熱固性和熱塑性樹脂有什么不同?帶你看懂碳纖復材中的樹脂

日期:2023-12-23 16:11閱讀次數(shù):

  樹脂在塑料材料中占據(jù)非常非常重要的地位。我們常見的塑料就是樹脂為主要成分添加各類助劑制配而成。樹脂材料也有很多不同,有根據(jù)分子機構(gòu)的區(qū)分,也有根據(jù)性能的區(qū)分,還有熱固和熱塑的區(qū)分。智上新材制作的碳纖維復合材料中的基體就是樹脂,根據(jù)樹脂基體的不同,有熱固性和熱塑性碳纖維復合材料的區(qū)別,就在本文來給大家說說關(guān)于熱固性和熱塑性樹脂有什么不同。

  熱固性樹脂

  熱固性樹脂在第一次加熱后,流動軟化,再加熱到固化溫度后,產(chǎn)生不可逆的化學反應,不再軟化流動而變硬,類似于我們的生活中的塑料制品,就是熱固性樹脂。硬化后的熱固性是樹脂內(nèi)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,變得質(zhì)地硬,不溶于溶劑,也不在軟化,出現(xiàn)再加熱就分解的情況。

  常見的熱固性樹脂有:酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等。

  熱塑性樹脂

  熱塑性樹脂也是通過添加各類助劑來制作成為塑料,在一定的溫度下,軟化流動,但是其發(fā)生變化不會出現(xiàn)交聯(lián)反應,也就是內(nèi)部的分子不會發(fā)生變化,可以再次加熱冷卻制作出不同的產(chǎn)品,進行多次重復的可塑性。

  常見的熱塑性樹脂有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC )、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(鐵氟龍, PTFE)、尼龍(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等都是熱塑性材料,威盛新材生產(chǎn)的連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料中的熱塑性樹脂采用的是PA6、PPS、PEEK、TPI這幾種,其他的熱塑性樹脂的碳纖維復合材料正在研發(fā)中。

  熱塑性樹脂和熱固性樹脂的區(qū)別

  1.結(jié)構(gòu)不同

  熱固性樹脂內(nèi)是高度交聯(lián)的分子組成,這種交聯(lián)反應使得其具備了不俗的剛性性能,能夠在第一次加熱下將它們制造成需要的產(chǎn)品。固化完成后的熱固性樹脂變得堅固,這種堅硬的剛度是永久性,不能被二次重塑。

  熱塑性樹脂內(nèi)部的分子不交聯(lián),分子與分子之間沒有化學鍵,只有分子間作用力,所以熱塑性樹脂的大分子更多的是位于彼此旁邊,在受到熔融溫度下,分子會相互移動,制作成為的產(chǎn)品還可以再經(jīng)過高溫熔融重塑,具備可循環(huán)使用的優(yōu)勢。

  2.熔點不同

  在加熱的時候,熱固性樹脂的熔點高于降解溫度,這就不具備可回收的效果。在整個的加熱過程中保持其固態(tài),固化前是線型或者帶支鏈的類型,固化后,分子鏈之間形成化學鍵,類似于三度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),之后就不熔不化。不斷高溫作用下,會出現(xiàn)分解的情況。

  而熱塑性樹脂的熔點較低,在固化成型后,樹脂分子間無化學鍵產(chǎn)生,在加熱過程中,具有軟化流動的過程,類似于水和冰的物理變化。

  3.耐腐蝕性

  不同于金屬材質(zhì)容易生銹腐蝕,熱固性樹脂和熱塑性樹脂都具有非常好的耐腐蝕性,它們在戶外都有非常好的應用表現(xiàn),可以直接跟腐蝕物質(zhì)接觸,在實際的表現(xiàn)中,熱塑性樹脂的耐腐蝕性表現(xiàn)更為出色。

  其他性能上面,絕大多數(shù)的性能優(yōu)勢都是熱塑性樹脂更占優(yōu),對于熱塑性樹脂制作產(chǎn)品表現(xiàn)的特性,可以參考本站關(guān)于增強纖維的文章。

  整體的性能上熱塑性樹脂性能更占優(yōu),也更符合現(xiàn)如今的碳中和理念。相對應的熱塑性樹脂價格也更高,因此更多的應用在高性能領(lǐng)域中,比如聚醚醚酮(PEEK)多少被應用到航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中。

  樹脂可以進行增強纖維的加入來獲得更高的性能優(yōu)勢,常見的就有芳綸、玻纖、碳纖這樣的增強纖維,這里可以參考小編之前寫過關(guān)于復合材料中增強纖維的文章。智上新材就是專業(yè)從事碳纖維復合材料的生產(chǎn)以及制品生產(chǎn)的公司,現(xiàn)在的碳纖維復合材料中常見的是熱固性環(huán)氧樹脂為基體的材料,環(huán)氧樹脂在化學結(jié)構(gòu)方面具有活性環(huán)氧基、羥基和醚基等,具有強的粘接力,可將增強纖維牢固地粘接為一體,使其成為承載外力的整體。國內(nèi)的熱塑性碳纖維只有少數(shù)幾家碳纖維公司掌握,市場應用也不多,威盛新材就是其中一家,現(xiàn)有的熱塑性碳纖維單向帶量產(chǎn)的有尼龍(PA6)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)這幾種,可以根據(jù)客戶需要進行不同尺寸、不同含量定制。其所含熱塑性樹脂的量可控且精確,樹脂能充分穿透碳纖維絲束且均勻分布。預浸帶下機幅寬在300mm-600mm,可根據(jù)需要分切成各種寬度以便制成多種類的碳纖維熱塑性零部件。這種熱塑性樹脂碳纖維復合材料無需冷藏即可實現(xiàn)較長的預浸料保質(zhì)期,并具有出色的抗沖擊性和減振性能以及可回收的表現(xiàn)帶來了更多可能性。

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