Nhựa là vật liệu chủ yếu được tạo thành từ nhựa (hoặc monome được trùng hợp trực tiếp trong quá trình chế biến), bổ sung các chất phụ gia như chất hóa dẻo, chất độn, chất bôi trơn và chất tạo màu, có thể được đúc thành hình dạng trong quá trình chế biến.
Đặc điểm chính của nhựa:
① Hầu hết các loại nhựa đều nhẹ, ổn định về mặt hóa học và chống ăn mòn.
② Khả năng chống va đập tuyệt vời.
③ Độ trong suốt và khả năng chống mài mòn tốt.
④ Tính chất cách nhiệt, độ dẫn nhiệt thấp.
⑤ Nhìn chung dễ đúc, dễ tạo màu và dễ gia công với chi phí thấp.
⑥ Hầu hết các loại nhựa đều có khả năng chịu nhiệt kém, giãn nở vì nhiệt cao và dễ cháy.
⑦ Không ổn định về kích thước, dễ bị biến dạng.
⑧ Nhiều loại nhựa có hiệu suất kém ở nhiệt độ thấp, trở nên giòn trong điều kiện lạnh.
⑨ Dễ bị lão hóa.
⑩ Một số loại nhựa dễ hòa tan trong dung môi.
Nhựa phenolicđược sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng FRP (Nhựa gia cường sợi) yêu cầu các đặc tính FST (Cháy, Khói và Độc tính). Mặc dù có một số hạn chế (đặc biệt là độ giòn), nhựa phenolic vẫn là một loại nhựa thương mại chính, với sản lượng hàng năm trên toàn cầu gần 6 triệu tấn. Nhựa phenolic có độ ổn định kích thước và khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, duy trì độ ổn định trong phạm vi nhiệt độ 150–180°C. Những đặc tính này, kết hợp với lợi thế về chi phí-hiệu suất, thúc đẩy việc tiếp tục sử dụng chúng trong các sản phẩm FRP. Các ứng dụng điển hình bao gồm các bộ phận nội thất máy bay, tàu chở hàng, nội thất phương tiện đường sắt, lưới và đường ống giàn khoan dầu ngoài khơi, vật liệu đường hầm, vật liệu ma sát, vật liệu cách nhiệt đầu phun tên lửa và các sản phẩm khác liên quan đến FST.
Các loại vật liệu composite phenolic gia cường sợi
Vật liệu composite phenolic gia cường sợibao gồm các vật liệu được tăng cường bằng sợi băm nhỏ, vải và sợi liên tục. Các sợi băm nhỏ ban đầu (ví dụ: gỗ, xenlulo) vẫn được sử dụng trong hợp chất đúc phenolic cho nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt là các bộ phận ô tô như nắp bơm nước và các bộ phận ma sát. Các hợp chất đúc phenolic hiện đại kết hợp sợi thủy tinh, sợi kim loại, hoặc gần đây hơn là sợi carbon. Nhựa phenolic được sử dụng trong hợp chất đúc là nhựa novolac, được đóng rắn bằng hexamethylenetetramine.
Vật liệu vải tẩm sẵn được sử dụng trong nhiều ứng dụng đa dạng, chẳng hạn như RTM (Đúc chuyển nhựa), cấu trúc bánh sandwich tổ ong, bảo vệ đạn đạo, tấm ốp nội thất máy bay và lớp lót hàng hóa. Các sản phẩm gia cường sợi liên tục được tạo thành thông qua phương pháp quấn sợi hoặc kéo đùn. Vải và liên tụcvật liệu composite gia cường sợithường sử dụng nhựa phenolic resole tan trong nước hoặc dung môi. Ngoài phenolic resole, các hệ thống phenolic liên quan khác—chẳng hạn như benzoxazine, este cyanate và nhựa Calidur™ mới được phát triển—cũng được sử dụng trong FRP.
Benzoxazine là một loại nhựa phenolic mới. Không giống như các phenolic truyền thống, trong đó các phân tử được liên kết thông qua cầu nối methylene [-CH₂-], benzoxazine tạo thành cấu trúc vòng. Benzoxazine dễ dàng được tổng hợp từ các vật liệu phenolic (bisphenol hoặc novolac), các amin bậc một và formaldehyde. Quá trình trùng hợp mở vòng của chúng không tạo ra sản phẩm phụ hoặc chất dễ bay hơi, giúp tăng cường độ ổn định kích thước của sản phẩm cuối cùng. Ngoài khả năng chịu nhiệt và chống cháy cao, nhựa benzoxazine còn thể hiện các đặc tính không có trong các phenolic truyền thống, chẳng hạn như khả năng hấp thụ độ ẩm thấp và hiệu suất điện môi ổn định.
Calidur™ là nhựa nhiệt rắn polyarylether amide một thành phần, thế hệ mới, ổn định ở nhiệt độ phòng, được Evonik Degussa phát triển cho ngành hàng không vũ trụ và điện tử. Nhựa này đóng rắn ở 140°C trong 2 giờ, với nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) là 195°C. Hiện nay, Calidur™ thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội đối với vật liệu composite hiệu suất cao: không phát thải khí dễ bay hơi, phản ứng tỏa nhiệt và co ngót thấp trong quá trình đóng rắn, độ bền nhiệt và độ bền ướt cao, độ bền nén và độ bền cắt vượt trội của vật liệu composite, và độ dẻo dai tuyệt vời. Loại nhựa tiên tiến này đóng vai trò là giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho nhựa epoxy, bismaleimide và este cyanate có Tg từ trung bình đến cao trong ngành hàng không vũ trụ, vận tải, ô tô, điện/điện tử và các ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác.
Thời gian đăng: 24-06-2025
