ansys復合材料塑性的案例
第三屆熱塑性復合材料國際研討會-江蘇君華特塑攜連續(xù)CF/PEEK熱塑性復合材料參加
第三屆熱塑性復合材料國際研討會
江蘇君華特塑攜連續(xù)CF/PEEK熱塑性復合材料參加
2021年11月25上午，第三屆熱塑性復合材料國際研討會在上海拉開帷幕，以“高性能熱塑性復合材料助力中國大飛機輕盈翱翔”為會議主題。來自國內外行業(yè)企事業(yè)單位、大學及科研院所的代表200余人參加會議，其中171位代表來到與會現(xiàn)場。
研討會由中國商飛、中航復合材料有限責任公司、四川大學、北京航空航天大學、中航工業(yè)五家單位共同主辦，由國際先進材料與制造工程學會（SAMPE）北京分會承辦。
01、CFRTP研討會
▲ 開幕式主持人：肖輝江主任，中國商飛
中國商飛肖會江主任發(fā)表開幕式祝詞。肖主任表示，熱塑性復合材料已成功應用于A380、A350等飛機的機翼前緣、機身連接角片等結構，近年來逐漸向主承力、大部件等結構驗證快速發(fā)展，熱塑性復合材料、設計和工藝技術的突破也日新月異，應用前景廣闊。
▲ 楊洋研究員，中國商飛，熱塑性復合材料制造工藝及應用
肖主任指出：“熱塑性復合材料是一個涉及到專用樹脂、專用纖維、專用裝備、預浸料制備、復材成型、制件連接、結構設計、壽命預測以及部件回收的一個巨大產業(yè)網絡，任何的單點突破都不足以推動整個產業(yè)鏈的前進。因此，只有產業(yè)鏈上下游單位攜手，共同努力，產學研共同融合，才能實現(xiàn)我國高性能熱塑性復合材料的整體發(fā)展，助力中國大飛機輕盈翱翔。”
中國商飛劉傳軍博士、中國科學院大連化學物理研究所周光遠博士、GKN航空FOKKER航空結構公司民用航空機身全球研發(fā)主任安特·奧弗瑞葛博士做特邀報告。
展開 技術鄰周報 第6期：XFEM/復合材料/Abaqus/優(yōu)化設計/Python/彈塑性/Ansys...
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1、案例解析：如何使用XFEM擴展有限元模擬復合材料裂紋擴展
作者：君莫-復合材料力學
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1806011
復合材料層合板的失效模式十分復雜，常見的有分層破壞，基體開裂，脫粘，局部屈曲等。這些不同形式的失效，給建立準確且有效的數值模型帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因為上述這些失效形式，在工程應用中往往會同時出現(xiàn)在復合材料結構中，但這些失效模型的尺度往往不同。例如，分層破壞的擴展經常是以厘米為單位的，而伴隨著分層破壞同時發(fā)生的基體開裂的尺度則會遠小于此，并且加速分層破壞的擴展。
2、Abaqus中的“街溜子”單元
作者：USim
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1805823
Abaqus的Special-Purpose Elements之中，有一種非常奇怪的Surface單元，它沒有材料，沒有厚度、也沒有剛度。
在有限元軟件中，如果沒有這些基本的結構屬性，意味著沒有多少用，因為它不能代表真實世界中的任何物體，甚至極其微小的載荷都能使它產生無限的變形。
3、海工平臺的數字孿生應用
作者：
安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1804171
海工平臺是世界工業(yè)高技術應用的代表性產品之一，也是世界單體價值最高的產品之一。到目前為止，世界上能夠開展海工平臺設計和制造的國家并不多。海工平臺的高價值決定了其運營維護的重要性，海工平臺數字孿生解決方案是實現(xiàn)海工平臺全壽命運維管理的重要途徑。
展開 IACMI復合材料研究所宣布啟動熱塑性復合材料研究項目
IACMI，與杜邦高性能材料，F(xiàn)ibrtec公司和合作伙伴美國普渡大學宣布在降低生產成本的推出有兩個重點選擇的第一個項目和增加了對汽車復合材料的設計靈活性。在這兩個領域的進步可以開拓新的機會，并成為復合材料部件的大規(guī)模部署的推動者。
多重因素，包括成本和設計約束，在大批量汽車應用中采用復合材料存在障礙。這個新IACMI項目將通過一個完全不同的方法來制造碳纖維復合材料與今天那些目前正在使用的同時滿足這些關鍵領域。這項工作將建立在差異化技術的協(xié)同效應。通過Fibrtec制造柔性涂覆纖維束將形成用快速形成織物（RFF）技術與專有聚酰胺樹脂既由DuPont沿柔性 織物預浸料。最終成分將受益于絲束制造工序的增加生產速度和導致制造費用較低的織物形成過程。用這種方法制成的復合材料部件已示出當由傳統(tǒng)技術合并到具有低空隙和良好的機械性能。柔性織物預浸漬體也已顯示出具有在成型實驗良好懸垂行為。在研究者普渡大學復合材料制造與仿真中心將與團隊一起建模和驗證懸垂性和部件性能。
高循環(huán)時間進行生產連續(xù)碳纖維熱塑性復合材料的增加成本。使用新興浸漬和絲束涂層和織物形成的新方法的材料可望高容量的復合材料的顯著降低生產成本。“通過利用所有的項目合作伙伴的優(yōu)勢，我們要創(chuàng)造高容量，低成本熱塑性復合材料汽車零部件獨特的商業(yè)上可行的路徑的潛力，說：” 揚Sawgle，杜邦高性能材料，項目經理。
行業(yè)合作伙伴一直熱心參與項目建議利用IACMI資源和對高沖擊先進復合材料部署成員協(xié)作。“通過與業(yè)界合作，以解決制造方面的挑戰(zhàn)，我們正在推進清潔能源的創(chuàng)新，這將有助于推動美國制造業(yè)和競爭力，說：” 克雷格·藍 IACMI，復合材料研究所首席執(zhí)行官。
展開 用于混凝土的可彎曲熱塑性復合材料增強材料
易于彎曲的熱塑性復合材料棒材和電纜，用于加固和預應力混凝土，徹底改變了施工的耐久性。
Sireg（Arcore，意大利）和Arkema（法國Colombes）聯(lián)手開發(fā)和制造用于混凝土的復合鋼筋（鋼筋）以及使用熱塑性樹脂Elium by Arkema代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱固性溶液的預應力混凝土應用電纜。
復合鋼筋和電纜不會生銹或腐蝕，對雪清除鹽和用于除冰的化學品相對不敏感，并且具有有趣的重量與強度比。當考慮生命周期成本時，這些性能已經使它們成為經濟可行且更有效的環(huán)氧涂層鋼筋替代品。
圖1：玻璃/鉺復合棒
復合增強材料的使用還允許使用海水代替淡水，并在混凝土攪拌中使用鹽污染的聚集體。這對世界上淡水稀缺的沿海或干旱地區(qū)具有重要意義。
主要優(yōu)點：
> Elium鋼筋可以重新加熱然后彎曲，降低定制形狀的成本
> TP復合材料可以將棒組裝成柔性電纜
>混凝土預制設備與用于鋼絞線的設備相同
>用于預應力的TP復合材料徹底改變了建筑的耐久性
此外，最近出版的新標準為復合材料鋼筋和電纜在鋼筋混凝土和預應力混凝土中的廣泛應用鋪平了道路。預計這種類型的應用程序將在未來幾年內顯著增長，并成為全球復合材料部署的主要領域之一。
例如，拉擠成型占北美復合材料最終產品市場總量的3％，2016年估計價值7.9億美元。分析師預計到2020年復合年增長率約為5％，達到10.5億美元，其中建筑和基礎設施成為主要增長點部門。
圖2：玻璃/鉺棒的拉擠成型
2016年全球玻璃鋼螺紋鋼市場規(guī)模估計為5304萬美元，預計到2021年將達到9100萬美元，2016年至2021年的復合年增長率為11.40％。市場增長歸因于新的FRP螺紋鋼需求增長，北美的結構缺陷和功能過時的橋梁，以及高速公路，橋梁和建筑物以及海洋結構和海濱應用等其他應用。
展開 
江蘇君華特塑CF/PEEK熱塑性復合材料榮獲材料類SAMPE中國創(chuàng)新入圍獎
基于君華特塑多年來在聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亞胺（PI）樹脂、型材及制品的應用開發(fā)經驗，未來在高性能熱塑性CF/PEEK復合材料板材產品的結構、外觀、工藝及選材設計方面會加速發(fā)展，并且通過向市場及潛在客戶宣傳CF/PEEK熱塑性復合材料相比于傳統(tǒng)熱固性復合材料以及合金的特性優(yōu)點來拓寬應用市場，占據更多的市場份額，同時需要調研鋪絲鋪帶、連續(xù)纖維纏繞成型及預浸料連續(xù)成型等工藝設備，建立更加完善的復合材料品質檢測控制手段。以創(chuàng)新為內在驅動CF/PEEK高性能熱塑性復合材料產業(yè)及應用進程！
展開 焊接技術用于熱塑性復合材料
AGC公司發(fā)明了一種低成本熱塑性復合材料的焊接技術。該技術所用設備和材料比較低廉，而且焊接結構強度高，剛度好，抗疲勞性能好。
AGC是一家為航空航天和國防提供飛機結構構件、組件及裝配的供應商。最近，AGC公司成功地發(fā)明了一種應用于熱塑性復合材料的低成本焊接技術。
國家航空航天技術開發(fā)項目，英國皇家復合材料研究中心，TenCate先進復合材料以及勞斯萊斯公司共同資助了‘CoFusion’項目。該項目證實，碳/聚苯硫醚(PPS)復合加熱成形組件運用電阻焊原理可以被可靠地焊接，形成復雜的組裝結構，而不需要填充金屬網格或嵌入物。
據報道，試樣測試表明焊接組件具有一致的高強度和抗疲勞性能。使用的設備和材料都比較低廉，另外，加熱到焊接溫度僅僅需要三分鐘。該技術不僅僅可以用在平面組件上，也可以用于平面板與曲率大組件焊接。AGC公司強調，所有的焊縫都是高質量的，沒有空隙的，并且達到了超聲波無損檢測技術（NDT）規(guī)范。
在項目期間，公司運用新焊接技術生產出的三明治板結構跟同樣的鉚接板結構通過抗扭強度以及抗疲勞性能測試比較兩者性能。在測試中，焊接組件有更高的剛度，強度更是5倍的鉚接組件。而且，焊接構件的疲勞性能也很優(yōu)越，在350000次循環(huán)周期內沒有異常，而鉚接部分在50000次循環(huán)周期內就出現(xiàn)了損傷。
環(huán)氧樹脂固化劑廠家https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=hysz
展開 熱塑性復合材料成型工藝
為解決浸漬問題，熱塑性復合材料通常采用預浸漬的方式，將樹脂與纖維混合，制備成粒料，片材等半成品材料。再根據不同的工藝要求成型。
熱塑性復合材料原料及工藝過程
FRTP的原材料種類與纖維長度形態(tài)關系
FRTP粒料的制備方法
?增強粒料的制造要求：
① 玻璃纖維能均勻地分散于樹脂之中。
② 玻璃纖維與樹脂應盡可能包覆或粘結牢固。
③ 制造過程中應盡可能減少對玻璃纖維的機械損傷，盡可能減少對樹脂分子的降解。
?熱塑性增強塑料粒料的分類：
短纖維型（分散型增強粒料）：指玻璃纖維和高分子樹脂通過混煉，在此過程中玻璃纖維被折斷，以長度為O.25～O.5 mm的短玻璃纖維形式，均勻地分散于樹脂中，適宜于柱塞式注射成型機用(當然也可以用于螺桿式注射成型機)。
? 短纖維型增強粒料是為解決高熔融粘度樹脂的長纖維型粒料因纖維在樹脂中分散不好易引起制品性能和外觀不
理想而產生。
? 短纖維型粒料具有較好的成型加工性和表面平滑性，用柱塞式和螺桿式注射成型機均可成型。但纖維在造粒時磨損嚴重、長度短，制品強度不高；由于短纖維型粒料的加工流動性較好，適合于制造壁薄和形狀復雜的制品
短纖維增強熱塑性塑料粒料的制造方法
(1)短切纖維原絲單螺桿擠出法
工藝：將短切GF原絲與樹脂按設計比例加入到單螺桿擠出機中混合、塑化、擠出條料、冷卻后切粒。對于粒料樹脂，要重復2～3次才能均勻。對于粉末狀樹脂，則可一次性擠出造粒。
優(yōu)點：纖維和樹脂混合均勻，能適應柱塞式注射機生產；
缺點：GF受損傷較嚴重，生產速度較低，勞動條件差，粉末樹脂和GF易飛揚。
纖維在造粒時磨損嚴重，長度短，制品強度不高；加工流動性好，適合于制造薄壁和形狀復雜的制品。
展開 “風景”無限的熱塑性復合材料
鋁是一種昂貴的原材料，而且在彎曲成復雜形狀方面比鋼鐵更具挑戰(zhàn)性。另一方面，為了保護環(huán)境，處理用于防止腐蝕的陽極化化學品是一項重大的額外成本。其制造過程長且復雜，模具成本高。此外，增加功能的工作需要使用通過附加組裝步驟應用的附加硬件。
每一輛乘用車的制造和型號都使用略微不同的形狀和長度的軌道，因此天窗制造商必須在給定的天窗模塊的生產運行期間生產和儲存大量的庫存。
新的軌道概念
基于其他成功的天窗框架從鋁到復合材料在更小尺寸的移動玻璃天窗系統(tǒng)上的轉換，Webasto的團隊決定進行一項研究，看看在卷簾天窗系統(tǒng)上是否還有更大的側軌可能轉換為復合材料。（前后橫梁已在這種系統(tǒng)上轉換為復合材料——通常是玻璃纖維增強聚丙烯GR-PP。）目標是增加功能，減少制造步驟和零件數量，降低成本和零件重量，且仍符合OEM的性能要求。
研究小組首先研究了導軌的功能和運行條件，并確定了導軌最關鍵的特性，即導軌能夠促進電動遮陽傘的平穩(wěn)運動，使前后、左右方向的運動方向一致。要做到這一點，軌道需要精確的幾何形狀和沿其整個長度的恒定截面，其長度可以大于一米。此外，軌道必須有足夠的結構以提供與其他天窗/組件的安全連接，包括前后天窗橫梁和天窗結構本身、電機機構、天窗玻璃和頂蓋。為了滿足OEM的要求，機動遮陽傘必須在低滑移噪聲水平下工作，以減少機艙內部的噪音/振動/刺耳的聲音（NVH）。
首先拋棄了熱固性基體和熱塑性塑料。與熱塑性復合材料相比，熱固性復合材料的密度較高，成型周期較慢，需要更多的模具后整理。其還可能產生霧化和揮發(fā)性有機化合物（VOC）排放。
展開 漢諾威首次展示特殊熱塑性復合材料
Handtmann Elteka首次展示基于聚酰胺的Hicompelt，豐富的復合材料的世界。6廳，在漢諾威工業(yè)博覽會展臺C28。
Hicompelt是復合基于高度液體澆鑄尼龍PA作為Handtmann Elteka報道其矩陣6C或更高質量的PA 12C Lauramid。特別高的纖維體積分數達65％可以與此節(jié)目首播來實現(xiàn)。
與所選擇的基質中的碳，玻璃或混纖織物滲透，并在endkoturnah特殊近凈形狀的過程進行處理。還典型的金屬插入件可以被集成，從而形成適合于安裝官能或其他的組件。有趣的是，這種方法是特別是考慮到相對較低的工藝和材料成本。
高強度輕質部件
在T-RTM工藝（熱塑性樹脂傳遞模塑），該矩陣是第一剛剛在時間熔化，他們說，在又液體滲透在預成型稀松布。此后，該組件將按壓。從壓機中取出后，部分需要返工少。只有3分鐘，大批量的周期時間，因此可能的工具說的參展商。
是Hicompelt根據Handtmann Elteka不僅僅是用于汽車和航天工業(yè)輕質結構和需要高構件強度，但盡可能低的部件重量的應用的所有領域。將測試材料相關的高科技首映已經作為新一代著名的德國汽車制造商的汽車的金屬部件的替代品。
經濟修復
通過能夠整合插入塑料正義，復合材料也可以被可靠地或者與相鄰的金屬零件鉚接或焊接。此外，工作Elteka工程師是怎么回事，目前有進一步的改進，更輕的結構部件，包括飛機，在它的景點。
不像其他的復合材料部件Hicompelt可以通過焊接被修復。通過這個機會，損壞的零件應NICH完全取代。一個不能忽視的組成部分大聲Handtmann Elteka以后需要管理。因為它是，基質是熱塑性材料，同樣通過從纖維織物重熔相對容易地分離。
環(huán)氧樹脂固化劑廠家https://www.hongyantu.com/index.php?
展開 熱塑性復合材料首次用于戰(zhàn)斗機
日前，GKN Aerospace公司向貝爾直升機公司（Bell Helicopter）的V-280 Valor傾轉旋翼戰(zhàn)斗機交付了一對采用熱塑性復合材料制造，經感應焊接而成的蝶形尾翼（V型尾翼）方向升降舵（Ruddervators），以及兩個由回收熱塑性復合材料經模壓成型工藝制造的蓋板。
GKN Aerospace公司已為貝爾V-280 Valor機型設計并制造了全熱固性復合材料的蝶形尾翼。最新開發(fā)的熱塑性復合材料方向升降舵（用來對蝶形尾翼的翼面進行控制）和蓋板部件是為計劃于今年進行的飛行測試專門生產的示范件。GKN表示，V-280將成為全球首架應用熱塑性復合材料的軍用飛機。
“我們非常榮幸能在全球率先將熱塑性復合材料的前沿技術應用到最先進的V-280 Valor戰(zhàn)斗機的飛行測試中，”GKN Aerospace公司首席執(zhí)行官John Pritchard表示。
玻璃纖維展會https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16020.html
兩件模壓蓋板部件的原材料，由生產方向升降舵所產生的廢料經回收處理獲得，相關技術由荷蘭Saxion大學的熱塑性預浸料模壓循環(huán)研究項目組開發(fā)。GKN為該項目的參與單位之一。
據報道，熱塑性復合材料技術在軍機平臺上的使用將為其在國防軍工領域的應用創(chuàng)造更多的機會，同時，這也預示著，熱塑性復合材料將在重量、成本、生產周期和環(huán)境影響方面展現(xiàn)更大的優(yōu)勢。
除了示范項目之外，GKN的全球設計團隊表示其還將協(xié)助貝爾公司對蝶形尾翼進行進一步的設計優(yōu)化。
展開 連續(xù)CF/PEEK碳纖維熱塑性復合材料
根據現(xiàn)今市場的需求，與熱固性樹脂基復合材料相比，熱塑性復合材料具有高韌性、高抗沖擊和損傷容限、無限預浸料存儲期、成型周期短、生產效率高、易修復、廢品可回收再利用等眾多優(yōu)點。熱固性復合材料往往存在成型周期長、沖擊韌性差、預浸料存放時間短、不能重復使用、局部損傷難于修復等一系列缺點，所以，人們在逐漸認識到熱塑性復合材料的獨特優(yōu)點后，熱塑性聚合物復合材料備受國內外研究人員的關注，尤其是金字塔頂端的航空、航天用高性能熱塑性樹脂基復合材料，如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）等。
1、良好的斷裂延伸率和斷裂韌性
PEEK作為高性能熱塑性聚合物的代表，其斷裂韌性可達2.0 KJ/m，是環(huán)氧樹脂的20倍。
2、優(yōu)異的抗分層能力和抗疲勞性
PEEK有著較好的耐沖擊性，它是耐熱樹脂中耐沖擊性較好的一種。同時PEEK的剛性大，尺寸穩(wěn)定性好，線脹系數較小，具有優(yōu)異的長期抗蠕變和抗疲勞特性。
3、優(yōu)異的抗化學腐蝕性
PEEK的抗化學腐蝕性極優(yōu)，對酸、堿及幾乎所有的有機溶劑都有很強的抗腐蝕能力，只在高溫時被鹵素和強酸腐蝕，在常溫下只溶于濃硫酸。
4、優(yōu)異耐濕熱性能
PEEK吸濕率低，耐濕熱性能好，高溫高濕下仍能保持良好的力學性能，此外耐水解性突出，低吸濕性和滲透性，耐蒸汽、水和海水。
5、優(yōu)異的滑動磨損和微動磨損
PEEK能在 250 ℃下保持高耐磨性和低摩擦因數。
6、生物相容性
有研究表明，以短碳纖維增強PEEK作為假體材料植入動物體內，其細胞毒性小，符合醫(yī)學植入材料的細胞毒性指標，有良好的血液相容性和組織相容性。
7、透X光
PEEK具有良好的透射性能，不產生如金屬植入體在X射線、CT檢查下形成的偽影，便于患者在醫(yī)療等方面的檢查等。
展開 
合資開發(fā)石墨烯增強熱塑性復合材料
（XGS;美國密歇根州蘭辛市）宣布將參與在中國開發(fā)基于xGnP石墨烯納米片的先進復合材料。協(xié)議備忘錄創(chuàng)建了石墨烯應用開發(fā)中心（GADC），這是中化塑料有限公司（中化；中國北京）與余姚PGS新材料科技有限公司（PGS;余姚市，中國）的合資公司。 。雙方合作為工業(yè)和船舶應用帶來了新的石墨烯增強防腐涂料。
475玻璃纖維https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16028.html
GADC將開發(fā)石墨烯增強的熱塑性復合材料，專門利用XGS生產的石墨烯納米片。這些公司的目標是一系列熱塑性材料和最終用途市場，包括汽車，工業(yè)和消費品，如服裝。合作產生的產品將通過中化集團和PGS在中國生產和銷售。
“我們很高興能夠與Sinochem和PGS合作，進一步利用我們在新型先進復合材料應用中的材料性能，”XG Sciences首席執(zhí)行官Philip Rose博士說。“此項活動進一步支持了我們在國際舞臺上的產品價值，并使XGS能夠加強與中化和PGS的關系，并在中國重要市場利用其產品的市場范圍。”
“自2015年以來，我們一直在中國市場支持XGS，”余姚PGS新材料科技有限公司總裁石巖博士說，“我們很高興現(xiàn)在將我們的努力與中化塑料在石墨烯應用開發(fā)項目下合作中心傘創(chuàng)造了一個新的材料平臺。“
通過“納米材料：產品，成熟的下一代復合材料供應鏈，及時了解復合材料技術的最新納米材料。”
轉載聲明
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展開 熱塑性復合材料首次用于戰(zhàn)斗機
日前，GKN Aerospace公司向貝爾直升機公司（Bell Helicopter）的V-280 Valor傾轉旋翼戰(zhàn)斗機交付了一對采用熱塑性復合材料制造，經感應焊接而成的蝶形尾翼（V型尾翼）方向升降舵（Ruddervators），以及兩個由回收熱塑性復合材料經模壓成型工藝制造的蓋板。
GKN Aerospace公司已為貝爾V-280 Valor機型設計并制造了全熱固性復合材料的蝶形尾翼。最新開發(fā)的熱塑性復合材料方向升降舵（用來對蝶形尾翼的翼面進行控制）和蓋板部件是為計劃于今年進行的飛行測試專門生產的示范件。GKN表示，V-280將成為全球首架應用熱塑性復合材料的軍用飛機。
“我們非常榮幸能在全球率先將熱塑性復合材料的前沿技術應用到最先進的V-280 Valor戰(zhàn)斗機的飛行測試中，”GKN Aerospace公司首席執(zhí)行官John Pritchard表示。
玻璃纖維格柵https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16012.html
兩件模壓蓋板部件的原材料，由生產方向升降舵所產生的廢料經回收處理獲得，相關技術由荷蘭Saxion大學的熱塑性預浸料模壓循環(huán)研究項目組開發(fā)。GKN為該項目的參與單位之一。
據報道，熱塑性復合材料技術在軍機平臺上的使用將為其在國防軍工領域的應用創(chuàng)造更多的機會，同時，這也預示著，熱塑性復合材料將在重量、成本、生產周期和環(huán)境影響方面展現(xiàn)更大的優(yōu)勢。
除了示范項目之外，GKN的全球設計團隊表示其還將協(xié)助貝爾公司對蝶形尾翼進行進一步的設計優(yōu)化。
展開 江蘇君華特塑PEEK熱塑性復合材料
江蘇君華特塑PEEK熱塑性復合材料
熱塑性聚氨酯復合材料阻燃性能及機理研究
PART.02
試驗設備
國高材分析測試中心配備的塑料阻燃機理研究檢測設備：
水平垂直燃燒試驗儀
氧指數測定儀
錐形量熱儀
掃描電鏡
激光共聚焦顯微拉曼光譜儀
TGA-FTIR-GC-MS聯(lián)用系統(tǒng)
PART.03
試驗結果
3.1 TPU復合材料的阻燃性能
TPU的LOI僅為21.9%，在空氣條件中極易被點燃。當添加8.0%AHP/1.0%ZIF-8@SEP之后，樣品的LOI升高到27.5%，燃燒過程中沒有熔滴產生，通過UL-94垂直燃燒測試的V-0等級。
圖1. TPU復合材料的LOI和UL-94測試結果
在錐形量熱測試中，點燃后TPU樣品快速燃燒，200s內樣品燒盡，pHRR值達到1113 kW/m2，整個燃燒過程中釋放出約92.1 MJ/m2的熱量。添加9 wt%AHP后，pHRR值急劇下降約至200 kW/m2，降幅為76.5%，THR降低至54.2 MJ/m2。雖然AHP對TPU燃燒中的熱量釋放表現(xiàn)出色的控制，但是對煙霧釋放的控制并不顯著。從總煙釋放曲線SPR中看到，9 wt%AHP的使用會造成燃燒生煙量的上升，超過TPU本體燃燒產生的煙霧總量。添加8 wt%AHP/1 wt%ZIF-8@SEP的樣品的煙霧釋放被顯著控制。
圖2. TPU復合材料的錐形量熱結果
3.2 阻燃機理分析以及假設
從殘?zhí)康恼掌梢园l(fā)現(xiàn)，TPU燃燒后基本沒有殘留物，添加9 wt%AHP 的樣品產生一個高度1.8cm的炭層， TPU/8.0%AHP/1.0%ZIF-8@SEP樣品的炭層結構更加致密，高度達到3.1cm。
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