La matrice resinosa dei compositi termoplastici comprende tecnopolimeri generici e speciali, e il PPS è un tipico rappresentante dei tecnopolimeri speciali, comunemente noto come "oro plastico". I vantaggi prestazionali includono: eccellente resistenza al calore, buone proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione e autoinfiammabilità fino al livello UL94 V-0. Grazie a questi vantaggi prestazionali e, rispetto ad altri tecnopolimeri termoplastici ad alte prestazioni, alla facilità di lavorazione e al basso costo, il PPS è diventato un'eccellente matrice resinosa per la produzione di materiali compositi.
Il materiale composito PPS più fibra di vetro corta (SGF) presenta i vantaggi di elevata resistenza, elevata resistenza al calore, ignifugazione, facilità di lavorazione, basso costo, ecc.
Il materiale composito in fibra di vetro allungata (LGF) PPS presenta i vantaggi di elevata tenacità, bassa deformazione, resistenza alla fatica, buon aspetto del prodotto, ecc. Può essere utilizzato per giranti, carter di pompe, giunti, valvole, giranti e carter di pompe chimiche, giranti e gusci per acqua di raffreddamento, componenti per elettrodomestici, ecc.
Quali sono dunque le differenze specifiche nelle proprietà dei compositi PPS rinforzati con fibre di vetro corte (SGF) e fibre di vetro lunghe (LGF)?
Sono state confrontate le proprietà complessive dei compositi PPS/SGF (fibre di vetro corte) e PPS/LGF (fibre di vetro lunghe). Il motivo per cui si utilizza il processo di impregnazione a fusione nella preparazione della granulazione a vite è che l'impregnazione del fascio di fibre avviene nello stampo di impregnazione, senza danneggiare le fibre. Infine, attraverso il confronto dei dati delle proprietà meccaniche dei due compositi, è possibile fornire supporto tecnico al personale scientifico e tecnologico del settore applicativo nella scelta dei materiali.
Analisi delle proprietà meccaniche
Le fibre di rinforzo aggiunte alla matrice di resina possono formare uno scheletro di supporto. Quando il materiale composito è sottoposto a una forza esterna, le fibre di rinforzo possono sopportare efficacemente i carichi esterni; allo stesso tempo, possono assorbire energia attraverso la frattura, la deformazione, ecc., e migliorare le proprietà meccaniche della resina.
All'aumentare del contenuto di fibre di vetro, un maggior numero di fibre di vetro nel materiale composito è soggetto a forze esterne. Allo stesso tempo, grazie all'aumento del numero di fibre di vetro, la matrice di resina tra le fibre di vetro si assottiglia, il che favorisce la realizzazione di telai rinforzati con fibre di vetro; pertanto, l'aumento del contenuto di fibre di vetro consente al materiale composito di trasferire una maggiore sollecitazione dalla resina alle fibre di vetro sotto carico esterno, migliorando efficacemente le proprietà di trazione e flessione del materiale composito.
Le proprietà di trazione e flessione dei compositi PPS/LGF sono superiori a quelle dei compositi PPS/SGF. Quando la frazione di massa della fibra di vetro è del 30%, le resistenze a trazione dei compositi PPS/SGF e PPS/LGF sono rispettivamente di 110 MPa e 122 MPa; le resistenze a flessione sono rispettivamente di 175 MPa e 208 MPa; i moduli elastici a flessione sono rispettivamente di 8 GPa e 9 GPa.
Rispetto ai compositi PPS/SGF, la resistenza alla trazione, la resistenza alla flessione e il modulo elastico flessionale dei compositi PPS/LGF sono aumentati rispettivamente dell'11,0%, del 18,9% e dell'11,3%. Il tasso di mantenimento della lunghezza delle fibre di vetro nel materiale composito PPS/LGF è più elevato. A parità di contenuto di fibre di vetro, il materiale composito presenta una maggiore resistenza al carico e migliori proprietà meccaniche.
Data di pubblicazione: 23 agosto 2022
