+7 499 113 71 60
Сертификат
качества
Бесплатная
консультация
Лидер
в области
Связаться

Пултрузия композитных материалов

Что такое пултрузия композитных материалов, для чего она нужна и каковы ее характерные особенности. Какое оборудование используется в технологических процессах.

Суть технологии

Пултрузия – действенный способ производства композитных материалов. Это непрерывный процесс формообразования длинномерных изделий путем протягивания волокнистого материала через калиброванную фильеру. Этим методом получают обычно изделия с постоянным по длине поперечным сечением, однако за счет изменения конфигурации калибрующего отверстия или дополнительных воздействий на формуемый материал возможно изготовление изделий с изменяющимся профилем сечения. Другое название данной технологии – «протяжка». Она позволяет производить профили самого разного предназначения – для окон, различных конструкций и строительных работ. Характерное отличие данной технологии – ее экономичность при изготовлении композитной продукции.

Пултрудируемые изделия отличаются высокой удельной жесткостью и прочностью, поскольку материал в них имеет практически идеальную однонаправленную структуру и предельно возможную степень наполнения (до 70% об.). Дополнительный эффект упрочнения создается за счет натяжения волокон.

В качестве связующих при пултрузии используют преимущественно термореактивные полимеры (полиэфирные, эпоксидные, фенольные). Скорость отверждения полимерного связующего является важным фактором, определяющим производительность процесса формообразования. За счет применения эффективного нагрева и связующих с высокой скоростью отверждения достигают скоростей пултрузии до 6 м/мин. Обычная скорость протягивания находится в диапазоне 0,6-1,2 м/мин.

Производственный процесс протяжки – автоматическая обработка, для которой не требуются значительные трудовые затраты. Оборудование включает в себя приспособление, подающее волокно, ванну для полимеров, преформовочное приспособление, разогретую прессформу (фильеру), а также синхронизированное тянущее и отрезное устройства.

Протяжке, как правило, подвергают виниловые, полиэфирные и эпоксидные смолы. В наши дни все чаще применяются особые составы для пултрузии, содержащие специальные компоненты для затвердевания – они позволяют ускорить производительность более чем до 4 м за минуту (в отличие от 1 м на установках ранних образцов).

Технологические особенности

Волоконные нити или маты поступают с катушек и проходят через ванну, в которой происходит их пропитка полимерным составом перед намоткой композитов. После пропитки материал получает необходимую форму в преформовочном устройстве, его волокна выравниваются. Вслед за этим еще не отвердевший материал обрабатывается подогретым фильером. К последнему присоединено несколько нагревательных устройств (как правило, 4-6), образующих несколько участков нагрева, что позволяет обеспечить оптимальный режим полимеризации. Параметры рабочих температур задаются автоматически, соответственно конкретной цели. Сходным образом с процессом экструзии полимеров происходит саморазогрев полимерного материала в связи с экзотермической реакцией.

Специфика технологии

Среди сравнительных минусов данной технологии можно назвать ограниченную скорость выработки. Это обусловлено требованиями к качеству изделий и параметрами полимеризации компонентов. В то же время использование крупных установок позволит синхронно обрабатывать несколько профилей, повышая тем самым общую производительность.

В последние годы активно разрабатываются технологические основы пултрузии изделий из армированнных термопластов. Применение термопластичных полимеров в качестве связующего привлекательно тем, что не требуется их отверждение, однако тепловые условия формообразования в этом случае также являются решающими и в существенной мере регламентируют производительность процесса. Поэтому реально достигнутые скорости пултрузии профильных изделий из армированных термопластов не превышают значений, обычных для пултрузии изделий из композитов с термореактивными матрицами.

В качестве наполнителей обычно используют непрерывные волокна (стеклянные, углеродные, арамидные или иные) в виде нитей или ровинга. Применяются также тканые (в виде ленты) и комбинированные (в виде слоев ровинга или тканей и рубленных волокон) наполнители. Наличие волокон, ориентированных в направлении оси пултрудируемого изделия, является необходимым условием формообразования по данному методу.

Процесс осуществляют на специальном оборудовании — пултрузионных установках. Грамотное сочетание скоростного режима, температур, компонентов и пропитки полимером и условия обработки имеют решающее значение на качество получаемого в итоге композита. Специалисты инженерного бюро ПКТ помогут с выбором и расчетом процессов формообразования изделий.

Leave a Reply