थर्माप्लास्टिक कंपोजिट में सुदृढीकरण सामग्री

थर्माप्लास्टिक समग्र सामग्री क्या है?

हाल के वर्षों में, थर्माप्लास्टिक राल पर आधारित फाइबर प्रबलित थर्माप्लास्टिक कंपोजिट का विकास तेजी से है, और इस तरह के उच्च प्रदर्शन कंपोजिट का अनुसंधान और विकास दुनिया में शुरू हो रहा है। थर्माप्लास्टिक कंपोजिट थर्माप्लास्टिक पॉलिमर (जैसे कि पॉलीइथाइलीन (पीई), पॉलीमाइड (पीए), पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (पीपीएस), पॉलीथर इमाइड (पीईआई), पॉलीथर कीटोन (पीकेके) और पॉलीथर ईथर केटोन (पीक) के रूप में मैट्रिक्स के रूप में विभिन्न निरंतर/फाइबर, जैसे कि कार्बन फाइबर (जैसे कि कार्बन (पीपी) और पॉलीथर ईथर केटोन (पीक) को संदर्भित करते हैं। सुदृढीकरण सामग्री।

थर्माप्लास्टिक लिपिड-आधारित कंपोजिट में मुख्य रूप से लंबे फाइबर प्रबलित दानेदार (एलएफटी) निरंतर फाइबर प्रबलित प्रीप्रग एमटी और ग्लास फाइबर प्रबलित थर्माप्लास्टिक कंपोजिट (सीएमटी) शामिल हैं। विभिन्न उपयोग की आवश्यकताओं के अनुसार, राल मैट्रिक्स में PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA और अन्य थर्माप्लास्टिक इंजीनियरिंग प्लास्टिक शामिल हैं, और आयाम में सभी संभावित फाइबर किस्में शामिल हैं जैसे ग्लास ड्राई विस्कोस एरिल फाइबर और बोरॉन फाइबर। थर्माप्लास्टिक राल मैट्रिक्स समग्र और इसकी पुनर्चक्रण की तकनीक के विकास के साथ, इस तरह की समग्र सामग्री का विकास तेज है। थर्मल सुपरकंपाउंड ने यूरोप और अमेरिका में विकसित देशों में ट्री मैट्रिक्स समग्र सामग्री की कुल मात्रा का 30% से अधिक का हिसाब रखा है।

थर्माप्लास्टिक मैट्रिक्स

थर्माप्लास्टिक मैट्रिक्स एक प्रकार की थर्माप्लास्टिक सामग्री है, इसमें अच्छे यांत्रिक गुण और गर्मी प्रतिरोध होता है, इसका उपयोग विभिन्न औद्योगिक आपूर्ति के निर्माण में किया जा सकता है। थर्माप्लास्टिक मैट्रिक्स उच्च शक्ति, उच्च गर्मी प्रतिरोध और अच्छे संक्षारण प्रतिरोध की विशेषता है।

वर्तमान में, विमानन क्षेत्र में लागू थर्माप्लास्टिक रेजिन मुख्य रूप से उच्च तापमान प्रतिरोधी और उच्च प्रदर्शन राल मैट्रिक्स हैं, जिनमें पीक, पीपीएस और पीईआई शामिल हैं। उनमें से, अनाकार पीईआई को कम प्रसंस्करण तापमान और प्रसंस्करण लागत के कारण उच्च मोल्डिंग तापमान के साथ अर्ध-क्रिस्टलीय पीपीएस और पीक की तुलना में विमान संरचना में अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

थर्माप्लास्टिक राल में बेहतर यांत्रिक गुण और रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, उच्च सेवा तापमान, उच्च विशिष्ट ताकत और कठोरता, उत्कृष्ट फ्रैक्चर क्रूरता और क्षति सहिष्णुता, उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध, जटिल ज्यामितीय आकार और संरचना, समायोज्य तापीय चालकता, पुनर्चक्रण, पुनरावृत्ति मोल्डिंग, वेल्डिंग और मरम्मत विशेषताओं में ढाला जा सकता है।

थर्माप्लास्टिक राल और सुदृढीकरण सामग्री से बनी समग्र सामग्री में स्थायित्व, उच्च क्रूरता, उच्च प्रभाव प्रतिरोध और क्षति सहिष्णुता है। फाइबर Prepreg को अब कम तापमान, असीमित Prepreg भंडारण अवधि में संग्रहीत करने की आवश्यकता नहीं है; लघु गठन चक्र, वेल्डिंग, उच्च उत्पादन दक्षता, मरम्मत में आसान; कचरे को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है; उत्पाद डिजाइन स्वतंत्रता बड़ी है, जटिल आकार में बनाया जा सकता है, अनुकूलनशीलता और कई अन्य फायदे।

सुदृढ़ीकरण सामग्री

थर्माप्लास्टिक कंपोजिट के गुण न केवल राल और प्रबलित फाइबर के गुणों पर निर्भर करते हैं, बल्कि फाइबर सुदृढीकरण मोड से भी निकटता से संबंधित हैं। थर्माप्लास्टिक कंपोजिट के फाइबर सुदृढीकरण मोड में तीन बुनियादी रूप शामिल हैं: लघु फाइबर सुदृढीकरण, लंबे फाइबर सुदृढीकरण और निरंतर फाइबर सुदृढीकरण।

सामान्य तौर पर, स्टेपल प्रबलित फाइबर 0.2 से 0.6 मिमी लंबे होते हैं, और चूंकि अधिकांश फाइबर व्यास में 70μm से कम होते हैं, इसलिए स्टेपल फाइबर पाउडर की तरह अधिक दिखते हैं। लघु फाइबर प्रबलित थर्माप्लास्टिक्स आमतौर पर एक पिघले हुए थर्माप्लास्टिक में फाइबर को मिलाकर निर्मित होते हैं। मैट्रिक्स में फाइबर की लंबाई और यादृच्छिक अभिविन्यास अच्छे गीले को प्राप्त करना अपेक्षाकृत आसान बनाता है। लंबे फाइबर और निरंतर फाइबर प्रबलित सामग्रियों की तुलना में, यांत्रिक गुणों में न्यूनतम सुधार के साथ निर्माण करने के लिए लघु फाइबर कंपोजिट सबसे आसान हैं। स्टेपल फाइबर कंपोजिट को अंतिम घटकों को बनाने के लिए ढाला या एक्सट्रूड किया जाता है क्योंकि स्टेपल फाइबर का तरलता पर कम प्रभाव पड़ता है।

लंबे फाइबर प्रबलित कंपोजिट की फाइबर लंबाई आम तौर पर लगभग 20 मिमी होती है, जो आमतौर पर राल में वेटेड निरंतर फाइबर द्वारा तैयार की जाती है और एक निश्चित लंबाई में कट जाती है। उपयोग की जाने वाली सामान्य प्रक्रिया पल्प्र्यूजन प्रक्रिया है, जो एक विशेष मोल्डिंग मरने के माध्यम से फाइबर और थर्माप्लास्टिक राल के निरंतर रोविंग मिश्रण को खींचकर निर्मित होती है। वर्तमान में, लंबे फाइबर प्रबलित PEEK थर्माप्लास्टिक कम्पोजिट के संरचनात्मक गुण 200mpa से अधिक तक पहुंच सकते हैं और मापांक FDM प्रिंटिंग द्वारा 20GPA से अधिक तक पहुंच सकता है, और इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा गुण बेहतर होंगे।

निरंतर फाइबर प्रबलित कंपोजिट में फाइबर "निरंतर" होते हैं और कुछ मीटर से लेकर कई हजार मीटर तक की लंबाई में भिन्न होते हैं। निरंतर फाइबर कंपोजिट आम ​​तौर पर वांछित थर्माप्लास्टिक मैट्रिक्स के साथ निरंतर फाइबर को संलग्न करके गठित लैमिनेट्स, प्रीप्र्रेग्स, या लटके हुए कपड़े, आदि प्रदान करते हैं।

फाइबर-प्रबलित कंपोजिट की विशेषताएं क्या हैं

फाइबर प्रबलित समग्र प्रबलित फाइबर सामग्री, जैसे ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर, अरामिड फाइबर, और मैट्रिक्स सामग्री से बना है, जो घुमावदार, मोल्डिंग या पुल्ट्रूजन मोल्डिंग प्रक्रिया के माध्यम से होता है। विभिन्न सुदृढीकरण सामग्रियों के अनुसार, सामान्य फाइबर प्रबलित कंपोजिट को ग्लास फाइबर प्रबलित समग्र (जीएफआरपी), कार्बन फाइबर प्रबलित समग्र (सीएफआरपी) और अरामिड फाइबर प्रबलित समग्र (एएफआरपी) में विभाजित किया जा सकता है।

फाइबर प्रबलित कंपोजिट में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

(1) उच्च विशिष्ट शक्ति और बड़े विशिष्ट मापांक;

(2) भौतिक गुण डिजाइन योग्य हैं;

(3) अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और स्थायित्व;

(४) थर्मल विस्तार का गुणांक कंक्रीट के समान है।

ये विशेषताएं FRP सामग्री को आधुनिक संरचनाओं के विकास की जरूरतों को बड़ी अवधि, विशाल, भारी भार, प्रकाश और उच्च शक्ति और कठोर परिस्थितियों में काम करने के लिए पूरा कर सकती हैं, लेकिन आधुनिक निर्माण औद्योगिकीकरण के विकास की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए भी, इसलिए यह अधिक से अधिक व्यापक रूप से नागरिक भवनों, पुलों, राजमार्गों, महासागरों, हाइड्रोलिक संरचनाओं और अन्य संरचनाओं में उपयोग किया जाता है।

थर्माप्लास्टिक कंपोजिट में महान विकास की संभावनाएं हैं

रिपोर्ट के अनुसार, वैश्विक थर्माप्लास्टिक कंपोजिट बाजार 2030 तक 66.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है, पूर्वानुमान अवधि के दौरान 7.8% की वार्षिक वृद्धि दर के साथ। इस वृद्धि को एयरोस्पेस और मोटर वाहन क्षेत्रों में बढ़ती उत्पाद की मांग और निर्माण क्षेत्र में घातीय वृद्धि के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। थर्माप्लास्टिक कंपोजिट का उपयोग आवासीय भवनों, बुनियादी ढांचे और पानी की आपूर्ति सुविधाओं के निर्माण में किया जाता है। उत्कृष्ट शक्ति, क्रूरता, और पुनर्नवीनीकरण और रीमोल्ड की क्षमता जैसे गुण थर्माप्लास्टिक कंपोजिट को भवन निर्माण के लिए आदर्श बनाते हैं।

थर्माप्लास्टिक कंपोजिट का उपयोग भंडारण टैंक, हल्के संरचनाओं, खिड़की के फ्रेम, टेलीफोन पोल, रेलिंग, पाइप, पैनल और दरवाजों का उत्पादन करने के लिए भी किया जाएगा। मोटर वाहन उद्योग प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में से एक है। निर्माता हल्के थर्माप्लास्टिक कंपोजिट के साथ धातुओं और स्टील को बदलकर ईंधन दक्षता में सुधार करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन फाइबर का वजन एक-पांचवां स्टील जितना होता है, इसलिए यह वाहन के समग्र वजन को कम करने में मदद करता है। यूरोपीय आयोग के अनुसार, कारों के लिए कार्बन उत्सर्जन कैप लक्ष्य को 2024 तक 130 ग्राम प्रति किलोमीटर प्रति किलोमीटर प्रति किलोमीटर से बढ़ाया जाएगा, जिससे ऑटोमोटिव निर्माण उद्योग में थर्माप्लास्टिक कंपोजिट की मांग बढ़ने की उम्मीद है।

थर्माप्लास्टिक कंपोजिट की संभावना बहुत बड़ी है, और घरेलू निर्माता अनुसंधान और विकास में भारी निवेश कर रहे हैं। हमें उम्मीद है कि भविष्य में सभी के संयुक्त प्रयासों के साथ, घरेलू समग्र तकनीक अंतरराष्ट्रीय अग्रणी स्थिति में हो सकती है।