Informationen zu Polymer- und Kunststoffverbundwerkstoffen
Beschreibung
Polymer- und Kunststoffverbundwerkstoffe sind Kunststoffe, die mit Fasern, Füllstoffen, Partikeln, Pulvern und anderen Matrixverstärkungen verstärkt werden, um eine verbesserte Festigkeit und / oder Steifigkeit zu erzielen. Beispiele umfassen faserverstärkte Kunststoffe (FRPs), Plattenformmassen (SMCs), Massenformmassen (BMCs), Pre-Preg-Materialien und hergestellte Verbundteile.
Typen
Die GlobalSpec SpecSearch-Datenbank enthält Listen verschiedener Polymermatrizen. Einige der gebräuchlichsten sind Epoxid, Polyacetal, PEEK, Fluorpolymere und Phenole.
Epoxidharze weisen eine hohe Festigkeit und einen geringen Schrumpf während der Aushärtung auf. Sie sind bekannt für ihre Zähigkeit und Beständigkeit gegen chemische und Umweltschäden. Die meisten sind zweiteilige Harze, die bei Raumtemperatur gehärtet sind. Je nach Formulierung werden Epoxidharze als Gießharze, Vergussmittel, Harzbindemittel oder Laminierharze in Glasfaser- oder Verbundbauweise eingesetzt. Sie werden auch als Verkapselungen, elektrische Leiter in mikroelektronischen Verpackungen und Klebstoffe in Strukturklebeanwendungen verwendet.
Polyacetal oder Polyoxymethylen (POM) ist ein Thermoplast, der in Präzisionsteilen verwendet wird, die eine hohe Steifigkeit, geringe Reibung und hervorragende Dimensionsstabilität erfordern. Es bietet ein hochfesteres Material im Vergleich zu Polymeren vom Polyethylentyp; Polyacetalmaterialien sind jedoch anfällig für Oxidation bei erhöhten Temperaturen. Delrin® von DuPont ist ein übliches technisches Polyacetalharz, das auch zum Formen von Kunststoffteilen verwendet wird.
PEEK oder Polyetheretherketon ist ein farbloser organischer Polymerthermoplast. Es hat ausgezeichnete mechanische und chemische Beständigkeitseigenschaften, die bei hohen Temperaturen erhalten bleiben. Es ist auch sehr widerstandsfähig gegen thermische Degradation. Es wird in großem Umfang in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Elektronik- und chemischen Prozessindustrie eingesetzt.
Fluorpolymere einschließlich Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) werden in Anwendungen eingesetzt, die eine überlegene chemische Beständigkeit erfordern. PTFE wird in den Anwendungen benutzt, die überlegene Chemikalienbeständigkeit oder niedrige Reibung erfordern.
Phenole sind duroplastische Formmassen und Klebstoffe, die starke Bindungen bieten und eine gute Beständigkeit gegen hohe Temperaturen bieten. Phenolharzklebstoffe aus Chemikalien der Phenolgruppe und Formaldehyd sind im Allgemeinen die haltbarsten. Phenolharze sind in flüssiger, pulverförmiger und Filmform erhältlich. Es stehen spezielle Phenolharze zur Verfügung, die im Gemisch mit geeigneten Beschleunigern bei moderaten Temperaturen aushärten. Harnstoff-Formaldehyd-Harze können bei moderaten Temperaturen schnell aushärten, haben aber im Allgemeinen nicht die Eigenschaften von Phenolharzen. Melaminharze haben ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften.
Matrixverstärkungen
Produkte können mit Fasern, Füllstoffen, Partikeln, Pulvern und anderen Matrixverstärkungen verstärkt werden, um eine verbesserte Festigkeit und / oder Steifigkeit zu erzielen. Fasern werden normalerweise gehackt, gewickelt oder gewebt und aus Materialien wie Stoff, Metall, Glas oder Glasfaser hergestellt. Partikel variieren in Form und Größe. Pulver bestehen üblicherweise aus Kohlenstoff, Graphit, Silikaten, Keramik und anderen organischen oder anorganischen Materialien. Einige Matrixverstärkungen sorgen für eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit. Andere bieten eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit.
Thermoplastische Verbundwerkstoffe
Thermoplastische Verbundwerkstoffe umfassen Glasmatten-Thermoplaste (GMT), webverstärkte GMTs, Verbundwerkstoffe niedriger Dichte und Verbundsandwichplatten. GMTs sind formgepresste Thermoplaste, die anstelle von Metallen wie Aluminium oder Stahl, Sperrholz oder sogar technischen Materialien verwendet werden. Gewebeverstärkte GMTs sind synthetische Stoffe, die als Automobilmaterialien verwendet werden, um den Unterboden eines Autos auf schlecht asphaltierten Straßen besser zu schützen.
Produkteigenschaften
Polymer- und Kunststoffverbundwerkstoffe unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. Produkte, die für elektrische und elektronische Anwendungen entwickelt wurden, bieten häufig Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD), elektromagnetischer Interferenz (EMI) und Hochfrequenzinterferenz (RFI). Materialien, die elektrisch leitfähig oder resistiv sind, sind ebenfalls erhältlich. Polymer- und Kunststoffverbundwerkstoffe, die einen Phasenwechsel verwenden, bieten verbesserte thermische Eigenschaften.
