Виды композитных материалов

Виды композитных материалов

Композитные материалы в некоторых случаях являются подходящей заменой алюминия, титана и стали из-за их легкого веса, хороших характеристик, низкого содержания углерода и низкого энергопотребления.Композиционные материалы можно разделить на текстильные композиты, экологически чистые композиты, биокомпозиты и гибридные композиты.

Композиты обладают превосходными свойствами, такими как экологичность, разлагаемость и нетоксичность, что привлекло широкое внимание.Кроме того, строгому законодательному контролю подлежит и производство материалов, загрязняющих и наносящих серьезный вред окружающей среде.Промышленность постоянно ищет новые пути повышения качества и производительности сырья при одновременном снижении затрат.С 2017 по 2025 год рынок композитных смол быстро развивался, лидируя в мире, лидировали страны Северной и Южной Америки, Азиатско-Тихоокеанского региона, Европы, Ближнего Востока и Африки.Полимерные композиты широко используются в автомобильной, аэрокосмической, строительной, упаковочной и других отраслях промышленности;и рынок быстро развивается.В настоящее время искусственные волокна, такие как стекловолокно и углеродное волокно, широко используются в полимерных композитах для улучшения их комплексных характеристик.Однако если один или несколько армированных волокном полимерных материалов объединены вместе, их называют «гибридными композитами».

Классификация композитных материалов:

Вообще говоря, существует четыре типа композиционных материалов: - Текстильные композиты - Биокомпозиты - Зеленые композиты - Гибридные композиты.

1. Текстильные композиты

Текстильные композиты (также известные как композиты, армированные волокном) широко использовались в последние несколько десятилетий благодаря своим уникальным свойствам.Различные типы армирующих материалов в полимерных композитах представляют собой текстильные материалы, особенно полимерные композиты, армированные волокнистым армированием.Армирование волокнами изучалось с момента появления композитных материалов.К таким армирующим волокнам относятся волокна (короткие и длинные волокна), нити и ткани.Ткани делятся на тканые, нетканые и трикотажные.Среди всех типов текстильного армирования тканые ткани являются наиболее популярными, поскольку с ними легче обращаться и они обладают хорошей прочностью на разрыв как в направлении основы, так и в направлении утка.Древние египтяне использовали натуральные волокна в качестве композитного материала.Они смешивали нильскую грязь с соломой, чтобы делать кирпичи, а после обжига на солнце получали более прочные кирпичи.Конопля, лен, рами, бамбук, сизаль, волокна листьев, волокна семян, волокна травы или древесные волокна подходят для изготовления композитов.Текстильные композиты обычно используются из-за их высокого соотношения прочности к весу и соотношения жесткости к весу.

2. Биокомпозиты

Биокомпозиты изготавливаются путем объединения полимерной матрицы и натуральных волокон, обладающих разными свойствами.Однако в сочетании полученный материал обладает превосходными свойствами по сравнению с индивидуальной полимерной матрицей и натуральными волокнами и подходит для различных технологических применений.Полимерная матрица обеспечивает структуру и форму материала, а натуральные волокна улучшают свойства (растяжение, изгиб, удар и т. д.) конечного биокомпозита.Биокомпозиты являются новой областью, и ряд полимеров был изучен в качестве матриц для армирования натуральных волокон.Полимеры синтезируются из ископаемого топлива, биологических ресурсов или их комбинации.Синтетические полимеры включают ПП, полиэтилен, фенолы и полистирол.На сегодняшний день большинство биокомпозитов изготавливается из синтетических полимеров, которые имеют широкий спектр применения благодаря низкой себестоимости производства, простоте обработки, небольшому весу и возможности формования различных форм.Синтетические полимеры, армированные натуральными волокнами, широко используются в упаковке и автомобилестроении.

3. Зеленые композиты

Разработка экологически чистых композитов, изготовленных из 100% материалов на биологической основе, была горячей темой исследований.Эти материалы имеют ряд преимуществ, таких как низкая стоимость, приемлемая биоразлагаемость, низкая плотность, высокое соотношение сторон и высокая прочность, что делает их одними из высокоэффективных материалов.Движущими силами разработки 100% экологически чистых композитов являются растущая обеспокоенность по поводу негативного воздействия синтетических полимеров и композитов на основе синтетических полимеров на окружающую среду, ограниченность ресурсов ископаемого топлива и отсутствие понимания свойств натуральных волокон, которые улучшают производительность композитов.Для производства зеленых композитов использовались различные натуральные волокна, в том числе лен, сизаль, конопля, хлопок, конопля и агава.Они широко доступны и возобновляемы.Побочные продукты сельского хозяйства, такие как жом и стебли кукурузы, также использовались в качестве армирующих материалов.

4. Гибридные композиты

Гибридные композиты представляют собой полимерный материал, армированный двумя или более волокнами или наполнителями, или полимерный материал, армированный одним или несколькими волокнами или наполнителями.Результаты показывают, что прочность на растяжение композитной системы выше, чем у одиночной арматуры.При наличии многих типов наполнителей один наполнитель может играть дополняющую роль, но его недостатком является то, что один наполнитель дорог и имеет высокий модуль упругости, тогда как другой наполнитель относительно дешев и имеет низкий модуль упругости.Однако в полимерных композитах, армированных синтетическими и натуральными волокнами, добавление синтетических волокон помогает уменьшить поглощение влаги и улучшить характеристики, в то время как натуральные волокна могут снизить выбросы углекислого газа и цену конечного продукта.Характеристики гибридных композитов зависят от множества факторов;эти факторы включают загрузку волокон, расположение и ориентацию волокон, дисперсию волокон, размер волокон и межфазную адгезию между волокном и полимерной матрицей или матрицей.Гибридизация может быть достигнута путем объединения синтетических волокон с синтетическими волокнами, синтетических волокон с натуральными волокнами, натуральных волокон с натуральными волокнами, а также путем добавления нанонаполнителей (таких как наноглины, углеродные нанотрубки, графитовые чешуйки и наночастицы оксидов металлов) в армированные полимерные композиты.

Заключение

В связи с быстрым развитием композитных технологий компания YINSU Flame Retardant, имеющая большой опыт в области материаловедения, выпустила три высокоэффективных антипирена для удовлетворения растущих потребностей в безопасности.Эти продукты не только играют ключевую роль в повышении огнестойкости материалов, но и продвигают индустрию композитов на более безопасное и экологически чистое направление.Антипирены с высоким содержанием красного фосфора FRP-750A и FRP-950X, а также композитная сурьма T3 являются результатом тщательных исследований и разработок YINSU для различных сценариев применения.Они могут не только обеспечить превосходные огнезащитные свойства для текстильных, био, экологически чистых и гибридных композитов, но также гарантировать, что материалы соответствуют более высоким стандартам безопасности, сохраняя при этом свои первоначальные отличные характеристики.Давайте станем свидетелями того, как YINSU ведет индустрию композитных материалов к более устойчивому и безопасному будущему с помощью своих инновационных продуктов.