Vysoce houževnatý CF PP polymer

Vysoce houževnatý CF uhlíkový PP polymer

Materiál LCF PP znamená polypropylen vyztužený dlouhými uhlíkovými vlákny.

LCF PP (Polypropylen vyztužený dlouhými uhlíkovými vlákny) je významným odvětvím v oblasti vysoce účinných termoplastických kompozitů (LFRT - Long Fiber Reinforced Thermoplastics). Jedná se o kompozitní materiál vyrobený z polypropylenové (PP) pryskyřice, přičemž jako výztužná kostra slouží kontinuální uhlíková vlákna (Carbon Fibre, CF) o délce větší než 5 milimetrů. Vyrábí se specifickými procesy, jako je pultruzní impregnace. Vznik tohoto materiálu nezahrnuje pouze smíchání dvou materiálů; spíše díky technologii „dlouhých vláken“ byl jeho výkon výrazně zvýšen, takže je ideální volbou pro lehké a vysoce pevné-konstrukční aplikace. Hraje zásadní roli i v procesu „náhrady oceli plastem“.

Jádro LCF PP: Vyztužení dlouhými vlákny

Významné výkonnostní rozdíly mezi kompozitem LCF PP a tradičním PP vyztuženým krátkými vlákny (SCF) pramení z jeho jedinečné mikrostruktury.
Krátká vlákna (SCF):Délka vlákna je obvykle menší než 1 milimetr a je rozptýlena v matrici během vstřikování, slouží hlavně jako plnivo a poskytuje mírný vyztužující účinek, ale není schopna vytvořit účinnou síť přenosu napětí.
Dlouhá vlákna (LCF):Délka vlákna je konzistentní s konečnou délkou částic (jako je 12 mm nebo 25 mm). Během vstřikování se budou tato dlouhá vlákna vzájemně proplétat a překrývat, čímž vznikne trojrozměrná, souvislá „vláknitá kosterní síť“ uvnitř součásti.

Když jsou součásti vystaveny vnějším silovým nárazům nebo zatížením, může tato skeletová síť účinně přenášet a rozkládat napětí, čímž zabraňuje tomu, aby se napětí soustředilo do jednoho bodu a způsobilo selhání materiálu. Matricová pryskyřice (PP) je zodpovědná za zapouzdření vláken, jejich tvarování a poskytování chemické ochrany.

Klíčové výkonnostní výhody LCF PP materiálu

Zavedení dlouhých uhlíkových vláken zásadně zlepšilo výkonnostní nedostatky matrice PP a umožnilo jí mít vlastnosti srovnatelné s vlastnostmi technických plastů a dokonce i kovů.

1. Vynikající mechanické vlastnosti

Vysoká měrná pevnost a vysoký měrný modul: To je nejvýznamnější výhoda LCF PP. Samotná uhlíková vlákna mají extrémně vysokou pevnost a modul, daleko převyšující vlákna skleněných. Ve srovnání s kovy má LCF PP extrémně nízkou hustotu, což umožňuje výrazně snížit hmotnost součástí při zachování stejné tuhosti nebo pevnosti.
Vynikající odolnost proti nárazu: Když je síť s dlouhými vlákny vystavena nárazům při vysoké{0}}rychlosti, absorbuje energii prostřednictvím mechanismu vláken. To znamená, že se vlákna před rozbitím oddělí od matrice a tento proces spotřebovává velké množství energie nárazu, díky čemuž materiál vykazuje extrémně vysokou houževnatost, zejména v prostředí s nízkou teplotou-, kde standardní PP funguje špatně.
Vynikající odolnost proti tečení: Tečení se týká pomalé plastické deformace materiálů při trvalém namáhání (zejména při vysokých teplotách). Vláknitá kostra uvnitř LCF PP může účinně odolávat deformaci při takovém dlouhodobém-zatížení, takže je vhodná pro konstrukční součásti, které vyžadují zachování rozměrové přesnosti po dlouhou dobu, jako jsou podpěry a rámy.

2. Optimalizovaný tepelný výkon

Vysoká teplota tepelné deformace (HDT): HDT u LCF PP je výrazně vyšší než u nemodifikovaného PP a LGF PP. To naznačuje, že si může zachovat svou strukturální tuhost při vyšších teplotách (jako například v motorovém prostoru vozidla), čímž se rozšiřuje rozsah jeho použití.
Extrémně nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti (CLTE): Toto je klíčová technická charakteristika LCF PP. Jeho CLTE je velmi nízké a blíží se kovům.
Rozměrová stabilita: Při extrémních změnách teploty (jako jsou studené a horké cykly) je deformace součástí minimální, což zajišťuje přesnost montáže.

3. Zachovat přirozené výhody matice PP

Vynikající chemická odolnost: LCF PP zdědil vynikající odolnost matrice PP vůči různým chemikáliím, kyselinám, zásadám, solím a běžným automobilovým kapalinám.
Nízká absorpce vody: PP je -nepolární materiál s extrémně nízkou absorpcí vody. Díky tomu komponenty LCF PP vykazují výrazně lepší mechanické vlastnosti a rozměrovou stabilitu ve vlhkém prostředí ve srovnání s kompozitními materiály na bázi nylonu (PA)-.

CF PP: Typická aplikační pole

Plastová peleta LCF PP se svou lehkostí, vysokou{0}}pevností a vodivými vlastnostmi rychle nahrazuje kovy a jiné technické plasty v mnoha špičkových-výrobních oborech:

Automobilový průmysl:
Konstrukční součásti: Rám palubní desky (IP), držák předního modulu (FEM), přihrádka na baterii (zejména EV bateriový blok) a ochranná deska, rám sedadla, vnitřní panel zadních výklopných dveří (výtahové brány), sestava pedálů.
Okolí motoru: Lopatky a rám ventilátoru (věnec ventilátoru), kryt kapoty motoru.
Funkční součásti: Vodivé součásti palivového systému, pouzdro ECU (Electronic Control Unit) vyžadující stínění proti EMI.
Průmysl a strojírenství:
Manipulace s kapalinami: Používá se jako alternativa k nerezové oceli nebo litině k výrobě těles čerpadel, oběžných kol, ventilů atd. chemických čerpadel (s využitím její chemické odolnosti a pevnosti).
Automatizace/robotika: Mechanické komponenty ramen, lehká ozubená kola (s využitím své nízké hmotnosti a vysoké tuhosti).

Cvičení a volný čas:Produkty jako rámy dronů, komponenty jízdních kol a kajakové listy mají extrémně přísné požadavky na hmotnost a tuhost.

 

Elektronika a spotřební zboží:
Elektronické skříně: Pouzdra nebo vnitřní podpěry pro servery a komunikační zařízení.
Špičkové{0}}nářadí: Lehké a{1}}vysokopevné kryty pro profesionální-nářadí.

LCF PP (Polypropylen vyztužený dlouhými uhlíkovými vlákny) je vysoce-kompozitní materiál. Prostřednictvím technologie sítě s dlouhým vláknem skeleton úspěšně kombinuje nízkou cenu a chemickou odolnost PP matrice s extrémně nízkou hmotností, vysokou tuhostí, vysokou pevností a vodivostí uhlíkových vláken. Není to jen vylepšená verze plastových pelet LGF PP, ale také ideální řešení pro mnoho aplikací, které vyžadují vodivost, stínění nebo extrémně nízkou hmotnost, nahrazující tlakově lité kovy. Pochopení důležitosti zachování délky vlákna během zpracování je klíčem k plnému využití jeho potenciálu.

Kontaktujte nás a požádejte o cenovou nabídku