Nhựa là vật liệu chủ yếu được cấu tạo từ nhựa (hoặc các monome được trùng hợp trực tiếp trong quá trình chế biến), bổ sung thêm các chất phụ gia như chất làm dẻo, chất độn, chất bôi trơn và chất tạo màu, có thể được tạo hình trong quá trình chế biến.
Đặc điểm chính của nhựa:
① Hầu hết các loại nhựa đều nhẹ và ổn định về mặt hóa học, có khả năng chống ăn mòn.
② Khả năng chống va đập tuyệt vời.
③ Độ trong suốt và khả năng chống mài mòn tốt.
④ Có tính chất cách nhiệt với độ dẫn nhiệt thấp.
⑤ Nhìn chung dễ tạo hình, nhuộm màu và gia công với chi phí thấp.
⑥ Hầu hết các loại nhựa đều có khả năng chịu nhiệt kém, độ giãn nở nhiệt cao và dễ cháy.
⑦ Không ổn định về kích thước, dễ bị biến dạng.
⑧ Nhiều loại nhựa có khả năng chịu nhiệt kém, trở nên giòn trong điều kiện lạnh.
⑨ Dễ bị lão hóa.
⑩ Một số loại nhựa dễ dàng hòa tan trong dung môi.
Nhựa phenolicNhựa phenolic được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng FRP (nhựa gia cường sợi) đòi hỏi các đặc tính FST (chống cháy, chống khói và chống độc). 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 toàn cầu hàng năm 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 từ 150–180°C. Những đặc tính này, kết hợp với lợi thế về hiệu quả chi phí, 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, lớp lót khoang hàng, nội thất toa xe lửa, lưới và đường ống giàn khoan dầu ngoài khơi, vật liệu đường hầm, vật liệu ma sát, vật liệu cách nhiệt vòi phun tên lửa và các sản phẩm liên quan đến FST khác.
Các loại vật liệu composite phenolic gia cường sợi
Vật liệu composite phenolic gia cường bằng sợiBao gồm các vật liệu được tăng cường bằng sợi cắt nhỏ, vải và sợi liên tục. Các sợi cắt nhỏ ban đầu (ví dụ: gỗ, cellulose) vẫn được sử dụng trong các 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 các hợp chất đúc là nhựa novolac, được đóng rắn bằng hexamethylenetetramine.
Vật liệu vải tiền tẩm được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như RTM (ép chuyển nhựa), cấu trúc dạng tổ ong, bảo vệ chống đạn, tấm nội thất máy bay và lớp lót khoang hàng. Các sản phẩm gia cường bằng sợi liên tục được tạo ra thông qua quá trình quấn sợi hoặc kéo sợi. Vải và sợi liên tụcvật liệu composite gia cường bằng sợiThông thường, người ta sử dụng nhựa phenolic resole hòa tan trong nước hoặc dung môi. Ngoài nhựa phenolic resole, các hệ thống phenolic liên quan khác—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 loại nhựa phenolic truyền thống, trong đó các đoạn phân tử được liên kết với nhau thông qua các cầu nối metylen [-CH₂-], benzoxazine tạo thành cấu trúc vòng. Benzoxazine dễ dàng được tổng hợp từ các vật liệu phenolic (bisphenol hoặc novolac), amin bậc nhất và formaldehyd. 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 mà nhựa phenolic truyền thống không có, chẳng hạn như khả năng hấp thụ độ ẩm thấp và hiệu suất điện môi ổn định.
Calidur™ là một loại nhựa nhiệt rắn polyarylether amide một thành phần, ổn định ở nhiệt độ phòng, thế hệ mới, được phát triển bởi Evonik Degussa dành cho ngành hàng không vũ trụ và điện tử. Loại nhựa này đóng rắn ở 140°C trong 2 giờ, với nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg) là 195°C. Hiện nay, Calidur™ thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội cho các vật liệu composite hiệu suất cao: không phát thải chất 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 cải tiến này là một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho các loại nhựa epoxy, bismaleimide và cyanate ester có Tg trung bình đến cao trong ngành hàng không vũ trụ, vận tải, ô tô, điện/điện tử và các ứng dụng đòi hỏi cao khác.
Thời gian đăng bài: 24/06/2025
