripada bahan komposit seperti bahan berbasis logam dan keramik. Namun, daya tarik terbesar dari material komposit terletak pada kemampuan desainnya. Melalui proses desain dan pencetakan yang wajar, mereka dapat mengembangkan kekuatan mereka dan menghindari kelemahan.
Tidak ada bahan yang sempurna, tidak sempurna, jadi ada ruang untuk perbaikan. Di masa depan, dengan upaya bersama dari banyak praktisi, lebih banyak bahan baru akan muncul, dan bahan komposit berbasis polimer tentu akan memainkan peran yang lebih besar.
Teknologi mendorong perkembangan sosial, dan materi mengubah dunia!
