Introduire plusieurs résines résistantes aux hautes températures
2021-05-21
Dans l'industrie aérospatiale, afin de maximiser la capacité de charge limitée, le contrôle du poids de chaque composant est très strict. Les composites à base de résine sont de plus en plus utilisés dans ce domaine en raison de leurs excellentes propriétés globales. En plus des exigences très élevées pour les propriétés mécaniques du matériau, il existe également des exigences élevées pour la résistance à la température. Aujourd'hui, Changganger présente plusieurs résines courantes résistantes aux températures élevées.
Polyimide, nom anglais Polyimide (appelé PI), un type de polymère contenant un cycle imide (-CO-NH-CO-) dans la chaîne principale. C'est l'un des meilleurs matériaux polymères organiques avec des performances globales élevées. Il a une résistance à haute température de plus de 400 °C, une plage de températures d'utilisation à long terme de -200 à 300 °C, aucun point de fusion évident, des performances d'isolation élevées, une constante diélectrique de 3,0 à 103 Hz et une perte diélectrique uniquement. 0,004 à 0,007, appartenant à F à H.
Selon la structure chimique de l'unité répétitive, le polyimide peut être classé en trois types : polyimide aliphatique, semi-aromatique et aromatique. Selon les propriétés thermiques, il peut être divisé en polyimides thermoplastiques et thermodurcissables.
Polytétrafluoroéthylène, le nom anglais est Poly tétra fluoroéthylène, abrégé en PTFE. Si vous ne connaissez pas grand-chose à cette résine, vous connaissez peut-être très bien les alias Teflon et Teflon. C'est vrai, c'est le revêtement qui est couramment utilisé sur les poêles antiadhésives.
Ce matériau est résistant aux acides et aux bases et à divers solvants organiques et est presque insoluble dans tous les solvants. Dans le même temps, le PTFE présente les caractéristiques de résistance à haute température et son coefficient de frottement est extrêmement faible, il peut donc être utilisé comme lubrifiant et constitue également un revêtement idéal pour un nettoyage facile de la couche interne des conduites d'eau.
Son point de fusion atteint 327°C, sa stabilité à long terme peut être de -180 ~ 250°C.
Le polyphénylène éther est un plastique technique à haute résistance développé dans les années 1960. Son nom chimique est poly 2,6 – diméthyl – 1,4 – phényl éther, PPO (Polyphénylène Oxyde) ou PPE (Polypheylène éther). Connu sous le nom d'oxyde de polyphénylène ou d'éther de polyphénylène.
Il a une résistance thermique élevée, une température de transition vitreuse de 211 ° C, un point de fusion de 268 ° C, un chauffage à 330 ° C a tendance à se décomposer, plus la teneur en PPO est élevée, meilleure est la résistance à la chaleur, la température de distorsion thermique peut atteindre 190°C.
Le PPO est non toxique, transparent et relativement faible en densité, et a une excellente résistance mécanique, résistance à la relaxation des contraintes, résistance au fluage, résistance à la chaleur, résistance à l'eau, résistance à la vapeur d'eau et stabilité dimensionnelle. Il a de bonnes propriétés électriques dans une large gamme de température et de fréquence. Les principaux inconvénients sont un faible écoulement à l'état fondu et un traitement difficile. La plupart des applications pratiques sont MPPO (mélanges ou alliages de PPO). Par exemple, le PPO modifié par PS peut grandement améliorer les performances de traitement. Améliore la résistance aux fissures sous contrainte et aux chocs, réduit les coûts et ne réduit que légèrement la résistance à la chaleur et la brillance.
Le sulfure de polyphénylène est un sulfure de polyphénylène, une résine thermoplastique avec un groupe phénylthio dans la chaîne principale de la molécule, abrégé en PPS en anglais. Le sulfure de polyphénylène est un polymère cristallin.
La fibre non étirée présente une grande zone amorphe (cristallinité d'environ 5%), et un exotherme de cristallisation se produit à 125°C, la température de transition vitreuse est de 150°C ; et le point de fusion est de 281 ° C. La fibre étirée produit une cristallisation partielle pendant le processus d'étirage (augmenté à 30%), et le traitement thermique de la fibre étirée à une température de 130-230 ° C peut augmenter la cristallinité à 60-80 %. Par conséquent, la fibre étirée n'a pas d'exotherme significatif de transition vitreuse ou de cristallisation et a un point de fusion de 284 °C.
Avec l'augmentation de la cristallinité après étirage thermofixage, la densité de la fibre augmente en conséquence, de 1,33 g/cm³ avant étirage à 1,34 g/cm³ après étirage ; après traitement thermique, il peut atteindre 1.38g/Cm³. Retrait au moulage : 0,7% Température de moulage : 300-330 °C.
La température de distorsion thermique est généralement supérieure à 260 degrés et peut être utilisée dans une plage de températures de 180 à 220 °C. Le PPS est l'une des meilleures variétés résistantes à la chaleur dans les plastiques techniques.
Le polyétheréthercétone (en anglais poly-éther-éther-cétone, PEEK en abrégé) est un haut polymère composé d'une unité répétitive contenant une liaison cétone et deux liaisons éther dans la structure de la chaîne principale, et est un matériau polymère spécial. Il a une propriété physico-chimique telle que la résistance à haute température et la résistance à la corrosion chimique. C'est une sorte de matériau polymère semi-cristallin avec un point de fusion de 334 ° C, un point de ramollissement de 168 ° C et une résistance à la traction de 132-148 MPa. Il peut être utilisé comme matériau structurel résistant aux hautes températures et comme matériau isolant électrique. Le matériau de renforcement peut être préparé par mélange avec de la fibre de verre ou de la fibre de carbone. On utilise généralement un type de polymère de poly(éther d'arylène) obtenu par condensation avec un diphénol aromatique.
Le PEEK a une excellente résistance à la chaleur et une résistance aux températures élevées. Il peut être utilisé longtemps à 250 °C. La température instantanée peut atteindre 300 °C. Il a une rigidité élevée, une stabilité dimensionnelle et un faible coefficient de dilatation linéaire. Il est proche de l'aluminium métallique. Le PEEK a une bonne stabilité chimique. Il a une forte résistance à la corrosion aux acides, aux alcalis et à presque tous les solvants organiques, et possède les propriétés ignifuges et de résistance aux radiations. Le PEEK a une excellente résistance à l'usure par glissement et à l'usure de fretting, en particulier à 250 ° C. Haute résistance à l'usure et faible facteur de friction ; De plus, le PEEK est facile à extruder et à mouler par injection.
Le bismaléimide (BMI) est un autre type de système de résine dérivé du système de résine polyimide. C'est un composé bifonctionnel avec le maléimide (MI) comme groupe terminal actif. Une fluidité et une aptitude au moulage similaires peuvent être traitées par le même procédé général que la résine époxy, qui surmonte les inconvénients de la résistance thermique relativement faible de la résine époxy. Par conséquent, il a été rapidement développé et largement utilisé au cours des deux dernières décennies. .
L'IMC contient un noyau benzénique, un noyau hétérocyclique imide et une densité de réticulation élevée, de sorte que le produit durci a une excellente résistance à la chaleur, et sa Tg est généralement supérieure à 250 ° C, et la plage de température d'utilisation est d'environ 177 ° C à 232 ° C. L'éthylènediamine dans l'IMC aliphatique est la plus stable et la température de décomposition thermique (Td) diminue à mesure que le nombre de groupes méthylène augmente. Le Td de l'IMC aromatique est généralement supérieur à celui de l'IMC aliphatique, dont 2,4. Le Td des diaminobenzènes est plus élevé que les autres types. De plus, Td a une relation étroite avec la densité de réticulation, et Td augmente avec l'augmentation de la densité de réticulation dans une certaine plage.
La résine de furane est un terme général pour les résines produites à partir de stérols et de furfurals avec des anneaux de furane comme matières premières. Il durcit en solides insolubles et infusibles sous l'action d'acides forts. Les types sont les résines de stérol, les résines de furfural, les résines de fluorénone, la résine de fluorénone-formaldéhyde, etc.
Cet anneau est l'anneau de furane
Le matériau composite renforcé de fibres de verre furane résistant à la chaleur a une résistance thermique plus élevée que le matériau composite général renforcé de fibres de verre phénolique, et peut être utilisé pendant une longue période à environ 150 °C.
La résine cyanate est un nouveau type de résine thermodurcissable avec deux ou plusieurs groupes fonctionnels cyanate (-OCN) dans la structure moléculaire développée dans les années 1960. Sa structure moléculaire est : NCO-R-OCN ; La résine d'ester de cyanate est également appelée résine de triazine A, le nom complet de l'anglais est la résine de triazine A, la résine TA, la résine de cyanate, en abrégé CE.
L'ester de cyanate CE a d'excellentes propriétés mécaniques à haute température, une résistance à la flexion et une résistance à la traction supérieures à celles de la résine époxy bifonctionnelle; très faible absorption d'eau (<1,5 %) ; faible retrait au moulage, bonne stabilité dimensionnelle; résistance à la chaleur Bonnes propriétés, température de transition vitreuse de 240 ~ 260 ° C, jusqu'à 400 ° C, peut être durci à 170 ° C après modification; résistance à la chaleur et à l'humidité, ignifugation, adhérence très bonne et fibre de verre, fibre de carbone, fibre de quartz Les matériaux de renforcement tels que les moustaches ont de bonnes propriétés de liaison; excellentes propriétés électriques, constante diélectrique extrêmement faible (2,8 ~ 3,2) et tangente de perte diélectrique (0,002 ~ 0,008), et propriétés diélectriques en fonction de la température et de la fréquence des ondes électromagnétiques.
Les résines polyaryléthynyle (PAA) sont une classe de polymères à hautes performances formés par polymérisation par addition d'hydrocarbures éthynyl aromatiques. C'est un matériau idéal pour la résine à haute teneur en carbone résistante à l'ablation et renforcée de fibres, et est largement utilisé dans les matériaux aérospatiaux tels que les tuyères de fusées et les tuyères de moteurs de missiles.
La température dite élevée est relativement parlante. En général, la tenue en température du matériau composite à base de résine est légèrement inférieure à celle des matériaux composites tels que les matériaux à base de métal et de céramique. Cependant, le plus grand attrait des matériaux composites réside dans leur aptitude à la conception. Grâce à un processus de conception et de moulage raisonnable, ils peuvent développer leurs forces et éviter leurs faiblesses.
Aucun matériau n'est parfait, pas parfait, il y a donc place à amélioration. À l'avenir, grâce aux efforts conjoints de nombreux praticiens, de nouveaux matériaux verront le jour et les matériaux composites à base de polymères joueront certainement un rôle plus important.
La technologie stimule le développement social et les matériaux changent le monde !
Polyimide, nom anglais Polyimide (appelé PI), un type de polymère contenant un cycle imide (-CO-NH-CO-) dans la chaîne principale. C'est l'un des meilleurs matériaux polymères organiques avec des performances globales élevées. Il a une résistance à haute température de plus de 400 °C, une plage de températures d'utilisation à long terme de -200 à 300 °C, aucun point de fusion évident, des performances d'isolation élevées, une constante diélectrique de 3,0 à 103 Hz et une perte diélectrique uniquement. 0,004 à 0,007, appartenant à F à H.
Selon la structure chimique de l'unité répétitive, le polyimide peut être classé en trois types : polyimide aliphatique, semi-aromatique et aromatique. Selon les propriétés thermiques, il peut être divisé en polyimides thermoplastiques et thermodurcissables.
Polytétrafluoroéthylène, le nom anglais est Poly tétra fluoroéthylène, abrégé en PTFE. Si vous ne connaissez pas grand-chose à cette résine, vous connaissez peut-être très bien les alias Teflon et Teflon. C'est vrai, c'est le revêtement qui est couramment utilisé sur les poêles antiadhésives.
Ce matériau est résistant aux acides et aux bases et à divers solvants organiques et est presque insoluble dans tous les solvants. Dans le même temps, le PTFE présente les caractéristiques de résistance à haute température et son coefficient de frottement est extrêmement faible, il peut donc être utilisé comme lubrifiant et constitue également un revêtement idéal pour un nettoyage facile de la couche interne des conduites d'eau.
Son point de fusion atteint 327°C, sa stabilité à long terme peut être de -180 ~ 250°C.
Le polyphénylène éther est un plastique technique à haute résistance développé dans les années 1960. Son nom chimique est poly 2,6 – diméthyl – 1,4 – phényl éther, PPO (Polyphénylène Oxyde) ou PPE (Polypheylène éther). Connu sous le nom d'oxyde de polyphénylène ou d'éther de polyphénylène.
Il a une résistance thermique élevée, une température de transition vitreuse de 211 ° C, un point de fusion de 268 ° C, un chauffage à 330 ° C a tendance à se décomposer, plus la teneur en PPO est élevée, meilleure est la résistance à la chaleur, la température de distorsion thermique peut atteindre 190°C.
Le PPO est non toxique, transparent et relativement faible en densité, et a une excellente résistance mécanique, résistance à la relaxation des contraintes, résistance au fluage, résistance à la chaleur, résistance à l'eau, résistance à la vapeur d'eau et stabilité dimensionnelle. Il a de bonnes propriétés électriques dans une large gamme de température et de fréquence. Les principaux inconvénients sont un faible écoulement à l'état fondu et un traitement difficile. La plupart des applications pratiques sont MPPO (mélanges ou alliages de PPO). Par exemple, le PPO modifié par PS peut grandement améliorer les performances de traitement. Améliore la résistance aux fissures sous contrainte et aux chocs, réduit les coûts et ne réduit que légèrement la résistance à la chaleur et la brillance.
Le sulfure de polyphénylène est un sulfure de polyphénylène, une résine thermoplastique avec un groupe phénylthio dans la chaîne principale de la molécule, abrégé en PPS en anglais. Le sulfure de polyphénylène est un polymère cristallin.
La fibre non étirée présente une grande zone amorphe (cristallinité d'environ 5%), et un exotherme de cristallisation se produit à 125°C, la température de transition vitreuse est de 150°C ; et le point de fusion est de 281 ° C. La fibre étirée produit une cristallisation partielle pendant le processus d'étirage (augmenté à 30%), et le traitement thermique de la fibre étirée à une température de 130-230 ° C peut augmenter la cristallinité à 60-80 %. Par conséquent, la fibre étirée n'a pas d'exotherme significatif de transition vitreuse ou de cristallisation et a un point de fusion de 284 °C.
Avec l'augmentation de la cristallinité après étirage thermofixage, la densité de la fibre augmente en conséquence, de 1,33 g/cm³ avant étirage à 1,34 g/cm³ après étirage ; après traitement thermique, il peut atteindre 1.38g/Cm³. Retrait au moulage : 0,7% Température de moulage : 300-330 °C.
La température de distorsion thermique est généralement supérieure à 260 degrés et peut être utilisée dans une plage de températures de 180 à 220 °C. Le PPS est l'une des meilleures variétés résistantes à la chaleur dans les plastiques techniques.
Le polyétheréthercétone (en anglais poly-éther-éther-cétone, PEEK en abrégé) est un haut polymère composé d'une unité répétitive contenant une liaison cétone et deux liaisons éther dans la structure de la chaîne principale, et est un matériau polymère spécial. Il a une propriété physico-chimique telle que la résistance à haute température et la résistance à la corrosion chimique. C'est une sorte de matériau polymère semi-cristallin avec un point de fusion de 334 ° C, un point de ramollissement de 168 ° C et une résistance à la traction de 132-148 MPa. Il peut être utilisé comme matériau structurel résistant aux hautes températures et comme matériau isolant électrique. Le matériau de renforcement peut être préparé par mélange avec de la fibre de verre ou de la fibre de carbone. On utilise généralement un type de polymère de poly(éther d'arylène) obtenu par condensation avec un diphénol aromatique.
Le PEEK a une excellente résistance à la chaleur et une résistance aux températures élevées. Il peut être utilisé longtemps à 250 °C. La température instantanée peut atteindre 300 °C. Il a une rigidité élevée, une stabilité dimensionnelle et un faible coefficient de dilatation linéaire. Il est proche de l'aluminium métallique. Le PEEK a une bonne stabilité chimique. Il a une forte résistance à la corrosion aux acides, aux alcalis et à presque tous les solvants organiques, et possède les propriétés ignifuges et de résistance aux radiations. Le PEEK a une excellente résistance à l'usure par glissement et à l'usure de fretting, en particulier à 250 ° C. Haute résistance à l'usure et faible facteur de friction ; De plus, le PEEK est facile à extruder et à mouler par injection.
Le bismaléimide (BMI) est un autre type de système de résine dérivé du système de résine polyimide. C'est un composé bifonctionnel avec le maléimide (MI) comme groupe terminal actif. Une fluidité et une aptitude au moulage similaires peuvent être traitées par le même procédé général que la résine époxy, qui surmonte les inconvénients de la résistance thermique relativement faible de la résine époxy. Par conséquent, il a été rapidement développé et largement utilisé au cours des deux dernières décennies. .
L'IMC contient un noyau benzénique, un noyau hétérocyclique imide et une densité de réticulation élevée, de sorte que le produit durci a une excellente résistance à la chaleur, et sa Tg est généralement supérieure à 250 ° C, et la plage de température d'utilisation est d'environ 177 ° C à 232 ° C. L'éthylènediamine dans l'IMC aliphatique est la plus stable et la température de décomposition thermique (Td) diminue à mesure que le nombre de groupes méthylène augmente. Le Td de l'IMC aromatique est généralement supérieur à celui de l'IMC aliphatique, dont 2,4. Le Td des diaminobenzènes est plus élevé que les autres types. De plus, Td a une relation étroite avec la densité de réticulation, et Td augmente avec l'augmentation de la densité de réticulation dans une certaine plage.
La résine de furane est un terme général pour les résines produites à partir de stérols et de furfurals avec des anneaux de furane comme matières premières. Il durcit en solides insolubles et infusibles sous l'action d'acides forts. Les types sont les résines de stérol, les résines de furfural, les résines de fluorénone, la résine de fluorénone-formaldéhyde, etc.
Cet anneau est l'anneau de furane
Le matériau composite renforcé de fibres de verre furane résistant à la chaleur a une résistance thermique plus élevée que le matériau composite général renforcé de fibres de verre phénolique, et peut être utilisé pendant une longue période à environ 150 °C.
La résine cyanate est un nouveau type de résine thermodurcissable avec deux ou plusieurs groupes fonctionnels cyanate (-OCN) dans la structure moléculaire développée dans les années 1960. Sa structure moléculaire est : NCO-R-OCN ; La résine d'ester de cyanate est également appelée résine de triazine A, le nom complet de l'anglais est la résine de triazine A, la résine TA, la résine de cyanate, en abrégé CE.
L'ester de cyanate CE a d'excellentes propriétés mécaniques à haute température, une résistance à la flexion et une résistance à la traction supérieures à celles de la résine époxy bifonctionnelle; très faible absorption d'eau (<1,5 %) ; faible retrait au moulage, bonne stabilité dimensionnelle; résistance à la chaleur Bonnes propriétés, température de transition vitreuse de 240 ~ 260 ° C, jusqu'à 400 ° C, peut être durci à 170 ° C après modification; résistance à la chaleur et à l'humidité, ignifugation, adhérence très bonne et fibre de verre, fibre de carbone, fibre de quartz Les matériaux de renforcement tels que les moustaches ont de bonnes propriétés de liaison; excellentes propriétés électriques, constante diélectrique extrêmement faible (2,8 ~ 3,2) et tangente de perte diélectrique (0,002 ~ 0,008), et propriétés diélectriques en fonction de la température et de la fréquence des ondes électromagnétiques.
Les résines polyaryléthynyle (PAA) sont une classe de polymères à hautes performances formés par polymérisation par addition d'hydrocarbures éthynyl aromatiques. C'est un matériau idéal pour la résine à haute teneur en carbone résistante à l'ablation et renforcée de fibres, et est largement utilisé dans les matériaux aérospatiaux tels que les tuyères de fusées et les tuyères de moteurs de missiles.
La température dite élevée est relativement parlante. En général, la tenue en température du matériau composite à base de résine est légèrement inférieure à celle des matériaux composites tels que les matériaux à base de métal et de céramique. Cependant, le plus grand attrait des matériaux composites réside dans leur aptitude à la conception. Grâce à un processus de conception et de moulage raisonnable, ils peuvent développer leurs forces et éviter leurs faiblesses.
Aucun matériau n'est parfait, pas parfait, il y a donc place à amélioration. À l'avenir, grâce aux efforts conjoints de nombreux praticiens, de nouveaux matériaux verront le jour et les matériaux composites à base de polymères joueront certainement un rôle plus important.
La technologie stimule le développement social et les matériaux changent le monde !
