В качестве смоляной матрицы термопластичных композитов используются обычные и специальные конструкционные пластмассы, а полифениленсульфид (PPS) является типичным представителем специальных конструкционных пластмасс, широко известным как «пластиковое золото». К его преимуществам относятся: отличная термостойкость, хорошие механические свойства, коррозионная стойкость и самовоспламеняемость до уровня UL94 V-0. Благодаря этим преимуществам, а также легкости обработки и низкой стоимости, PPS стал отличной смоляной матрицей для производства композитных материалов по сравнению с другими высокоэффективными термопластичными конструкционными пластмассами.
Композитный материал на основе полифениленсульфида (PPS) и короткого стекловолокна (SGF) обладает такими преимуществами, как высокая прочность, высокая термостойкость, огнестойкость, простота обработки, низкая стоимость и т.д.
Удлинённый стекловолоконный композитный материал PPS (LGF) обладает такими преимуществами, как высокая прочность, низкая деформация, усталостная стойкость, хороший внешний вид изделий и т.д. Он может использоваться для рабочих колёс, корпусов насосов, соединений, клапанов, рабочих колёс и корпусов химических насосов, рабочих колёс и корпусов систем охлаждения воды, деталей бытовой техники и т.д.
Итак, в чем же заключаются конкретные различия в свойствах композитов на основе полифениленсульфида (PPS), армированных короткими (SGF) и длинными (LGF) стекловолокнами?
Были проведены сравнительные исследования комплексных свойств композитов PPS/SGF (короткое стекловолокно) и PPS/LGF (длинное стекловолокно). Причина использования процесса пропитки расплавом при изготовлении шнекового гранулятора заключается в том, что пропитка пучка волокон осуществляется в пропиточной форме, и волокна не повреждаются. В конечном итоге, сравнение данных по механическим свойствам двух материалов может оказать техническую поддержку специалистам-технологам в области применения при выборе материалов.
Анализ механических свойств
Армирующие волокна, добавленные в смоляную матрицу, могут образовывать опорный каркас. При воздействии на композитный материал внешней силы армирующие волокна эффективно принимают на себя роль внешних нагрузок; одновременно они могут поглощать энергию за счет разрушения, деформации и т. д., улучшая механические свойства смолы.
При увеличении содержания стекловолокна большее количество стекловолокон в композитном материале подвергается внешним нагрузкам. В то же время, из-за увеличения количества стекловолокон, смоляная матрица между ними становится тоньше, что способствует созданию каркасов, армированных стекловолокном; следовательно, увеличение содержания стекловолокна позволяет композитному материалу передавать больше напряжения от смолы к стекловолокну под воздействием внешней нагрузки, что эффективно улучшает прочностные характеристики композитного материала при растяжении и изгибе.
Прочность на растяжение и изгиб композитов PPS/LGF выше, чем у композитов PPS/SGF. При массовой доле стекловолокна 30% прочность на растяжение композитов PPS/SGF и PPS/LGF составляет 110 МПа и 122 МПа соответственно; прочность на изгиб — 175 МПа и 208 МПа соответственно; модуль упругости при изгибе — 8 ГПа и 9 ГПа соответственно.
Прочность на растяжение, прочность на изгиб и модуль упругости при изгибе композитов PPS/LGF увеличились на 11,0%, 18,9% и 11,3% соответственно по сравнению с композитами PPS/SGF. Коэффициент сохранения длины стекловолокна в композитном материале PPS/LGF выше. При одинаковом содержании стекловолокна композитный материал обладает большей несущей способностью и лучшими механическими свойствами.
Дата публикации: 23 августа 2022 г.
