VÍCE O KOMPOZITECH
PojďmeSE PONOŘIT
TWO MATERIALS COMBINED
INTO ONE
ONE THAT'S STRONGER THAN EITHER ALONE
Kompozit je materiál vytvořený spojením dvou nebo více různých složek. Obvykle se skládá z plniva (drobných částic) nebo výztuže (vláken), které drží pohromadě pojivo. Každá složka má svou vlastní roli, ale samostatně by nedosáhla takových vlastností jako v kombinaci s ostatními. Jednoduchým příkladem je oříšková čokoláda: oříšky fungují jako plnivo a čokoláda drží vše pohromadě. U skutečných kompozitů je princip stejný, jen s pokročilejšími materiály. Plniva mohou snížit náklady nebo zlepšit určité vlastnosti, například elektrickou vodivost. Vlákna, skelná nebo uhlíková, dodávají pevnost a tuhost. Pojivo, obvykle polymerní pryskyřice, drží vše pohromadě jako jeden pevný materiál.
Kompozit je materiál vytvořený spojením dvou nebo více různých složek. Obvykle se skládá z plniva (drobných částic) nebo výztuže (vláken), které drží pohromadě pojivo. Každá složka má svou vlastní roli, ale samostatně by nedosáhla takových vlastností jako v kombinaci s ostatními. Jednoduchým příkladem je oříšková čokoláda: oříšky fungují jako plnivo a čokoláda drží vše pohromadě. U skutečných kompozitů je princip stejný, jen s pokročilejšími materiály. Plniva mohou snížit náklady nebo zlepšit určité vlastnosti, například elektrickou vodivost. Vlákna, skelná nebo uhlíková, dodávají pevnost a tuhost. Pojivo, obvykle polymerní pryskyřice, drží vše pohromadě jako jeden pevný materiál.
Vlákno přenáší zatížení. Pryskyřice ho chrání, spojuje a dává mu tvar. Společně tvoří strukturu, která je pevná, lehká a navržená s dlouhou životností.
PRYSKYŘICE LEPÍ,
OBALUJE A DRŽÍ TVAR
Ve světě kompozitů je pryskyřice matricí — spojitou fází, která obklopuje a spojuje vyztužující vlákno. Drží vše na místě, dává tvar finálnímu produktu, přenáší mechanická zatížení mezi vlákny a chrání strukturu před vnějšími vlivy.
Pryskyřice je klíčová pro danou aplikaci. Odolnost proti UV a povětrnosti, vlhkosti, korozi, chemikáliím, samozhášivost, zdravotní nezávadnost pro potraviny — to vše má na starosti pryskyřice.
Bez správné pryskyřice je i to nejpevnější vlákno na světě jen volným svazkem nití. Matrice je to, co dělá z kompozitu pevný materiál.
HLOUBĚJI DO TÉMATU —
TŘI POJMY NA ZAČÁTEK
Každý pryskyřice je postavena z opakujících se chemických stavebních bloků — monomerů a oligomerů. Pochopení jejich vztahů vysvětluje, proč se různé pryskyřice chovají odlišně.
Malá, reaktivní molekula (styren, akrylát atd.) — základní stavební jednotka. Monomery jsou pohyblivé, mají nízkou viskozitu a jsou reaktivní, proto jsou často nebezpečné. Během vytvrzování se spojují a tvoří větší, stabilní a bezpečné struktury - polymery. Monomer je zásadní pro výsledné vlastnosti.
Krátký řetězec několika spojených monomerů — ještě ne plnohodnotný polymer. Oligomery jsou stále kapalné, s vyšší viskozitou než monomery. Jejich úkolem je vylepšit vlastnosti vytvrzené pryskyřice. Spojení monomeru s oligomerem vede k lepší tuhosti, houževnatosti a chemické odolnosti.
Dlouhý, síťovaný řetězec tisíců spojených jednotek. Vytvrzený, pevný stav pryskyřice — tuhý, stabilní a již nereaktivní, již ne nebezpečný. Polymerní síť je to, co dává kompozitům jejich mechanické a chemické vlastnosti.
KAPALINA DOVNITŘ
PEVNÁ LÁTKA VEN
JAK TO FUNGUJE
Všechny reaktoplastické pryskyřice začínají jako kapaliny a stávají se pevnými látkymi nevratným chemickým procesem zvaným síťování — monomery a oligomery se spojují do tuhé trojrozměrné polymerní sítě. Jakmile jsou vytvrzené, materiál již nelze roztavit ani rozpustit.
Spouštěč síťovací reakce závisí na chemickém iniciátoru (katalyzátoru) v pryskyřici, citlivém na teplo nebo záření. Způsob vytvrzování určuje rychlost procesu, spotřebu energie a emisní profil.
Od volných monomerů a oligomerů — přes bod gelace a fázovou inverzi — až po plně síťovaný polymer. Konečný vytvrzený stav je nevratný a definuje všechny mechanické a chemické vlastnosti kompozitní matrice.
ČTYŘI PRYSKYŘICE — VELMI ODLIŠNÉ VLASTNOSTI
Pryskyřice není jen pojivo — definuje pevnost, odolnost a cenový profil celého kompozitu.
Pryskyřice také určuje, jak musí být materiál zpracován.
Naše technologie toto omezení odstraňuje.
Nejrozšířenější kompozitní pryskyřice. Nízká cena, průměrné mechanické vlastnosti a chemická odolnost z ní dělají standardní volbu pro automobilový průmysl (autobusy, stavební technika), železnice, lodní průmysl, stavebnictví a univerzální díly.
Krok nad polyesterem v chemické odolnosti a odolnosti proti vlhkosti, s lepší houževnatostí a únavovými vlastnostmi. Molekulární struktura má méně esterových vazeb, což ji činí odolnější vůči hydrolýze. Používá se tam, kde by polyester degradoval — chemické nádrže, pobřežní konstrukce, potrubí a náročná mokrá prostředí.
Vysoce přizpůsobitelný systém sestavený z kombinací funkčních monomerů a oligomerů. Výběrem a mícháním různých akrylátových stavebních bloků lze výsledné vlastnosti materiálu — pružnost, tvrdost, adhezi, chemickou odolnost — přesně přizpůsobit aplikaci. Nižší emise VOC než konvenční systémy na bázi styrenu.
Prémiový pryskyřičný systém pro náročné konstrukční aplikace. Vynikající adheze, nízké smrštění během vytvrzování, špičková odolnost proti únavě a nárazu. Zpracování těchto pryskyřic naší technologií je stále ve vývoji.
jak si stojí mezi sebou?
| Pryskyřice | Náklady | Mechanická pevnost | Chemická odolnost * | VOC / Emise |
|---|---|---|---|---|
| Polyester | Nízká | Vysoký obsah styrenu | ||
| Vinylester | Střední | Vysoký obsah styrenu | ||
| Akrylát | Střední | Méně těkavé než styren | ||
| Epoxid | Vysoká | Nízký / bez styrenu |
* kyseliny, zásady a soli
NE VŠECHNA VLÁKNA JSOU STEJNÁ
Kompozitní výztuže se dodávají v různých typech vláken — každá vlákna mají odlišné mechanické vlastnosti, cenový profil a oblast použití. Volba vlákna určuje výsledné vlastnosti kompozitu, především pevnost.
Cenově dostupné, odolné proti korozi a všestranné. Používá se ve stavbě lodí, automobilových dílech, listech větrných elektráren a stavebních panelech. Průmyslový tahoun.
Vynikající poměr pevnosti a hmotnosti. Prémiové využití v letectví, motorsportu a sportovním vybavení. Tužší a lehčí než sklo — za vyšší cenu.
Vyráběno z vulkanické horniny. Dobrá tepelná a chemická odolnost, plně anorganické. Alternativa ke sklu v infrastruktuře a průmyslových aplikacích.
Syntetické aramidové vlákno vyvinuté pro extrémní houževnatost. Vynikající odolnost proti nárazu a otěru při nízké hmotnosti. Volba pro balistickou ochranu, tlakové nádoby a průmyslové komponenty s vysokým opotřebením.
Vysokomodulová varianta uhlíkového vlákna s výjimečně vysokým stupněm krystalické orientace. Mimořádná tuhost a rozměrová stabilita pod zatížením. Preferováno v leteckých konstrukcích, přesných přístrojích a aplikacích, kde je tuhost důležitější než pružnost.
Obnovitelné vlákno rostlinného původu s dobrou tuhostí a přirozeným tlumením vibrací. Biologická alternativa ke sklu, dostupná ve formě kontinuálního rovingu a kompatibilní s procesy pultruze a navíjení vláken.
VÝZTUŽ Z KONTINUÁLNÍCH VLÁKEN
NE JEN PLNĚNÝ PLAST
Ne všechny vláknové kompozity jsou stejné. Sekaná vlákna náhodně smíchaná s pryskyřicí — snadno zpracovatelná, ale mechanicky omezená. Technologie Add-X zpracovává výztuž z kontinuálních vláken — nepřerušená vlákna probíhají celou délkou dílu a jsou přesně orientována tam, kde je potřeba pevnost.
Krátká vlákna
- —Vlákna jsou sekaná a náhodně rozmístěná
- —Pevnost omezena délkou a orientací vláken
- —Snadné pro automatizaci, ale mechanicky slabší
- —Běžné u vstřikovaných plastových dílů
Kontinuální vlákno
- ✓Nepřerušená vlákna probíhají celou délkou dílu
- ✓Zatížení je rovnoměrně rozloženo po každém vláknu
- ✓Výrazně vyšší pevnost v tahu a tuhost
- ✓Nezbytné pro konstrukční, nosné aplikace