拉擠復(fù)合材料是一種高性能纖維增強(qiáng)聚合物 (FRP) 復(fù)合材料，采用稱為拉擠的連續(xù)工藝制造。
在這里，連續(xù)纖維（例如玻璃或碳）被拉過熱固性樹脂?。ɡ绛h(huán)氧樹脂、聚酯或乙烯基酯），然后使用模具形成所需的形狀。然后樹脂固化，形成堅(jiān)固、輕質(zhì)且耐用的復(fù)合產(chǎn)品。
拉擠樹脂
基體樹脂是拉擠復(fù)合材料的中重要組成部分，常見的拉擠樹脂有環(huán)氧、聚氨酯、酚醛、乙烯基，以及近期被廣泛關(guān)注的熱塑性樹脂體系。因?yàn)槔瓟D復(fù)合材料的特性，基體樹脂需要有混合粘度低、高溫條件下反應(yīng)速度快特點(diǎn)。在進(jìn)行基體樹脂的選擇時，不光要考慮到拉擠反應(yīng)速率，也需要考慮拉擠樹脂的粘度，如果粘度比較高，這會影響產(chǎn)品制作時的潤滑效果。
環(huán)氧樹脂
環(huán)氧拉擠樹脂制備的拉擠復(fù)合材料，在應(yīng)用時的強(qiáng)度比較高，可以在高溫條件下使用，而且固化的速度比較快。此外，環(huán)氧樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是風(fēng)力發(fā)電葉片與葉根的主要材料，但存在材料脆性大、適用期短、滲透性差和固化溫度高等問題，從而增大成型工藝難度，造成資源浪費(fèi)和制造成本的增加，嚴(yán)重制約了我國風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。
聚氨酯
聚氨酯樹脂的粘度較低，允許玻纖用量比聚酯或乙烯基酯樹脂更高，這使得拉擠成型聚氨酯復(fù)合材料的彎曲彈性模量接近鋁的屬性。相比其他樹脂具有優(yōu)良的加工性能。
酚醛樹脂
由于酚醛樹脂突出的低毒釋放、低發(fā)煙率、難燃等優(yōu)點(diǎn)，近年來，其拉擠成型復(fù)合材料在軌道交通、海上石油鉆探平臺、化工防腐車間及管道等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為一個熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)的酚醛樹脂固化反應(yīng)速度慢，成型周期長，尤其是固化時會產(chǎn)生大量的縮合水和低分子揮發(fā)物，在快速連續(xù)生產(chǎn)的拉擠成型制品中易形成氣泡，留下孔隙，嚴(yán)重影響制品的性能，通常使用酸催化體系。
乙烯基酯樹脂
乙烯基醇樹脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性以及快速固化的特點(diǎn)，在2000年左右是拉擠制品的首選樹脂之一。
熱塑性樹脂
熱塑性復(fù)合材料避免了熱固性復(fù)合材料固有的環(huán)境友好性差，加工周期長，難以回收等不足，并且具有較強(qiáng)的柔韌性和抗沖擊性能、良好的抗破壞能力和阻尼性能。熱塑性復(fù)合材料抗化學(xué)和環(huán)境腐蝕的能力強(qiáng)，固化過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以進(jìn)行快速加工。熱塑性復(fù)合材料可以重復(fù)利用且性能不下降。常見的熱塑性樹脂有聚丙烯、尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚乙烯、聚酰胺等。
與金屬、陶瓷和非增強(qiáng)塑料等傳統(tǒng)材料相比，玻璃鋼拉擠成型具有多種優(yōu)勢。他們具有獨(dú)特的定制設(shè)計(jì)能力，可以滿足特定的產(chǎn)品需求。
合并拉擠復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)包括：
制造效率：拉擠成型是一種連續(xù)工藝，與替代復(fù)合材料制造方法相比具有高產(chǎn)量、更低的成本和更快的交貨時間等優(yōu)勢。
高強(qiáng)度和剛度重量比：拉擠復(fù)合材料堅(jiān)固且堅(jiān)硬，但重量輕。碳纖維拉擠成型件比金屬和其他材料輕得多。這使得它們非常適合注重減輕重量的應(yīng)用，例如航空航天、汽車和運(yùn)輸。
耐腐蝕性：FRP 復(fù)合材料具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，非常適合化學(xué)加工、船舶、石油和天然氣等行業(yè)的應(yīng)用。
電氣絕緣：玻璃纖維拉擠成型件可以設(shè)計(jì)為不導(dǎo)電，使其成為需要介電性能的電氣應(yīng)用的理想選擇。
尺寸穩(wěn)定性：拉擠復(fù)合材料不會隨著時間的推移而變形或開裂*。這對于需要精確公差的應(yīng)用非常重要。
定制設(shè)計(jì)：拉擠成型件可以制造成各種形狀和尺寸，包括棒材、管材和梁材，以及更復(fù)雜的型材。它們也是高度可定制的?？梢詫w維類型、纖維體積、樹脂類型以及表面紗和處理等材料和工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足特定的性能和應(yīng)用要求。
使用拉擠復(fù)合材料的缺點(diǎn)包括：
有限的幾何形狀：拉擠復(fù)合材料僅限于恒定或接近恒定橫截面的部件。這是因?yàn)槔w維增強(qiáng)材料被拉過成型模具的連續(xù)制造過程。
制造部件成本較高：拉擠成型中使用的模具可能很昂貴。這是因?yàn)槟＞弑仨氂筛哔|(zhì)量的材料制成，必須能夠承受拉擠工藝的熱量和壓力，并且按照嚴(yán)格的加工公差進(jìn)行生產(chǎn)。
橫向強(qiáng)度低：拉擠復(fù)合材料的橫向強(qiáng)度低于縱向強(qiáng)度。這意味著它們在垂直于纖維的方向上較弱。然而，這個問題可以通過在拉擠成型工藝中加入多軸織物或纖維來克服。
如果拉擠復(fù)合材料損壞，則很難修復(fù)。整個組件可能需要更換，這可能既昂貴又耗時。
在決定拉擠復(fù)合材料是否適合您的應(yīng)用之前，權(quán)衡拉擠復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)非常重要。如果您需要一種具有高強(qiáng)度、高剛度重量比、耐腐蝕性和恒定橫截面的材料，那么拉擠復(fù)合材料是一個不錯的選擇。但是，如果您需要具有高橫向強(qiáng)度或復(fù)雜幾何形狀的復(fù)合材料，那么您可能需要考慮其他選擇。
如何選擇合適的拉擠復(fù)合材料
在為您的應(yīng)用選擇拉擠組件或型材時，重要的是要考慮以下因素：
機(jī)械性能要求：應(yīng)用的強(qiáng)度、剛度和剪切要求是什么？
環(huán)境要求：復(fù)合材料是否會暴露在惡劣的環(huán)境條件下，例如化學(xué)品、鹽水或極端溫度？
重量要求：減輕重量對于應(yīng)用來說重要嗎？
成本要求：應(yīng)用程序的預(yù)算是多少？
經(jīng)驗(yàn)豐富的拉擠制造商可以提供設(shè)計(jì)和配方專業(yè)知識，并與您合作開發(fā)適合您應(yīng)用的拉擠復(fù)合材料。
拉擠復(fù)合材料的應(yīng)用
拉擠復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用，包括：
航空航天：飛機(jī)和航天器部件，例如控制面、起落架和結(jié)構(gòu)支撐。
汽車：汽車部件，如傳動軸、保險(xiǎn)杠和懸架部件。
基礎(chǔ)設(shè)施：基礎(chǔ)設(shè)施加固和組件，如枕木、橋面、混凝土修復(fù)和加固、電線桿、電絕緣體和橫擔(dān)。
化學(xué)加工：化學(xué)加工設(shè)備，如管道和地板格柵。
醫(yī)療：支架加強(qiáng)筋和內(nèi)窺鏡解剖桿。
船舶：船舶應(yīng)用，例如桅桿、板條、碼頭鞭、擋土墻樁、錨銷和碼頭。
石油和天然氣：石油和天然氣應(yīng)用，例如井口、管道、抽油桿和平臺。
風(fēng)能：風(fēng)力渦輪機(jī)葉片組件，例如葉片增強(qiáng)件、翼梁帽和根部加勁肋。
體育用品：需要恒定橫截面的部件，例如滑雪板、滑雪桿、高爾夫設(shè)備、槳桿、射箭部件和帳篷桿
CQFD公司與彼歐公司、現(xiàn)代汽車一同開發(fā)的FRTP防撞梁，其主體成型采用原位拉擠工藝，材質(zhì)為連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PA6
與傳統(tǒng)金屬和塑料相比，拉擠復(fù)合材料具有許多優(yōu)點(diǎn)。如果您是一名設(shè)計(jì)材料工程師，正在為您的應(yīng)用尋找高性能復(fù)合材料，那么拉擠復(fù)合材料是一個不錯的選擇。
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