Kỹ thuật hóa học hữu cơ part 6 pptx

-Đờng kính sợi
-Định hớng của mạch phân tử
trong sợi
-Chiều dài sợi
-Kiểu đan, dệt vải
2.4.3 Các yếu tố ảnh hởng đến tính chất sợi
ảnh hởng của đờng kính đến độ bền sợi
H×nh d¹ng mÆt c¾t ngang mét sè lo¹i sîi
Sîi tæng hîp
Sîi tù nhiªn
Sù ®Þnh h−íng cña m¹ch ph©n tö
(Plain weave)
(Twill weave)
(Unidirectional cloth)
Các dạng vật liệu gia cờng
Vải chéo go
Lụa trơn
Vải đơn hớng
Vải lụa (thuỷ tinh)
Vải thô (thuỷ tinh)
Hướng ph©n bố của sợi trong vật liệu compozit
2.5.1 Sợi cacbon
Cấu trúc tinh thể, gồm những lớp cacbon dạng lục diện
Có thể đợc sản xuât từ PAN (phổ biến nhất), rayon hoặc nhựa (Pitch),
loại nguyên liệu ảnh hởng nhiều đến cấu trúc và tính chất của sợi cacbon
Nhẹ
Compozit nền polyme có độ cứng và độ bền cao
Duy trì tính chất trong môi trờng khắc nghiệt (Nhiệt độ cao, tiếp xúc với
dung môi và các chất lỏng, môi trờng ẩm ớt)
Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

ổn định kích thớc
Tơng đối đắt
Tơng đối dòn
Khả năng chống lại sự phá huỷ không cao lắm
*Compozit sợi cacbon/nền cacbon chịu nhiệt cao, dùng làm đĩa phanh, chi tiết
lò nhiệt, ống gió, VL phủ chống oxy hoá, compozit nền nhựa (Epoxy) dùng
trong ngành hàng không, vũ trụ
2.5 Sơ lợt một số loại sợi
8-9
1,6
1506
Cacbon tõ sîi Rayon
8-11
1,9-2,15200-450
25-110
Cacbon(tõ pitch)
4-81,75-1,9350 -100030-50
Cacbon ( tõ PAN)
§−êng
kÝnh sîi
(µ
µµ
µm)
Khèi l−îng
riªng
(g/cm
3
)
§é bÒn
kÐo (ksi)

M«®un kÐo
(Msi)
So s¸nh tÝnh chÊt cña c¸c lo¹i sîi cacbon
Lo¹i sîi
S¶n xuÊt sîi cacbon
Oxy ho¸
KÐo sîi tõ pitch
nãng ch¶y
Cuén sîi
PAN
KÐo
Cacbon ho¸
Graphit ho¸
Xö lý bÒ mÆt
SÊy kh«
Cuén sîi
Cacbon/
Graphit
200-400
o
C
250-2500
o
C
1500-3000
o
C
…Xö lý nhiÖt nguyªn liÖu
th« cã chøa cacbon,
th−êng lµ sîi polyme

Rẻ
Phổ biến, đa dạng
Là loại VL gia cờng đợc sử dụng rộng rãi nhất
Khả năng gia cờng cơ lý tính cho VL nền cao
Tỷ số cơ lý tính/giá cả rất cao hơn các loại sợi khác, tính chất va đập tốt
Dẫn điện thấp
Biến dạng phá huỷ cao hơn sợi cacbon
Tơng đối nặng
Có khuynh hớng hấp thụ ẩm
2.5.2 Sợi thuỷ tinh
S¬ ®å s¶n xuÊt sîi thuû tinh
TT E -Bền, cứng, chịu thời tiết, dùng cho VL cách đIện (chiếm tỉ lệ cao
nhất)
TT A Có hàm lợng kiềm cao, kháng ẩm kém
TT S-Modun và độ bền kéo cao, dùng cho mục đích đặc biệt (hàng
không, kết cấu có độ bền cơ học cao)
TT C-Bền hoá chất, phủ chi tiết máy, kết cấu chống ăn mòn hoá học
YM-31A- trên cơ sở sợi TT E, dùng cải thiện độ mềm dẻo cho vật liệu
Một số loại sợi thuỷ tinh
2.5.3 Sợi Aramic
Bền kéo cao
Modun và độ dẻo dai cao
Nhẹ
Dẫn điện thấp
Bền hoá học cao
Giãn nở nhiệt thấp
ổn định kích thớc tốt
Bền cắt cao
Chống cháy tốt
Có khuynh hớng hấp thụ nớc (a nớc)

Độ bền nén, uốn khá thấp
Độ bền ở bề mặt tiếp xúc với VL nền không cao
*Dùng hỗn hợp Thuỷ tinh-kevlar, cacbon-kevlar chế tạo TB chống phóng
xạ, chống nhiệt và dụng cụ thể thao
TÝnh chÊt vËt liÖu
7,8
2,6
1,9
1,8
1,45
2,5
600-2000
70-80
2500
3200
2800
1700
203
75
340
230
124
76-86
ThÐp
Nh«m
Sîi C (modun cao)
Sîi C (§é bÒn cao)
Sîi Aramic
Sîi thuû tinh
KLR (g/cm

3
)§é
bÒn(MPa)
Modun
(GPa)
VËt liÖu
CH¦¥NG 3
C¸C PH¦¥NG PH¸P GIA C¤NG
VL gia c−êng
Nhùa
Con l¨n
Gel coat
Khu«n
VL gia c−êng
Nhùa
L¨n b»ng tay
Khu«n
4.1 Hand Lay-up (Ph−¬ng ph¸p gia c«ng b»ng tay)
-VL líp ®−îc gia c«ng b»ng tay theo PP −ít
-Mµng chÊt dÎo (nilon) bäc lªn khu«n vµ kh«ng khÝ ®−îc th¸o ra nhê b¬m ch©n kh«ng
-L−îng nhùa thõa ®−îc lo¹i bá d−íi t¸c dông cña b¬m ch©n kh«ng.
4.2 Ph−¬ng ph¸p tói ch©n kh«ng (Vacuum bagging)
4.3 Spray Lay-up (Phổồng phaùp phun)
Nguyón từc: Sồỹi õổồỹc cừt ngừn trong suùng (giổợ bũng tay) õổồỹc bừn õọửng thồỡi vồùi
nhổỷa vaỡo khuọn. óứ õoùng rừn hoaỡn toaỡn trổồùc khi thaùo saớn phỏứm
4.4 Resin Transfer Moulding (§óc chuyÓn nhùa)
Khu«n
Nhùa vµo
Khu«n
VL gia c−êng

Khuôn
Nhựa vào Nhựa ra
VL gia cờng
Keo 2 mặt
Tấm phủ
Keo 2
mặt
Nhựa chảy
qua VL gia
cờng dới CK
Túi CK
VL gia
cờng
Nhựa
đến bơm
CK
Khuôn
4.5 Phơng pháp đúc chuyển nhựa có sự trợ giúp của chân không
(Vacuum Asisstant Resin Transfer Moulding-VARTM)
4.6 Phơng pháp quấn sợi (Filament Winding)
Sợi
Bể nhựa
Trục
Sợi đợc đIều chỉnh góc
cuốn thích hợp
Có khả
năng di
chuyển
Trống
quay

Sồỹi Tỏứm nhổỷa
Quỏỳn oùng rừn
Quỏỳn ổồùt
Quỏỳn khọ
Sồỹi õaợ õổồỹc
tỏứm nhổỷa
-T
cao, thổồỡng
4.7 Extrusion process (Phổồng phaùp õuỡn)
-Trong qua trỗnh õi qua truỷc vờt, nhổỷa noùng chaớy, thỏỳm ổồùt vaỡo sồỹi, õổồỹc cừt ngừn
-Họựn hồỹp nhổỷa sồỹi õổồỹc eùp qua õỏửu taỷo hỗnh, aùp lổỷc õổồỹc taỷo nón bồới quay truỷc vờt
-Thổồỡng duỡng õọỳi vồùi nhổỷa nhióỷt deớo
-Phổồng phaùp saớn xuỏỳt lión tuỷc
-Saớn xuỏỳt compound, compozit sồỹi ngừn (tỏỳm, thanh, ọỳng )
Solid conveying
Plasticating or melting Melt pumping
uỡn 1 truỷc vờt uỡn 2 truỷc vờt
-Thióỳt bở õuỡn 2 truỷc vờt, quaù trỗnh trọỹn hồỹp, cừt sồỹi tọỳt hồn
-Hai truỷc vờt coù thóứ quay cuỡng chióửu hoỷc ngổồỹc chióửu
Extrusion process (Phổồng phaùp õuỡn)