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环氧基复合材料和聚酯基复合材料有何区别?

发表时间:2020-07-31  |  点击率:104
  纤维树脂基复合材料一般由两种材料组成,一种是增强纤维如(碳纤维、芳纶、玻璃),另外一种是基体树脂,虽然复合材料性能主要取决于增强纤维,但树脂基体也起到一定作用,因为它决定了复合材料的耐温性、透气性和成品的其他特性。
 
  按照力学性能和应用领域,树脂基体可以分为两大类,环氧树脂和聚酯树脂,两种树脂特点如下:
 
  环氧树脂——树脂,用于制造F1赛车、波音飞机、专业自行车车架、专业冲浪板,并为其他产品提供高品质、强度和低重量的元件。
 
  聚酯树脂——低级树脂,用于制造不需要满足某些特殊结构要求的大型元件(如浴缸、大型水箱、滑梯等)。
 
  在市场上约有90%的产品是用聚酯树脂(聚酯基复合材料)生产的,而只有10%左右的产品是用环氧树脂(环氧基复合材料)生产的。由于聚酯树脂的价格只有环氧树脂的一半,它们经常被应用于制造实际上应该由其他材料(如进气管、摩托车零件、碳纤维罩、碳纤维复合材料等)制成的产品。
 
  是什么使这些树脂和产品与众不同?
 
  其一、耐温性
 
  尽管有一些聚酯树脂表现出更好的耐高温性能,但在更极端的温度下,聚酯复合材料往往变得柔软。
 
  环氧树脂具有高达300摄氏度的耐温性。在高温处理数小时后,环氧树脂产品即可完全硬化。高温还可以提供回火,提高产品的耐高温性能。因此,涡轮供气组件由环氧树脂制成。
 
  其二、抗弯曲
 
  由环氧树脂制成的产品具有更好的抗弯强度和更高的刚性。聚酯树脂具有固化时间短和收缩率高的特点,这会导致应力、树脂微裂纹和树脂/纤维(微孔)的黏合不牢等。
 
  聚酯树脂经过快速固化后会产生放热反应,有时也可能导致燃烧。这实际上对层压板的强度有负面影响。但这种问题不会出现在环氧树脂复合材料中,环氧树脂会缓慢硬化,不会引起应力和微裂纹,并最终完全附着在纤维上。
 
  事实上,不同的树脂基体与纤维之间的粘合性和结合强度导致了环氧树脂具有非常理想的特性,因为在碳纤维/环氧树脂复合材料中,每一根碳纤维都能被树脂分子完全包围。
 
  其三、重量
 
  大多数聚酯树脂是用玻璃纤维毡加固的,玻璃纤维毡是由玻璃纤维和粘合剂粘合而成。复合材料中树脂的增强比至关重要。复合材料(如玻璃复合材料、碳纤维复合材料等)中增强体越多,树脂越少,产品的强度就越高,重量比也就越大。由聚酯树脂和玻璃纤维毡制成的产品结构中纤维含量仅为15-20%。这意味着这种聚酯层压板含有高达80%的树脂。
 
  而在由环氧树脂和纤维(玻璃纤维和碳纤维)制成的产品可以含有40%到60%的纤维。这也就意味着,由聚酯基复合材料制成的重500克的聚酯层压板,其强度仅为由环氧树脂复合材料制成的重500克的环氧层压板的一半。而为确保聚酯基复合材料制成的产品的强度与环氧树脂制成的产品的强度相对应,则其重量需要加倍。
 
  其四:稳定性
 
  你有没有听说过赛车的层压面罩不合身?它通常是由聚酯树脂在固化过程中的高收缩引起的,并在产品和模具的制造过程中产生重大影响。然而,环氧树脂并不会引起这些问题。
 
  其五:粘结强度
 
  你知道强力的粘合剂是环氧树脂吗?你可能不知道飞机部件是用环氧树脂粘合剂连接在一起的,这种粘合剂具有非同寻常的独特性能。对于汽车工业中常用的粘结元件,这一点尤为重要。
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