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纤维增强材料 (BWFRP) 指南

2021-11-24 09:03:00

  连续纤维在线完整编织缠绕拉挤增强材料(BWFRP),也称为纤维增强聚合物,实际上是由聚合物基体与某些增强材料(例如纤维)混合而成的复合材料。纤维一般是玄武岩、碳、玻璃或芳纶;在某些情况下,也可以使用石棉、木头或纸。

  BWFRP的形成

  回到基础,有两种方法可以开发聚合物:逐步增长聚合和加成聚合。当具有不同特性的几种均质材料结合在一起以生产具有所需机械和材料特性的最终产品时,就形成了复合材料。这些复合材料可以有两种类型,纤维增强型和颗粒增强型。

  纤维增强材料是通过加入纤维材料来增强材料的机械强度和弹性的类别。基体是没有纤维增强的核心材料,坚硬但相对较弱,必须通过添加强力增强纤维或长丝来增韧。纤维是区分母体聚合物与 FRP 的关键。

  大多数这些材料是通过各种模塑工艺形成的,其中使用模具或工具放置纤维预制件,构成干纤维或含有特定比例树脂的纤维。在用树脂“润湿”干纤维后,发生“固化”。

  BWFRP特性

  这些复合材料通常具有低重量和高强度的特点。它们是如此强大,以至于汽车行业越来越有兴趣使用它们来代替汽车中的某些金属。纤维增强材料可以像某些金属一样坚固,但它们更轻,因此更省油。

  可以定制纤维增强材料的特性以满足广泛的要求。纤维增强聚合物通常具有令人印象深刻的电气和压缩性能,并显示出高等级的环境耐受性。使这些材料受到不同工业部门喜爱的一个重要因素是制造过程,它非常具有成本效益。生产率中等至高,并且与不同的材料表现出良好的粘合。

  纤维增强材料的其他独有特性包括值得称道的隔热性、结构完整性和耐火硬度,以及紫外线辐射稳定性以及对化学品和其他腐蚀性材料的抵抗力。

  纤维增强材料的特性取决于某些因素,例如基体和纤维的机械性能、这两种组分的相对体积以及纤维的长度和基体中的取向。

  常见的纤维包括:

  玻璃是一种非常好的绝缘材料,当与基体混合时,会形成玻璃纤维或玻璃纤维增强材料。与碳纤维相比,它既不那么坚固和刚性,也不那么脆且价格昂贵。

  碳基纤维增强材料具有高拉伸强度、耐化学性、刚度和温度耐受性以及低热膨胀和低重量。碳原子形成的晶体大部分位于纤维的长轴上。这种排列通过提高强度与体积的比率来使材料变得坚固。