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  • 6個問題,讓你更快了解「高分子複合材料」

介紹什麼是複合材料、高分子複合材料常用的基材或增強材料有哪些呢?製造方法為何?有哪些優異性能?高分子複合材料的應用?讓你更快了解

 

6個問題,讓你更快了解「高分子複合材料」

 


 

 

 

 

內容摘要

   

  1.介紹什麼是「複合材料」?

 

  2.高分子複合材料常用的「基材」有哪些呢?

 

  3.高分子複合材料常用的「增強材料」有那幾種?

 

  4.高分子複合材料常用的「製造方法」有那些?

 

  5.高分子複合材料的可能有哪些優異性能?

 

  6.高分子複合材料的應用?
 

 

 

 

 

1. 先介紹什麼是「複合材料」?

 

 

複合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料

 

經過複合工藝而製備的多相材料,各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應。

 

 

複合材料的英文為 Composite materials,簡稱CM或Composites。 

 

複合材料之強化材的形狀有粉體、粒子、纖維、片狀等。

 

 

 

 

 

 

複合材料一般來講,是由基材(matrix)增強材料(reinforcements)所構成。

 

通常增強材的機械強度要比基材高,才能夠增強基材,使合成的複合材料得到較佳的機械強度。

 

然而,複合材料的性質並不同於其構成的任一材料,而是呈現另一種新的材料性質。

 

 

 

而複合材料的基材分為金屬非金屬兩大類:

 

(1) 金屬基材常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。

 

(2) 非金屬基材主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。

 

 

 

 

接下來,我們針對「高分子複合材料」的部分來做介紹...

 

 

 

2. 高分子複合材料常用的「基材」有哪些呢?

 

 

 

 

 

 

 
 
 

3.高分子複合材料常用的「增強材料」有那幾種?

 

 

增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維(陶瓷纖維)、

 

碳化矽纖維、石棉纖維、PP纖維、金屬絲和硬質細粒等。

 

 

 

 

 

4.高分子複合材料常用的「製造方法」有那些?

 

 

 

常用的高分子複材製造方法有:
 
 
(1)預浸材疊層、(2)樹脂轉注成形、(3)模壓成形、(4)纏繞成型、
 
(5)拉擠成型、(6)熱壓成型、(7)射出成型等。

 

 

 

 

我們來介紹塑膠薄膜與其他材料複合時,最常使用到的「熱壓成型法」

 

 

 

[熱壓成型法]

 

 

熱壓成型是一種高分子材料的加工方法,大致上可分為兩類:
 
 
(1)真空熱壓成型(vacuum forming) 及 (2)壓縮成型(compression molding)。
 
 
 
 
*原理:將厚度均勻的材料置於模具中,加熱模具使材料軟化而覆蓋於模具表面,
 
 
         再以機器壓擠或是抽真空以大氣壓擠,經過冷卻階段固化後,就可得到熱壓成型的產品。

 

 

 

 

 

*一般的熱塑性塑膠材料,都可使用在熱壓成型的加工方法上,因為主要有兩種特性:

 
 
 
 
(A) 塑膠的記憶性(plastic memory)
 
 
 
此特性可以使塑料經過加熱後,軟化而平貼於模具之上,
 
 
得到我們所需要的產品。如果對於產品不滿意或是想改變產品的形狀,
 
 
不需再用新的塑料只要把原來的塑料經過平版的熱壓,便能回復原來的狀態,符合經濟的效益。
 
 
 
 
 
 
(B) 熱強度及熱延展性(hot strangth and elonggation)
 
 
 
熱強度是指塑料經過熱化之後所剩餘的材料強度。
 
 
而一個好的熱延性材料在加熱之後,可以輕易的被延伸不會產生撕裂的現象,
 
 
一般而言可以達到延伸量500-600%。
 
 
 
 
 
 
*熱壓成型共有4個步驟,分別如下:
 
 
step1. 挾料  >  step2.加熱  >  step3.成型  >  step4.冷卻
 
 
 

 

 

 

 

5. 高分子複合材料的可能有哪些優異性能?

 

 

(1) 優異的附著力:高分子滲透形成分子之間的作用力,使其與修復部件形成范德華力和氫鍵鏈接。

 
(2) 優異的機械性能:分析了機械設備在運行過程中所產生的各種複合力的要求,
 
 
     在材料的合成過程中實現了各種數據的均衡性,並具有良好的機械加工性能和延展性能。
 
 
(3) 抗化學腐蝕性能:解決了大多數高溫下的有機酸、無機酸及混合酸的腐蝕。
 
 
(4) 材料的安全性:100%固體,材料沒有揮發性;無毒無害,可以和皮膚直接接觸。

 

 

 

 

 

6. 高分子複合材料的應用?

 

 

高分子複合材料的應用很廣﹐目前﹐它是航空﹑航天工業中的重要材料。

 

現代飛機設計中計畫大量採用高分子複合材料﹐以減輕重量。

 

汽車工業為了節約用油也趨向大量使用高分子複合材料﹐以減輕車身重量。

 

造船工業用它製造1000噸以下的船艇﹐不僅重量輕而且耐海水腐蝕﹐維修也方便。

 

此外﹐也大量用在大型耐腐蝕貯槽﹑管道和壓力容器﹑建築材料和體育器材等方面。

 

 

 

*以上為塑膠薄膜材料網整理分享,  

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