Conceptos básicos sobre composites reforzados con fibra de carbono
El polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) es un material compuesto formado por el uso de fibra de carbono o tela de fibra de carbono como refuerzo y resina, cerámica, metal, cemento, carbono o caucho como matriz. .
Es una fibra de alto rendimiento que se utiliza más en la construcción de edificios. Las fibras orgánicas en la atmósfera protectora se carbonizan mediante tratamiento térmico bajo tensión aplicada para convertirse en fibras de carbono que tienen un contenido de carbono del 90% o más.
Los materiales de CFRP se usaron originalmente en la industria aeroespacial, y esta tecnología ha madurado en la década de 1970. En la década de 1960, los Estados Unidos comenzaron a aplicar materiales de CFRP en el campo de la ingeniería civil. Sin embargo, los resultados experimentales no fueron satisfactorios en ese momento, y el costo de la prueba fue muy alto. Por lo tanto, la investigación y la aplicación de materiales de FRP en el campo de la ingeniería civil no progresaron mucho en las siguientes dos décadas. No fue sino hasta la década de 1980 que países como Europa, Estados Unidos, Japón y Australia comenzaron a prestar atención a la investigación aplicada relacionada.
一. Tipo y estructura de CFRP
¿Cómo se hace CFRP? En primer lugar, la fibra de carbono es solo un tipo de fibra y es imposible fabricar piezas utilizándola solo. Por lo tanto, la fibra de carbono se usa como material compuesto junto con la resina. Dependiendo del tipo de resina utilizada, y la variedad y el estado de la fibra de carbono, que se puede hacer en diversas formas, tales como telas tejidas y fibras cortas, las propiedades de CFRP producidas también son muy diferentes. Hay cuatro sustratos intermedios principales (materiales de moldeo). Los principales métodos de moldeo correspondientes a estos sustratos intermedios y materiales de moldeo también son diferentes.
二. Termoestable y termoplasticidad
Hay dos tipos de resinas utilizadas en CFRP, una es una resina termoendurecible, como una resina epoxi o una resina de poliéster insaturado, y la otra es una resina termoplástica como polipropileno (PP) o poliamida (PA). Las propiedades de estas dos resinas varían.
La resina termoendurecible es un monómero de baja viscosidad en la etapa de impregnación de fibra de carbono, y luego se polimeriza con calentamiento en el momento del moldeo para convertirse en un polímero (resina). Como la reacción de polimerización lleva cierto tiempo, el ciclo de moldeo suele ser largo. El tiempo de calentamiento es de 2 a 4 horas utilizando el método de autoclave utilizado en la fabricación de piezas estructurales de aviones.
Cuando se usa una resina termoplástica, la moldura es básicamente la misma que la del moldeado de resina habitual, y el moldeo por inyección del miembro de pequeño tamaño se puede completar en 10 segundos, e incluso se puede formar un miembro de gran tamaño muy grande. en 1 minuto a varios minutos. Completado adentro. Debido a la alta eficiencia de procesamiento, es fácil lograr una reducción de costos. Sin embargo, las resinas termoplásticas tienen viscosidades de fusión más altas que las resinas termoendurecibles, por lo que se deben usar prensas grandes cuando se procesen piezas de gran tamaño.
