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国际新闻

美国开发新型聚合物——集热固性与热塑性优点于一体
来源:中国粉体网  2020-10-15 09:36:12
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原文:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-10038.html       众所周知,合成聚合物已分为两大类:具有优异机械性能但固化不可逆的热固性材料,以及可熔化再加工,但热性能和机械性能较差的热塑性塑料。

       热塑性塑料可以通过注射成型技术快速成型,以用于大批量生产此外。同时,热塑性材料也可以通过熔融加工回收。但从不利的一面看,大多数热塑性塑料在高温下都易于机械变形和蠕变。因此,它们在高温下没有足够稳固的尺寸稳定性。另外,与类似的热固性树脂相比,商业热塑性塑料通常成本较高。

       尽管热固性树脂与热塑性树脂相比具有明显的性能优势,但热固性树脂的固化时间较长,因此不适合用于汽车等规模化应用。另外,由于固化后无法重新处理,热固性塑料难以修复和重塑。

       最近,美国初创企业Mallinda公司开发了一种兼具热固和热塑性特点的延展性CFRP——Vitrimers,对传统材料发起了挑战。


       Mallinda公司首席执行官兼联合创始人Chris Kaffer表示,Vitrimer代表了基于可动态交换共价键的聚合物网络的一类新型聚合物。像热固性塑料一样,是高度交联的网络聚合物。但是,与固化后永久保持固定形式的热固性塑料不同,Vitrimer可经化学法重塑。当加热到Tg以上时,完全固化的网络聚合物会在聚合物网络内进行快速的动态共价键交换。这样可以轻松处理热固性材料,使其在完全固化后可以加热并重塑。冷却后,材料保持类似热固性的机械性能。

       这对复合材料意味着什么?

       首先,与传统的热固性塑料不同,Vitrimer聚合物生产的CFRP可以在固化后加热进行再加工,而不失去原始强度。

       第二,可以将这些复合材料热焊接在一起以形成整体固化的多层层压板结构。

       最后,由Vitrimer树脂制成的CFRP可以通过溶剂轻松回收,其中纤维和树脂可以分离,回收和再利用至其原始强度。

       Mallinda正在使用Vitrimer技术开发新型预浸料,这将对目前的预浸料用户以及依赖快速固化树脂传递模塑(RTM)工艺的高产能生产商。

       新型预浸料制成的可延展复合材料可以卷对卷的方式作为单独的层压板进行固化,并在室温下无限期存储。为了制造复合材料零件,可以将任意数量的层压板加热到材料的Tg,将其放在模具中达到所需的厚度,然后通过模压成型固结并形成最终零件。

       只需3分钟,成型的零件可以完成固化,并立即脱模并处理。废料可以进一步用于成型其他零件,或者可以经溶剂回收,实现纤维和树脂材料的再利用。

       由于Vitrimers中可逆的交联反应,固化的Vitrimer树脂可以使用树脂本身的化学前体进行解聚。此过程可以在室温下进行,以实现能量回收,当然,也可以略加热(30°C)来快速解聚。 文章来源:http://chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-10038.html