Termiska egenskaper för glasövergång

Fiberarmerade polymerkompositer används ofta som strukturella komponenter som utsätts för extremt hög eller låg värme. Dessa applikationer inkluderar:

• Fordonsmotorkomponenter
• Flyg- och militärprodukter
• Elektroniska komponenter och kretskort
• Olje- och gasutrustning

Den termiska prestanda hos en FRP-komposit kommer att vara ett direkt resultat av hartsmatrisen och härdningsprocessen. isoftal-, vinylesteroch epoxihartser har i allmänhet mycket goda termiska prestandaegenskaper. Medan ortofthaliska hartser ofta uppvisar dåliga värmeegenskaper.

Dessutom kan samma harts ha väldigt olika egenskaper beroende på härdningsprocessen, härdningstemperatur och tid härdad. Till exempel kräver många epoxihartser en "efterhärdning" för att uppnå de högsta egenskaperna för termisk prestanda.

En efterhärdning är metoden att lägga till temperatur under en tidsperiod till a sammansatt efter att hartsmatrisen redan härdats genom den värmehärdande kemiska reaktionen. En efterhärdning kan hjälpa till att justera och organisera polymermolekylerna, vilket ytterligare ökar strukturella och termiska egenskaper.

FRP-kompositer kan användas i strukturella tillämpningar som kräver förhöjda temperaturer, men vid högre temperaturer kan kompositen förlora modulegenskaper. Vilket betyder att polymeren kan "mjukas upp" och bli mindre styv. Förlusten av modul är gradvis vid lägre temperaturer, men varje polymerhartsmatris kommer emellertid att ha en temperatur som när den uppnås kommer kompositen att övergå från ett glasartat till ett gummiaktigt stat. Denna övergång kallas "glasövergångstemperatur" eller Tg. (Ofta kallas i samtal "T sub g").

När du utformar en komposit för en strukturell applikation är det viktigt att se till att FRP-kompositens Tg är högre än temperaturen den någonsin skulle kunna utsättas för. Även i icke-strukturella applikationer är Tg viktigt eftersom kompositen kan förändras kosmetiskt om Tg överskrids.

Tg mäts vanligtvis med två olika metoder:

Detta är en kemisk analys som upptäcker energiabsorption. En polymer kräver en viss mängd energi till övergångstillstånd, precis som vatten kräver en viss temperatur för att övergå till ånga.

Denna metod mäter fysiskt styvhet när värme appliceras, när en snabb minskning av modulegenskaper inträffar har Tg uppnåtts.

Även om båda metoderna för att testa Tg för en polymerkomposit är korrekta är det viktigt att använda samma metod när man jämför en komposit eller polymer matris till en annan. Detta minskar variablerna och ger en mer exakt jämförelse.