Odblokowanie mocy strukturalnej LGF PBT
W rozległym morzu konstrukcyjnych tworzyw sztucznych PBT jest często uważany za „standardowy komponent” -. Jest to złącze, obudowa przekaźnika i ten „użyteczny, ale podatny na wypaczenia” polimer krystaliczny. Kiedy jednak wprowadzimy zmienne „długie włókno szklane” do świata sieci PBT, nastąpi cudowna zmiana jakościowa w chemii i fizyce.
Dzisiaj nie będziemy omawiać nudnych standardów testowania ASTM, ale zamiast tego, poprzez trzy niekonwencjonalne perspektywy przebudowy kości, konkurencji środowiskowej i sztuki przetwarzania,-ponownie zbadamy faktyczne położenie kompozytu LGF PBT we współczesnym przemyśle.
LGF PBT: Sztuka tworzenia
Aby zrozumieć wyjątkowość żywicy złożonej LGF PBT, należy najpierw prześledzić jej pochodzenie.
Zwykły granulat PBT z krótkim włóknem szklanym (SGF) jest „mieszany” razem: krótkie włókna i żywica są poddawane intensywnemu ścinaniu i ugniataniu w wytłaczarce dwuślimakowej, w wyniku czego powstają włókna przypominające żwir rozsypany na betonie, o długości zaledwie 0,2–0,4 mm.
Granulat tworzywa sztucznego LGF PBT jest „zanurzany” w tym procesie. Jest to technika znana jako impregnacja w stanie stopionym.
Wyobraź sobie ciągłą wiązkę włókien szklanych przeciąganą przez kanał ze stopionej żywicy PBT niczym kabel. Żywica musi całkowicie przeniknąć do każdego pojedynczego włókna w niezwykle krótkim czasie, wykorzystując działanie kapilarne. Nie chodzi tu tylko o fizyczne kapsułkowanie, ale także o wiązanie chemiczne na granicy faz. Po ochłodzeniu i granulacji długość cząstek jest taka sama jak długość włókien (zwykle 10-12 mm, w zakresie do 5-25 mm).
Dostrzeżenie branży: Ta różnica technologiczna decyduje o nieodłącznych zaletach materiałów LGF PBT. To nie tylko połączenie „włókien plastikowych i szklanych”; jest to gotowy-materiał mikro-kompozytowy. Jeśli SGF jest jak pojedynczy żołnierze, LGF jest jak dobrze-zorganizowana armia, zawsze gotowa do użycia w obszarze formowania wtryskowego.
Inżynieria mikroskopowa materiału GF PBT
Kiedy LGF PBT jest-formowany wtryskowo, w jego wewnętrznej strukturze następuje mikroskopijna rewolucja inżynieryjna.
Efekt ptasiego gniazda
W żywicy złożonej SGF PBT włókna są izolowane i unoszące się na wodzie. W przypadku LGF PBT, chociaż długie włókna są przerwane w ślimaku, w idealnym przypadku nadal zachowują długość 2-5 mm. Włókna te splatają się ze sobą we wnęce formy, tworząc trójwymiarową sieć blokującą przypominającą „ptasie gniazdo”.Sieć ta nadaje materiałowi-samodzielne możliwości. W wysokich temperaturach (blisko temperatury topnienia PBT) żywica matrycowa zmiękła, ale szkielet z włókna szklanego nadal umożliwia produktowi zachowanie makroskopowego kształtu. Z tego powodu temperatura odkształcenia cieplnego (HDT) polimeru LGF PBT może zbliżać się do temperatury topnienia żywicy.
Mechanizm-wyciągania i pękania
Kiedy pojawia się działanie siły zewnętrznej, kompozyt SGF PBT często wykazuje kruche pękanie. - Po utworzeniu pęknięcia szybko penetruje on matrycę. Jednakże LGF PBT wprowadza złożony mechanizm rozpraszania energii. Podczas rozszerzania się pęknięcia napotyka on niedrożność długich włókien i jest zmuszony do obracania się, rozwidlenia. Co ważniejsze, aby zniszczyć tę strukturę, konieczne jest „wyciągnięcie” nawiniętych włókien z matrycy na siłę. To „wyciąganie-włókien” wymaga znacznie większej energii niż zwykłe rozrywanie włókien.
Informacje o zastosowaniu: Jest to również powód, dla którego plastikowy pellet LGF PBT może zastąpić metale w przednim module samochodów lub ramie belki udarowej – jest nie tylko twardy, ale ma także plastyczny tryb zniszczenia, który może pochłaniać energię kinetyczną podczas zderzenia, zamiast powodować rozpryski.
Na co powinniśmy zwrócić uwagę?
Największym wyzwaniem przy wdrażaniu żywicy złożonej LGF PBT nie jest formuła materiału, ale ograniczenia w technice przetwarzania. To największy paradoks, z jakim spotykają się inżynierowie zajmujący się formowaniem wtryskowym. Wydaliśmy dużo pieniędzy na długie włókna, ale bardzo łatwo było je zamienić w krótkie włókna podczas przetwarzania.
Aby osiągnąć równomierną plastyfikację, w tradycyjnych procesach preferowana jest duża prędkość obrotowa, wysokie przeciwciśnienie i duża siła ścinająca. Ale to jest druzgocące dla LGF. Siła ścinająca jest jak nożyczki, które natychmiast rozdrabniają włókna. Przetwarzanie LGF PBT wymaga delikatnego rytmu:
Niskie ciśnienie wsteczne:Wystarczy tylko przesunąć śrubę do tyłu.
Niska prędkość obrotowa:Zmniejsza ścinanie mechaniczne.
Głęboki rowek na śrubę:Zapewnia przestrzeń dla przepływu włókien.
Szeroka brama:Tradycyjna bramka-igłowa jest zabroniona. Należy stosować otwarte dysze i boczne zasuwy, aby umożliwić płynny przepływ włókien do gniazda formy.
Kompozyt LGF: ostateczne granice
Kiedy mówimy o LGF PBT, tak naprawdę mamy na myśli „strefę głębokiej wody” lekkich materiałów w przemyśle motoryzacyjnym.
W epoce 1.0 lekkość uzyskano dzięki zastosowaniu tworzyw sztucznych w elementach wnętrza. W epoce 2.0 żywica LGF PBT zastępuje terytorium pierwotnie zajmowane przez metale: moduły drzwi, ramy szyberdachu i obudowy silników wycieraczek.
W tych obszarach konkurencją są stopy aluminium-magnezu. Kluczową zaletą granulatów tworzyw sztucznych LGF PBT jest ich odporność na pełzanie.
Metale prawie nie ulegają pełzaniu. Zwykłe tworzywa sztuczne poddawane długotrwałemu-naprężeniu będą stopniowo odkształcać się jak ciasto. Jednakże LGF PBT, dzięki wewnętrznej siatce szkieletowej, wykazuje zdumiewającą wytrzymałość na zachowanie wymiarów w wysokich temperaturach (takich jak 80 stopni - 120 stopni) i przy długotrwałym-obciążeniu. Oznacza to, że po włożeniu metalowych wkładek (nakrętek, tulei) do materiału LGF PBT, nawet po latach wibracji i cykli termicznych, pozostają one stabilnie na swoim miejscu i nie luzują się.
Pellet z tworzywa sztucznego LGF PBT nie jest materiałem uniwersalnym. Jest droższy od zwykłego PBT, trudniejszy w obróbce, a jego powierzchnia nie jest tak błyszcząca.
Jednak rezygnując z wygody przetwarzania i estetyki powierzchni, zyskał niezwykle cenną sztywność strukturalną, stabilność wymiarową i odporność na zmęczenie. W obszarach, w których wymagana jest lekkość i izolacyjność tworzywa sztucznego, ale jednocześnie wymagana jest niezawodność metalu, LGF PBT jest obecnie jednym z niewielu materiałów inżynieryjnych, które mogą doskonale wypełnić tę lukę.
Skontaktuj się z ekspertem materiałowym
