树脂选择的重要性(从三个方面来选择树脂)

探索树脂如何影响复合材料的性能,以及为什么我们应该考虑与纤维具有相同重要性的树脂选择。

不饱和聚酯树脂

复合材料的关键成分是纤维和树脂。纤维通常由玻璃纤维或碳纤维制成,具有强度和刚度,但如果单独使用,则无法制成适用于这些特性的形状或形式。然而,用树脂浸渍纤维然后固化,使我们能够为各种应用设计它们的强度、刚度和轻量化,同时为复合材料增加更多的好处。

由玻璃纤维增强的树脂基复合材料

至于树脂选择,有多种选择,以及加入树脂添加剂的选项,以满足应用要求。因此,了解树脂之间的差异以及它们的选择如何影响复合材料的性能非常重要。

补充现有的属性

所有复合材料都具有共同的有益特性:强度、刚度、重量轻和耐恶劣环境。通过使用对它们进行补充的树脂,可以使这些特征中的每一个都更具优势。要选择最合适的树脂,首先需要确定它的主要特征应该是什么。

制作减轻重量的复合材料解决方案的一种经济有效的方法是使用不饱和聚酯树脂,该树脂具有相对较好的机械、电气和化学性能。它可以适用于一系列常规应用,例如运输、结构和建筑型材。

但是,如果应用需要更高程度的刚度或强度,则优选环氧树脂。环氧树脂和纤维之间的结合很强,这意味着可以在纤维之间传递更高的剪切载荷,从而使复合材料具有更好的强度值。结合环氧树脂所允许的更大体积的纤维,可以制造出具有优异强度和高刚度的复合材料,如果需要,可以进一步对其进行改性以适应高温应用。

或者,如果复合材料除了刚度之外还需要耐受恶劣环境,则乙烯基酯树脂可能是更好的选择。乙烯基酯的分子结构有利于耐化学性,因此如果复合材料用于海洋环境或存在酸或碱的工业应用,使用乙烯基酯将提高复合材料的性能。

在生产需要使用螺钉组装的复合型材时,复合材料需要坚固耐用,以防止出现裂纹和破损。这可以通过结构设计来实现,但选择合适的树脂可以简化结构并降低成本,使复合材料适用于更广泛的应用。例如,与不饱和聚酯相比,聚氨酯非常坚韧,因此非常适合此类应用。

添加新属性

选择能够补充复合材料最有价值特性的树脂将提高复合材料的性能和使用寿命。然而,改善现有性能并不是花时间选择合适树脂的唯一优势。

树脂还可以为复合解决方案添加全新的特性。树脂添加剂可以加入树脂中以获得一系列好处,从简单地改善表面光洁度或添加颜色,到更复杂的增强,例如抗紫外线或抗菌和抗病毒特性。

例如,由于树脂在阳光下自然分解,因此添加紫外线吸收剂以抵抗紫外线辐射可使复合材料在通常会导致材料脆化和崩解的光照密集环境中获得更好的性能。

同样,抗菌添加剂可以混合到树脂中以防止细菌或真菌污染。这对于人工处理的任何复合解决方案都很有用,例如机械、公共交通和医疗设备。

附加影响

需要注意的是,在某些情况下,加入树脂添加剂会改变复合材料的性能。例如,在某些情况下,需要大量阻燃添加剂才能有效发挥作用,因此您必须减少复合材料中的纤维数量,从而降低其强度和刚度。

树脂选择是创建复合解决方案的重要组成部分,不容忽视。确定复合材料最重要的功能并设计树脂以提高复合材料执行此功能的能力,使我们能够创建纤维和树脂协调工作的复合材料解决方案。

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