Arten von Verbundwerkstoffen

Arten von Verbundwerkstoffen

Verbundwerkstoffe sind aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer guten Leistung, ihres geringen Kohlenstoffgehalts und ihres geringen Energieverbrauchs in einigen Anwendungen geeignete Ersatzstoffe für Aluminium, Titan und Stahl.Verbundwerkstoffe lassen sich in Textilverbundwerkstoffe, grüne Verbundwerkstoffe, Biokomposite und Hybridverbundwerkstoffe unterteilen.

Verbundwerkstoffe verfügen über hervorragende Eigenschaften wie Umweltfreundlichkeit, Abbaubarkeit und Ungiftigkeit, die große Aufmerksamkeit erregt haben.Darüber hinaus unterliegt auch die Herstellung von Materialien, die die Umwelt verschmutzen und erheblich schädigen, einer strengen gesetzlichen Kontrolle.Die Industrie sucht ständig nach neuen Wegen, um die Qualität und Produktion von Rohstoffen zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu senken.Von 2017 bis 2025 hat sich der Markt für Verbundharze rasant entwickelt, wobei Amerika, der asiatisch-pazifische Raum, Europa, der Nahe Osten und Afrika weltweit führend sind.Polymerverbundwerkstoffe werden häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Bau-, Verpackungs- und anderen Industrien eingesetzt.und der Markt entwickelt sich rasant.Gegenwärtig werden in Polymerverbundwerkstoffen häufig künstliche Fasern wie Glasfasern und Kohlenstofffasern verwendet, um deren Gesamtleistung zu verbessern.Werden jedoch ein oder mehrere faserverstärkte Polymerwerkstoffe miteinander kombiniert, spricht man von „Hybridverbundwerkstoffen“.

Klassifizierung von Verbundwerkstoffen:

Im Allgemeinen gibt es vier Arten von Verbundwerkstoffen: - Textile Verbundwerkstoffe - Biokomposite - Grüne Verbundwerkstoffe - Hybride Verbundwerkstoffe

1. Textilverbundstoffe

Textile Verbundwerkstoffe (auch faserverstärkte Verbundwerkstoffe genannt) erfreuen sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften einer breiten Anwendung.Verschiedene Arten von Verstärkungsmaterialien in Polymerverbundwerkstoffen sind textile Materialien, insbesondere mit Faserverstärkungen verstärkte Polymerverbundstoffe.Faserverstärkungen werden seit dem Aufkommen von Verbundwerkstoffen erforscht.Zu diesen Verstärkungsfasern zählen Fasern (Kurzfasern und Langfasern), Garne und Stoffe.Stoffe werden in gewebte, nicht gewebte und gestrickte Strukturen unterteilt.Unter allen Arten von textilen Verstärkungen sind gewebte Stoffe am beliebtesten, da sie einfacher zu handhaben sind und eine gute Zugfestigkeit sowohl in Kett- als auch in Schussrichtung aufweisen.Die alten Ägypter verwendeten Naturfasern als Verbundmaterial.Sie mischten Nilschlamm mit Stroh, um Ziegel herzustellen, und stellten nach dem Backen in der Sonne stärkere Ziegel her.Zur Herstellung von Verbundwerkstoffen eignen sich Hanf, Flachs, Ramie, Bambus, Sisal, Blattfasern, Samenfasern, Grasfasern oder Holzfasern.Aufgrund ihres hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und Steifigkeits-Gewichts-Verhältnisses werden in der Regel textile Verbundwerkstoffe verwendet.

2. Biokomposite

Biokomposite werden durch die Kombination einer Polymermatrix und Naturfasern hergestellt, die unterschiedliche Eigenschaften haben.In Kombination weist das resultierende Material jedoch überlegene Eigenschaften gegenüber der einzelnen Polymermatrix und den Naturfasern auf und eignet sich für eine Vielzahl technologischer Anwendungen.Die Polymermatrix sorgt für die Struktur und Form des Materials, während die Naturfasern die Eigenschaften (Zug-, Biege-, Schlagfestigkeit usw.) des endgültigen Biokomposits verbessern.Biokomposite sind ein aufstrebendes Gebiet, und eine Reihe von Polymeren wurde als Matrizen für die Verstärkung mit Naturfasern untersucht.Polymere werden aus fossilen Brennstoffen, biobasierten Ressourcen oder einer Kombination aus beidem synthetisiert.Zu den synthetischen Polymeren gehören PP, Polyethylen, Phenole und Polystyrol.Bis heute werden die meisten Biokomposite aus synthetischen Polymeren hergestellt, die aufgrund ihrer geringen Produktionskosten, der einfachen Verarbeitung, des geringen Gewichts und der Möglichkeit, in verschiedene Formen geformt zu werden, ein breites Anwendungsspektrum haben.Mit Naturfasern verstärkte synthetische Polymere werden häufig in Verpackungs- und Automobilanwendungen eingesetzt.

3. Grüne Verbundwerkstoffe

Die Entwicklung grüner Verbundwerkstoffe aus 100 % biobasierten Materialien ist ein heißes Forschungsthema.Diese Materialien haben mehrere Vorteile, wie niedrige Kosten, akzeptable biologische Abbaubarkeit, geringe Dichte, hohes Aspektverhältnis und hohe Festigkeit, was sie zu einem der Hochleistungsmaterialien macht.Die treibenden Kräfte hinter der Entwicklung von 100 % umweltfreundlichen Verbundwerkstoffen sind die wachsende Besorgnis über die negativen Auswirkungen synthetischer Polymere und Verbundwerkstoffe auf synthetischer Polymerbasis auf die Umwelt, begrenzte fossile Brennstoffressourcen und das mangelnde Verständnis der Eigenschaften natürlicher Fasern, die die Umwelt verbessern Leistung von Verbundwerkstoffen.Zur Herstellung grüner Verbundwerkstoffe wurden verschiedene Naturfasern verwendet, darunter Flachs, Sisal, Hanf, Baumwolle, Hanf und Agave.Sie sind reichlich vorhanden und erneuerbar.Auch landwirtschaftliche Nebenprodukte wie Bagasse und Maisstängel wurden als Verstärkungsmaterialien verwendet.

4. Hybrid-Verbundwerkstoffe

Hybridverbundwerkstoffe sind ein mit zwei oder mehr Fasern oder Füllstoffen verstärktes Polymermaterial oder ein mit einer oder mehreren Fasern oder Füllstoffen verstärktes Polymermaterial.Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit des Verbundsystems besser ist als die einer Einzelbewehrung.Wenn es viele Arten von Füllstoffen gibt, kann ein Füllstoff eine ergänzende Rolle spielen. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass ein Füllstoff teuer ist und einen hohen Zugmodul aufweist, während der andere Füllstoff relativ billig ist und einen niedrigen Zugmodul aufweist.Bei synthetischen und naturfaserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen trägt der Zusatz synthetischer Fasern jedoch dazu bei, die Feuchtigkeitsaufnahme zu verringern und die Leistung zu verbessern, während Naturfasern den CO2-Fußabdruck und den Preis des Endprodukts reduzieren können.Die Leistung von Hybridverbundwerkstoffen hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab;Zu diesen Faktoren gehören Faserbeladung, Faseranordnung und -orientierung, Faserdispersion, Fasergröße und Grenzflächenhaftung zwischen der Faser und der Polymermatrix oder -matrix.Eine Hybridisierung kann durch die Kombination von synthetischen Fasern mit synthetischen Fasern, synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, natürlichen Fasern mit natürlichen Fasern und durch die Zugabe von Nanofüllstoffen (wie Nanotonen, Kohlenstoffnanoröhren, Graphitflocken und Metalloxid-Nanopartikeln) zu verstärkten Polymerverbundwerkstoffen erreicht werden.

Abschluss

Im Zuge der rasanten Entwicklung der Verbundtechnologie hat die YINSU Flame Retardant Company mit ihrer umfassenden Erfahrung auf dem Gebiet der Materialwissenschaften drei leistungsstarke Flammschutzmittel auf den Markt gebracht, um den wachsenden Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.Diese Produkte spielen nicht nur eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Feuerbeständigkeit von Materialien, sondern bringen die Verbundindustrie auch in eine sicherere und umweltfreundlichere Richtung.Die Flammschutzmittel FRP-750A und FRP-950X mit hohem Gehalt an rotem Phosphor sowie das zusammengesetzte Antimon T3 sind das Ergebnis sorgfältiger Forschung und Entwicklung von YINSU für verschiedene Anwendungsszenarien.Sie können nicht nur hervorragende flammhemmende Wirkungen für Textil-, Bio-, Grün- und Hybrid-Verbundwerkstoffe erzielen, sondern stellen auch sicher, dass die Materialien höhere Sicherheitsstandards erfüllen und gleichzeitig ihre ursprüngliche hervorragende Leistung beibehalten.Lassen Sie uns erleben, wie YINSU mit seinen innovativen Produkten die Verbundwerkstoffindustrie in eine nachhaltigere und sicherere Zukunft führt.