Szálerősítésű kompozitok Vázlat l Bevezetés Komponensek  polimerek  szálak Határfelületi kölcsönhatások  feltételezések, követelmények  a kölcsönhatás.

Az előadások a következő témára: "Szálerősítésű kompozitok Vázlat l Bevezetés Komponensek  polimerek  szálak Határfelületi kölcsönhatások  feltételezések, követelmények  a kölcsönhatás."— Előadás másolata:

1 Szálerősítésű kompozitok Vázlat l Bevezetés Komponensek  polimerek  szálak Határfelületi kölcsönhatások  feltételezések, követelmények  a kölcsönhatás módjai  felületkezelés, a határfázis szerkezete  a kölcsönhatás erősségének mérése

2 Komponensek Polimerek kiválasztása FormaSzempontTérhálósHőre lágyuló Polimer összetételbonyolultegyszerű viszkozitásalacsonymagas impregnáláskönnyűnehéz áralacsony-közepesalacsony-magas Prepreg tapadás, alakíthatóságjózéró-elfogadható stabilitás (tárolhatóság) rosszkitűnő minőség (állandóság)elfogadhatókitűnő

3 Komponensek Polimerek kiválasztása FormaSzempontTérhálósHőre lágyuló Kompozit ciklusidőhosszúrövid-hosszú idő/hőmérséklet/nyomásalacsony-közepesmagas a feldolgozás költségemagasalacsony tulajdonságokelfogadható-jó ellenállás környezeti ha- tásoknak, oldószernek jó-kitűnőrossz-jó ütésállóságkicsinagy károsodás toleranciarossz-kitűnőelfogadható-jó adatbázisnagykicsi

4 Komponensek Térhálós mátrixpolimerek Poliészterek Epoxi – biszfenol A Módosított epoxi

5 Komponensek Térhálós mátrixpolimerek Fenolgyanták – fenilén bizoxalinnal módosított gyanta Poliimidek – általános szerkezet

6 Komponensek Térhálós mátrixpolimerek Ciánészterek Poliimidek – általános szerkezet bismaleimid X = CO, Ar = p-C 6 H 4 CH 2 C 6 H 4 -

7 Komponensek Térhálós mátrixpolimerek tulajdonságai PolimerT g (  C) E f a (GPa) σ f a (MPa) ε a (%) a n (kJ/m 2 ) ΔG b (%) Normál epoxi (I)1502.91144.40.25- Módosított epoxi (II)2793.31244.7-2.8 Módosított fenol (III)1595.11901.80.19- Poliimid (PMR15, V)3404.01761.10.28- Biszmaleinimid (VI)3004.6 761.70.064.3 Ciánészter (VII)2653.42652.70.181.5

8 Komponensek Hőre lágyuló mátrixpolimerek Poliaril éterek – poliszulfon (PES) Poliéter keton (PEK)

9 Komponensek Hőre lágyuló mátrixpolimerek Poliaril éterek – poliéter éter keton (PEEK) Termoplasztikus poliimid – LARC-CPI

10 Komponensek Hőre lágyuló mátrixpolimerek Termoplasztikus poliimid – NR 150 B2 Folyadékkristályos polimerek – Xydar

11 Komponensek Hőre lágyuló mátrixpolimerek tulajdonságai PolimerT g (  C) T m (  C) E (GPa) σ (MPa) a n (kJ/m 2 ) PP01671.5332.6 PA2241.7602.7 PSF190-2.2763.2 PEK1403403.695 PEEK1433433.81032.0 LARC-CPI2243544.2134 NR150B2340-4.11102.4 Xydar355a9.51160.1 a) HDT

12 Komponensek Szálak tulajdonságai Szálρ (g/cm 3 ) E (GPa) σ (GPa) ε (%) σ c a (GPa) UHMWPE0.971753.0 0.17 Aramid1.441252.63.80.41 Kátrány CF1.904101.60.40.48 PAN CF1.805304.72.01.90 S2 üveg2.49 854.65.71.10 a) kompressziós szilárdság

13 Komponensek Üvegszál Bevonat (size) l a felület védelme l a szálak összeragasztása l a súrlódás csökkentése a feldolgozás alatt l a sztatikus feltöltődés megakadályozása l felületkezelés

14 Komponensek Szénszál

15 Komponensek Szerves szálak Kevlar előállítása UHMWPE szerkezete

16 Határfelületi kölcsönhatások Megfontolások Feltételezések, követelmények l a szál és a mátrix rugalmas anyagokként viselkednek l a határréteg végtelenül vékony l a szál és a mátrix közötti kapcsolat tökéletes, a határ- felületen a deformáció folytonos l a szálak elrendezése szabályos A kölcsönhatás módjai l adszorpció és nedvesítés l interdiffuzió l elektrosztatikus kölcsönhatás l kémiai kötés l mechanikai adhézió

17 Határfelületi kölcsönhatások Felületkezelés, a határfelület szerkezete

18 Határfelületi kölcsönhatások Felületkezelés kezeletlen felületkezelt PP/üvegszál

19 Határfelületi kölcsönhatások Kölcsönhatás, mérés Fragmentáció Szálkihúzás

20 Határfelületi kölcsönhatások Kölcsönhatás, mérés Mikrocsepp Szálbenyomás, szálátnyomás