탄소 섬유 강화 열가소성 복합재 개요

탄소섬유(CF) 불활성 분위기에서 고온에서 유기 섬유를 탄화시켜 생산됩니다. 뛰어난 보강재입니다. 고강도, 높은 비탄성률, 우수한 열적 특성, 화학적 안정성, 감쇠, 진동 감소 및 소음 감소 특성 .

와 비교해서 전통적인 열경화성 복합재 , 열가소성 복합재는 다음을 제공합니다. 더 짧은 성형 주기, 화학 조성의 낮은 독성, 더 높은 인성, 더 나은 충격 저항성 및 손상 내성, 더 긴 프리프레그의 저장 수명 및 더 강력한 대량 생산 능력 .

탄소섬유 강화 열가소성 복합재는 탄소 섬유와 열가소성 수지의 성능적 장점을 모두 갖추고 있습니다. 성형 후 화학적 가교 반응을 거치지 않고 재용융 및 재성형이 가능하여 재활용 및 재사용이 용이하고 열경화성 탄소섬유 소재의 폐기 문제를 해결합니다. 가공 과정에서 탄소 섬유 열가소성 복합재는 결정화 및 유리 전이 반응을 거치는 반면, 탄소 섬유 열경화성 복합재는 가교 및 경화 반응을 거칩니다.

기술적 관점에서 볼 때, 열가소성 CF 복합재는 열경화성 CF 복합재에 비해 생산 중 함침이 더 어렵지만 다음과 같은 명확한 장점을 제공합니다. 더 짧은 성형 주기, 뛰어난 충격 저항성, 용접성, 2차 성형 기능 및 더 큰 설계 유연성 .

탄소 섬유 강화 열가소성 복합재로 만든 구성 요소는 일반적으로 가볍고, 강도가 높고, 튼튼하며 재활용이 가능합니다. . 그들은 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다 항공우주, 군사, 고급 기계, 의료 장비 및 기타 분야 .

탄소 섬유 강화 복합재는 유리 섬유나 아라미드 섬유로 강화된 기존 FRP 소재와 다릅니다. CFRP 복합재(탄소 섬유 강화 플라스틱)는 다음과 같은 뛰어난 특성을 제공합니다.

엘 가벼운 : 기존의 유리 섬유 강화 복합재는 중량 분율(유리/총 중량)이 70%인 연속 유리 섬유를 사용하며, 일반적으로 밀도가 1인치당 0.065파운드에 이릅니다.

고강도 : CFRP 복합재는 가볍지만, 단위 중량당 강도와 강성이 유리 섬유 복합재보다 훨씬 높습니다. 금속과 비교했을 때 그 장점은 더욱 두드러집니다.

예를 들어, 경험에 따르면 CFRP 재료의 무게는 다음과 같습니다. 1/5 동등한 강도의 강철. 자동차 제조업체들이 차량 성능 향상을 위해 강철 대체재로 탄소 섬유를 적극적으로 검토하는 이유는 분명합니다. 가장 가벼운 금속 중 하나인 알루미늄과 동등한 강도를 가정했을 때, 알루미늄의 무게는 여전히 약 1.5배 탄소섬유 이상.

탄소 섬유 강화 열가소성 복합재에 사용되는 일반적인 수지는 다음과 같습니다. PEEK(폴리에테르에테르케톤), TPI(열가소성 폴리이미드), PPS(폴리페닐렌 설파이드), PEKK(폴리에테르케톤케톤) .

다음은 세 가지 유형에 대한 간략한 소개입니다. 탄소섬유 강화 열가소성 폴리이미드, 탄소섬유 강화 폴리페닐렌 설파이드, 탄소섬유 강화 폴리에테르에테르케톤 .

1.

탄소 섬유 강화 열가소성 폴리이미드(PI) 복합재

차세대 고성능 특수 엔지니어링 플라스틱으로서, 기존 열경화성 폴리이미드의 고강도, 고온 내성, 내화학성, 우수한 유전 특성, 내방사선성을 유지합니다. 또한 뛰어난 인성과 열 가공 이점을 제공하여 열간 프레스뿐만 아니라 압출 및 사출 성형에도 적합합니다. 탄소 섬유를 첨가하면 열가소성 폴리이미드의 기계적 특성이 크게 향상됩니다. 탄소 섬유의 부피 분율이 30% 인장강도와 굽힘강도는 약 2~3회 순수 수지의 경우 탄소 섬유 강화재도 균일하게 적용됩니다. 더 나은 내열성과 기계적 성능 열가소성 폴리이미드 복합재를 이상적인 것으로 만듭니다. 고급, 내마모성 및 내식성 응용 분야 .

2.

탄소섬유 강화 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 복합재
폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 복합소재 산업에서 가장 선호되는 열가소성 수지 중 하나입니다. 우수한 기계적 성질, 내식성 및 내연성 탄소 섬유 강화 PPS 복합재는 다양한 고성능 복합재의 매트릭스 소재로 널리 사용됩니다. 탄소 섬유 강화 PPS 복합재의 기계적 물성은 탄소 섬유 함량에 영향을 받습니다. 특정 임계값 내에서 탄소 섬유 함량이 높을수록 하중 지지력이 커집니다. 실험 결과, 최대 100°C의 온도 변화에서도 연속 탄소 섬유 강화 PPS 복합 패널은 층간 전단 강도(ILSS)에서 우수한 안정성을 유지하는 것으로 나타났습니다.

3.

탄소 섬유 강화 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 복합재

폴리에테르에테르케톤(PEEK) 복합재는 다음과 같은 특성으로 알려져 있습니다. 높은 강성, 뛰어난 치수 안정성, 낮은 열팽창 계수, 시간 경과에 따른 상당한 신장 없이 엄청난 응력을 견딜 수 있는 능력 . 또한 PEEK에는 밀도가 낮고 가공성이 좋으며 고정밀도가 요구되는 부품에 적합합니다. . PEEK 자체는 내열성이 뛰어난 열가소성 수지 중 하나로 최대 100℃까지의 장기 작동 온도를 견뎌냅니다. 250도 , 기계적 특성은 이러한 고온 환경에서도 거의 영향을 받지 않습니다. 탄소 섬유 강화로서 PEEK의 성능은 다음과 같습니다. 강도, 강성, 내마모성이 더욱 향상되었습니다. 이는 제품의 전체 수명도 크게 연장합니다. 실험 연구에 따르면 탄소 섬유 함량이 30%에서 40% 사이일 때 PEEK 기반 복합재의 내마모성이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다. 탄소 섬유를 첨가하면 적용 가치와 적용 범위가 효과적으로 향상됩니다.

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