工程树脂 | 4分钟阅读

熔岩纤维增强复合材料


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由玄武岩熔岩纺成的增强纤维是4月在巴黎举行的JEC复合材料展上展出的较不寻常的发展之一。展会上有关增强材料的其他新闻还包括高强度聚丙烯纤维,新型碳纤维和3D织物。

 

熔岩纤维

自冷战军备竞赛以来,新型连续矿物纤维的开发一直是俄罗斯的专长,并且今天一直在使用新型复合材料。最有前途的复合材料是玄武岩纤维,这是两家俄罗斯公司在JEC展会上展示的—Kamenny Vek和Sudaglass Fiber 技术 Inc.(美国休斯敦办事处)—以及一家名为Basaltex的比利时公司。 

玄武岩是冷却的熔岩,一种深灰色的岩石,熔点为2600F。在高温和低温环境下,纤维形式的性能优于尼龙和碳纤维,并且其机械性能优于E玻璃。玄武岩具有更好的拉伸强度(682 kpsi对500 kpsi,玻璃),抗压强度(550 kpsi对440 kpsi)和拉伸模量(12.9 Mpsi对11.2 Mpsi)。玄武岩的耐酸碱性能也优于玻璃。它可以衰减振动,因此具有隔音性能。然而,玄武岩仅重5%,密度为2.75 g / cc,而玻璃为2.60。

Sudaglass说,玄武岩纤维的价格与高质量的电子玻璃相当,约为1.50美元/磅。客户说,玄武岩实际上更像是3美元/磅,但这仍然远远低于S-2玻璃(7至9美元/磅)或碳纤维(13至18美元/磅)。

Sudaglass在俄罗斯生产连续玄武岩长丝,年产能为300万磅。 Sudaglass宣布了计划,通过在乌克兰和一家美国工厂的合资公司再增加800万磅/年的生产能力。该公司提供9至22微米的长丝,320至4800 tex的纱线和粗纱,以及1米宽的短切纤维以及机织和非织造织物。

卡姆尼·维克(Kamenny Vek)是一家新公司,拥有一家用于玄武岩熔炼的中试工厂,并生产开发量的长丝直径为10至17微米的玄武岩粗纱和短切纤维。它还提供由定制织布工制成的织物。卡姆尼·维克(Kamenny Vek)正在俄罗斯建造一座年产1000万吨/年的玄武岩纤维工厂,该工厂将于9月启动。

Basaltex是根据乌克兰生产商TZI的独家协议购买其玄武岩纤维的。然后,Basaltex编织宽度达2米的织物,并提供粗纱和切碎的股线。英国的Technical Fiber 产品展示公司在美国设有销售办事处,该公司对包含玄武岩纤维和膨胀型非织造纤维毡的环氧板作为防火材料进行了测试,以满足混凝土桥梁和船舶应用中的防火规范。

阿拉巴马州伯明翰市的拉挤机Glasforms Inc.最近购买了超过一吨的玄武岩粗纱用于产品测试,总裁彼得·帕夫(Peter Pfaff)说。

位于意大利的Euro Plants SrL已将玄武岩纤维与粉末状热塑性塑料一起浸渍,以生产复合成型材料。这些Key-Tex纤维配有PP,PE,尼龙(6、66、11和12),PET,TPU和PPS。

 

全PP复合材料

位于荷兰的Lankhorst Indutech bv是绳索制造领域的长期专家,它已将定向的扁平聚丙烯长丝申请了专利,该聚丙烯长丝共挤出三层,均聚物芯和共聚物皮(ABA结构)。 Lankhorst说,称为PURE的高强度纤维比常规单层PP灯丝至少硬5倍。由于外部共聚物的熔融温度(266 F)比均聚物核心温度(356 F)低,因此PURE可以通过加热和加压使外层熔融而将全PP编织复合材料直接成型为零件,而不会失去方向性在核心。 PURE也可用于增强PP成型件。无论哪种方式,整个复合材料都易于回收。 PURE是胶带,织物或加固的片材,弯曲模量为1.16 Mpsi。

荷兰Lelystad的DTC Delft热塑性复合材料在JEC上展示了头盔,这是第一个完全由Lankhorst制成的商业零件’s PURE woven fiber.

同样在热塑性复合材料中,圣戈班·维特罗克斯(Saint-Gobain Vetrotex)推出了一种将玻璃和尼龙纤维结合在一起的Twintex材料(共织玻璃和PP)的发展形式。新的Twintex聚酰胺含有约65%的玻璃,预计将在两年内商业化。现在提供样品。它针对汽车零件,例如前端托架,因为它比长玻璃PP具有更好的长期热老化性能。

 

碳纤维,3D编织

日本NGF日本石墨纤维公司(由Thomas Wong代表)展示了一种新型的沥青基碳纤维CN80-A2S,其拉伸模量非常高,为113 Mpsi,拉伸强度为500 kpsi。 NGF还展示了一种具有高导热性的新型碳纤维XN-100C>900 W/mdK—导电率是铜的两倍以上,是铝的四倍。 XN-100C也可切成150微米至25毫米的长度。

Oxeon AB,一岁的瑞典R&D公司介绍了一种由20至50毫米宽的扁平碳纤维带制成的机织结构。据称这些织物称为Oxeon-TeXtreme,与编织粗纱相比,具有更高的强度/重量和更平滑的表面。胶带以90度交织°角度,很快就会以45度编织°太。织物用聚酯纤维稳定,并上浆以适合环氧树脂或其他树脂。

Biteam AB,小型瑞典R&D公司还开发了一种3D编织技术,称为双向空间编织。它以45°隔行扫描纤维° and 90°角度甚至螺旋状。空间纱线可在多个加载方向上提供增强作用。 Biteam说,它们可以使壳体,管状和固体预成型件直接编织,几乎可以使用所有纤维。

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