Noções básicas de compósitos reforçados com fibra de carbono
O polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) é um material compósito formado usando fibra de carbono ou tecido de fibra de carbono como um reforço e resina, cerâmica, metal, cimento, carbono ou borracha como a matriz. .
É uma fibra de alto desempenho que é mais usada na construção civil. As fibras orgânicas na atmosfera protectora são carbonizadas por tratamento térmico sob tensão aplicada para se tornarem fibras de carbono com um teor de carbono de 90% ou mais.
Materiais CFRP foram originalmente usados na indústria aeroespacial, e essa tecnologia amadureceu na década de 1970. Na década de 1960, os Estados Unidos começaram a aplicar materiais de CFRP no campo da engenharia civil. No entanto, os resultados experimentais não foram satisfatórios no momento, e o custo do teste foi muito alto. Portanto, a pesquisa e aplicação de materiais FRP no campo da engenharia civil não avançaram muito nas próximas duas décadas. Não foi até a década de 1980 que países como Europa, Estados Unidos, Japão e Austrália começaram a prestar atenção à pesquisa aplicada relacionada.
一. Tipo e estrutura do CFRP
Como é feito o CFRP? Em primeiro lugar, a fibra de carbono é apenas um tipo de fibra, e é impossível fabricar peças usando-a sozinha. Portanto, a fibra de carbono é usada como um material composto junto com a resina. Dependendo do tipo de resina usada, e da variedade e estado da fibra de carbono, que pode ser feita em várias formas, tais como tecidos e fibras curtas, as propriedades de CFRP produzidas são também muito diferentes. Existem quatro principais substratos intermediários (materiais de moldagem). Os principais métodos de moldagem correspondentes a estes substratos intermediários e materiais de moldagem também são diferentes.
二. Termofixação e termoplasticidade
Existem dois tipos de resinas usadas em CFRP, uma é uma resina termoendurecida, como uma resina epóxi ou uma resina de poliéster insaturado, e a outra é uma resina termoplástica, como polipropileno (PP) ou poliamida (PA). As propriedades dessas duas resinas variam.
A resina termoendurecível é um monômero de baixa viscosidade no estágio de impregnação de fibra de carbono, e depois polimeriza com aquecimento no momento da moldagem para se tornar um polímero (resina). Como a reação de polimerização leva um certo tempo, o ciclo de moldagem é geralmente longo. O tempo de aquecimento é de 2 a 4 horas usando o método de autoclave usado na fabricação de peças estruturais de aeronaves.
Quando uma resina termoplástica é usada, a moldagem é basicamente a mesma que a moldagem usual da resina, e a moldagem por injeção do membro de pequeno tamanho pode ser completada em 10 segundos, e mesmo um membro muito grande de tamanho grande pode ser formado por 1 minuto a vários minutos. Concluído dentro. Devido à alta eficiência de processamento, é fácil obter redução de custos. No entanto, as resinas termoplásticas têm viscosidades de fusão mais altas do que as resinas termoendurecíveis, de modo que as grandes prensas devem ser usadas no processamento de peças de grande porte.
