Развој ЛГФ ТПУ-а и индустријски пејзаж
Термопластични полиуретан (ТПУ) је дуго имао јединствену позицију у систему полимерних материјала због своје комбинације еластичности гуме и својстава обраде термопластичне пластике. Међутим, како индустријски захтеви настављају да се развијају ка већој чврстоћи, мањој тежини и већој издржљивости, традиционални ТПУ материјали постепено показују ограничења у перформансама.
Појава термопластичног полиуретана ојачаног дугим стакленим влакнима (ЛГФ ТПУ) представља значајан напредак у области напредних материјала. Уграђивањем дугих стаклених влакана у ТПУ матрицу, овај тип композитног материјала је превазишао ограничења перформанси традиционалних еластомера и постигао нову равнотежу флексибилности, чврстоће и стабилности димензија.
ЛГФ ТПУ није само једноставна комбинација перформанси; већ представља промену у концепту инжењеринга материјала - који прелази са једног-материјала са перформансама на више-функционални систем композитних материјала, како би се задовољили све сложенији захтеви индустријских примена.
Структура материјала: Научна фондација ЛГФ ТПУ
Молекули и структурни састав
Микро{0}}структура за раздвајање фаза својствена ТПУ-у даје му одличну еластичност и жилавост.
Када се уведу дуга стаклена влакна (обично 5-25 мм дужине), формира се побољшани систем композитне структуре:
ТПУ матрица пружа флексибилност, отпорност на ударце и хемијску отпорност.
Стаклена влакна пружају крутост,{0}}носивост и анти-реолошка својства.
Интеракција између ова два постиже свеобухватне перформансе које далеко превазилазе оне традиционалних материјала.
Важност дужине влакана
За разлику од кратких{0}}материјала за ојачавање влакнима, ЛГФ систем одржава дужину влакана што је више могуће током обраде. Његове предности укључују:
Ефикаснији пренос стреса
Више контролисана анизотропна структура
Боље перформансе замора
Задржавање дужине влакана директно утиче на структуру механичке мреже унутар материјала (перколационе мреже), и представља кључни фактор за постизање високих перформанси.
Еволуција механичких својстава
Висока чврстоћа и висока крутост
Додатак дугих стаклених влакана значајно побољшава: Затезна чврстоћа
Модул савијања
Носивост{0}
У поређењу са чистим ТПУ-ом, ЛГФ ТПУ постиже вишеструко-побољшање у чврстоћи.
Отпорност на удар
Једна од значајних предности ЛГФ ТПУ-а је да:
Док повећава крутост, и даље одржава одличне перформансе отпорности на ударце.
Ово се постиже механизмом дисипације енергије матрице која апсорбује енергију и отклоном пукотина влакана.
Особине замора и пузања
У условима дуготрајног{0}}учитавања, ЛГФ ТПУ показује:
Нижа деформација пузања
Дужи век трајања замора
Стабилније димензионалне перформансе
Технике обраде и изазови индустријализације
Континуирана импрегнација растопљеног ТПУ стакленим влакнима
Калуп на основу вуче{0}} како би се обезбедила уједначена дистрибуција влакана
Прецизна гранулација за одржавање интегритета влакана
Овај процес се значајно разликује од традиционалног екструдирања кратких{0}}влакана са два пужа{1}}.
Контрола ломљења влакана: Спречавање губитка дужине влакана током обраде
Ефекат оријентације протока: Утиче на дистрибуцију коначних механичких својстава
Дизајн за оптимизацију калупа: Прилагођавање високом вискозитету и оријентацији влакана
Ово захтева прецизну контролу температуре, брзине смицања и брзине убризгавања како би се постигао баланс између перформанси и обраде.
Виша цена у поређењу са традиционалним ТПУ
Уски прозор за обраду
Хабање стаклених влакана на опреми
Ипак, са унапређењем опреме и процеса, ова питања се постепено решавају и побољшавају.
Остале карактеристике перформанси ЛГФ ТПУ
Термичка стабилност
Додатак стаклених влакана даје материјалу следећа својства:
Виша температура изобличења топлоте (ХДТ)
Боља топлотна проводљивост
Јача отпорност на термичке деформације
Ово омогућава проширење употребног температурног опсега.
Хемијска отпорност
ТПУ материјал инхерентно поседује одређена својства отпорности на уље и хемијску отпорност. ЛГФ ТПУ додатно побољшава ове могућности: Перформансе блокирања
Отпорност на пуцање од стреса околине
Међутим, повезивање интерфејса мора бити оптимизовано како би се спречило продирање воде.
Отпорност на временске услове и отпорност на старење
Додавањем система адитива, ЛГФ ТПУ може постићи: Ултраљубичасту заштиту
Антиоксиданс
Средство против сапонификације
Присуство стаклених влакана такође смањује кретање молекуларних ланаца и повећава издржљивост.
Индустријске апликације и продор на тржиште
Са напретком технологије обраде и оптимизацијом трошкова, обим његове примене ће наставити да се шири. ЛГФ ТПУ није само материјал, већ и материјална платформа која подржава иновације. Има значајан стратешки значај у савременом производном систему.
01
Аутомобилска индустрија
Аутомобилски сектор је важан правац примене ЛГФ ТПУ:
Лагане структурне компоненте
Компоненте за апсорпцију енергије
Компоненте око моторног простора
Посебно, потражња у области нових енергетских возила је у сталном порасту.
02
Потрошачка електроника
Пријаве укључују:
Структурна шкољка
Потпорни оквир
Компонента за апсорпцију удара
Балансирање крутости и отпорности на ударце.
03
Индустријска опрема
Типичне примене:
Компоненте транспортног система
Структурни делови{0}}отпорни на хабање
Флексибилне{0}}компоненте које носе оптерећење
Продужите век трајања опреме.
04
Спорт и слободно време
У спортским производима{0}}високих перформанси:
Структурне компоненте обуће
Заштитна опрема
Побољшани делови спортске опреме
Постизање равнотеже између перформанси и безбедности.
ЛГФ ТПУ, као нова врста композитног материјала, успешно је пробио границу између еластомера и структурних материјала, успостављајући мост између флексибилности и високе чврстоће. ЛГФ ТПУ ће у будућности наставити да се развија у правцу високих перформанси, функционализације и одрживости и постаће важан стуб у области напредних материјала.
