Logo cs.build-repair.com
Rozvoj 2023

Jako Alternativa K Uhlíku Byl Použit Epoxid SMC Ze Skleněných Vláken

Obsah:

Jako Alternativa K Uhlíku Byl Použit Epoxid SMC Ze Skleněných Vláken
Jako Alternativa K Uhlíku Byl Použit Epoxid SMC Ze Skleněných Vláken

Video: Jako Alternativa K Uhlíku Byl Použit Epoxid SMC Ze Skleněných Vláken

Video: Jako Alternativa K Uhlíku Byl Použit Epoxid SMC Ze Skleněných Vláken
Video: Američan nalil tekutý hliník do mraveniště 2023, Březen
Anonim

Konvenční standardní SMC (Sheet Lisované sloučenin), které jsou vyrobené z polyesterové pryskyřice, obvykle mají mechanické vlastnosti, jako je pevnost v ohybu 200 MPa, modulu ohybu 10,000 MPa a houževnatostí 90 kJ / m 2, v hustotě mezi 1,7 g / cm3 a 1,85 g / cm3. Jsou vhodné pro širokou škálu aplikací v elektrotechnickém a automobilovém průmyslu, například pro vnitřní obklady a kryty kol.

Praktická vhodnost SMC s epoxidovou pryskyřicí ze skleněných vláken

Nicméně, a to zejména v automobilovém průmyslu, na potřebu materiálů s nižší hustotou - a tedy méně hmoty - a zlepšené mechanické vlastnosti, jako je pevnost v ohybu> 350 MPa, modul pružnosti v ohybu o> 18.500 MPa a odolnost proti nárazu> 150 kJ / m 2 se zvyšuje. „Těchto hodnot lze dosáhnout u SMC, jejichž složení obsahuje místo polyesterových pryskyřic epoxidové pryskyřice,“vysvětluje Peter Ooms, vedoucí prodeje Lorenz Kunststofftechnik GmbH. „ Zpracování těchto termosetů však bylo často problematické a formovací hmoty se obtížně formovaly, což značně omezilo svobodu designu. Předchozí SMC z epoxidové pryskyřice zesílená skleněnými vlákny proto nebyla praktická, a proto se stěží dostaly na trh pro velké série. “

Tvarovací hmota

Sheet Forming Compound (SMC), anglicky, označuje talířové formovací hmoty ve formě těsta vyrobené z termosetových reaktivních pryskyřic a skleněných vláken pro výrobu kompozitů z plastických hmot. Všechny potřebné komponenty jsou kompletně předem smíchány v SMC a připraveny ke zpracování. Vláknité matricové materiály, které nejsou dodávány jako fólie, se také nazývají sypné formovací hmoty.

Obvykle se používají polyesterové nebo vinylesterové pryskyřice. Vyztužující vlákna jsou řezaná vlákna, vzácněji ve formě rohože nebo textilie, jejichž typická délka vlákna je 25,4 mm (1 palec). Vlastnosti a označení SMC jsou upraveny v EN 14598. Rozlišují se následující typy SMC:

  • Nízký profil SMC-LP: systém s vysokou kvalitou povrchu
  • Nízké smrštění SMC-LS: systém s nízkým smrštěním reakce
  • C-SMC: Systém s nekonečnými, směrovými vlákny

Pro aplikace, které vyžadují vysoký stupeň lehké konstrukce, se proto v lehké automobilové konstrukci často používá drahý uhlík. Oproti tomu se Lorenz jasně opírá o skleněná vlákna. „Epoxidové SMC zesílené skleněnými vlákny mají srovnatelné hodnoty pevnosti jako uhlíková vlákna, ale jejich výroba je o 50% levnější, “říká Ooms. Společnost Lorenz navíc zavedla proces recyklace materiálů SMC vyztužených skleněnými vlákny, což je důležitý argument, pokud jde o požadavky na udržitelnost v automobilovém průmyslu.

Speciální tvrdidlo pro materiál SMC

Nové epoxy SMC vyztužené skleněnými vlákny bez předchozích slabin typických pro tento materiál by nyní mohly splnit tyto požadavky. Předpokladem je tvrdidlo vyvinuté společností Evonik. „VestaliteS je epoxidové tvrdidlo na bázi diaminu, které v kombinaci s epoxidovými pryskyřicemi vede k snadnému a rychlému zpracování materiálu SMC,“vysvětluje Dr.-Ing. Leif Ickert, zodpovědný za marketing kompozitů a lepidel, síťovadla obchodních jednotek společnosti Evonik Resource Efficiency GmbH.

Sloučenina ztvrdne během 3 minut

Sloučeniny s tímto tvrdidlem mají vysokou stabilitu při skladování formovací hmoty SMC v nevytvrzeném stavu a stále umožňují rychlé vytvrzení ve výrobním procesu během tří minut. „Kromě toho se během lisování zlepšují tokové a odlévací vlastnosti polotovaru, což umožňuje vysokou kvalitu součástí,“pokračuje Ickert. Kromě toho SMC s VestaliteS neobsahují styren a pouze nízké emise VOC, a proto se dobře hodí pro interiérové komponenty v autě.

Evonik také spolupracuje s odborníky na Duroplast z Lorenz Kunststoffe od roku 2018 na vývoji odpovídajícího SMC. „S tímto typem spolupráce a dalšími analýzami a případovými studiemi - například v rámci evropského výzkumného projektu Alliance - bychom chtěli ukázat, že naše tužidlo v epoxy-SMC může přinést požadované vlastnosti,“vysvětluje Ickert. Evonik přináší kompetenci epoxidového tvrdidla, zatímco kompetence pro polotovar SMC směs pochází od partnera Lorenz Kunststofftechnik. Společný podnik se společností Vestaro GmbH přináší také rozměr technologie vozidel a technologického poradenství.

Tip semináře

Seminář z lehkých konstrukčních materiálů učí metody, principy návrhu a způsoby konstrukce pro lehké konstrukce. Účastníci získají přehled o různých lehkých materiálech, naučí se kritéria pro výběr materiálů a dozví se o výhodách, nevýhodách a rizicích různých materiálů.

Modifikovaný základní recept SMC

Cílem nyní bylo vytvořit směs, která optimálně využívá potenciál epoxy SMC - tj. Má všechny vlastnosti, díky nimž je materiál ideální pro lehkou konstrukci automobilů a dalších komponent. Již před šesti lety vyvinula společnost Dolní Sasko SMC 0208, polotovar odolný proti plameni a korozi, který je ve srovnání s jinými standardními SMC zvláště odolný vůči ohni a korozi. „Také jsme použili náš základní recept SMC pro epoxy SMC, ale trochu jsme to upravili,“vysvětluje Ooms. „Nahradili jsme obvyklou pryskyřici UP epoxidovou pryskyřicí a také jsme nahradili některé další komponenty. VestaliteS byl přirozeně přidán jako nezbytná složka. “

Výsledkem je kompozitní materiál vyrobený z epoxidu, výztuže a plniva ze skleněných vláken, který má hustotu mezi 1,5 g / cm3 a 1,7 g / cm3 a dobrou hodnotu toku a již se v nástroji nelepí.

Kromě toho má následující mechanické vlastnosti:

  • ohybová pevnost> 350 MPa
  • ohybový modul> 18 500 MPa
  • rázová pevnost> 150 kJ / m 2

Směs s nastavitelnými vlastnostmi

Epoxidový SMC je vhodný například jako materiál pro bateriové pouzdro elektrických a hybridních vozidel. Doposud byla tato součást vyrobena z oceli nebo hliníku, protože musí být velmi stabilní a odolná díky vysoké hmotnosti baterie, měla by absorbovat kinetické síly, které vznikají v případě nehody, a zároveň nesmí v případě požáru představovat žádné další riziko. Nový polotovar tyto požadavky splňuje a díky vysoké míře volnosti designu umožňuje vysoký stupeň integrace součástí a funkcí s účinkem snížení nákladů a hmotnosti a zvýšení bezpečnosti.

Dvakrát jako retardér hoření

Naproti tomu, pevnost v ohybu a rázové pevnosti uhlíku jsou v průměru o 320 MPa nebo 55 kJ / m 2. Nový polotovar si díky základnímu receptu zachovává výhody SMC obecně, včetně velmi dobrého chování při toku. „Na rozdíl od jiných plastů obsahuje kompozice téměř žádné hořlavé ropné deriváty,“říká Ooms.

„S indexem kyslíku> 65% je dvakrát tak zpomalující hoření než běžné plasty, které jsou považovány za extrémně nehořlavé.“I když je vystaven otevřenému plameni, zhasne se ve velmi krátké době a nemá sklon se zdeformovat ani kapat ani při vysokém žáru. Kromě toho si sloučenina udržuje vysokou rázovou houževnatost i při teplotách -30 ° C, takže nehrozí žádné riziko křehkosti nebo lomu materiálu.

Populární podle témat