دانشگاه گستان گرگان

کارگاه کامپوزیت

1393اردیبهشت

بسم الله الرحمن الرحیم

دانشگاه گلستان گرگان

دانشگاه گستان گرگان

کامپوزیت)چندسازه( چیست؟

معموال کامپوزیت یک مخلوط فیزیکی،در مقیاس ماکروسکوپیک،از دو یا چند ماده تشکیل

شده است که دارای مرز مشخصی هستند و خواص مجموع از خواص تک تک اجزا بیشتر

است.ماتریس)رزین گرما سخت یا

پلیمر گرما نرم (

الیاف

کامپوزیت

دانشگاه گستان گرگان

چرا کامپوزیت ها؟ مهمترین علت پایین بودن وزن مخصوص

کامپوزیت هاست که نسبت استحکام به وزن و نسبت مدول به وزن مواد کامپوزیتی ؛بطور

کامپوزیت PMCمشخصی باالتر از فلزات است.ها با ماتریس پلیمری

.فرایند های شکل دهی آنها آسانتر از فلزات است تنوع آنها قابلیت کاربرد در صنایع

فضایی،اتومبیل،کشتی سازی و...را دارد. زیبایی ظاهریمقاومت شمیمیایی باالتر

دانشگاه گستان گرگان

:پلیمرهایی با جرم مولکولی پایین که پس از resinsرزین هاپخت به پلیمرهایی با جرم مولکولی بی نهایت تبدیل می شوند

:)انتقال نیرو به 1نقش ماده زمینه)ماتریس--حفاظت از الیاف در برابر عوامل 2الیاف

-نگه داری فاز تقویت کننده3مخرب محیطی

های رزینگرماسخت

اپوکسی

پلی استر

فنولیک ها

پلی ایمیدها

وینیل استر

رزین های

گرمانرم

ها نایلون

پلی استرهای گرمانرم

پلی کربنات

پلی ها استال

- آمید پلیایمیدها

اتر پلیاترکتون

فنیلن پلیاکساید

پلی سولفون

دانشگاه گستان گرگان

رزین های پرکاربرد

اپوکسی

مقاومت شیمیایی خوب)بویژه محیط

قلیایی(

چسبندگی عالی

فرورفتگی shirinkage)کم)

خواص مکانیکی خوب)چقرمگی،مقاومت

سایشی و..(

خاصیت عایق الکتریکی و حرارتی باال

پلی استر)غیراشباع(

پرمصرف ترین رزینها

مقاومت شمیایی کمتر از اپوکسی

چسبندگی عالی

12تا8فرورفتگی باال)درصد(

خواص نسبتا خوب

قیمت پایین تر نسبت به اپوکسی

رزین ها بصورت مایعات ویسکوز

به بازارعرضه می شوند

عامل پخت آمینی،آمیدی

عامل پخت مونومر استایرن

دانشگاه گستان گرگان

fiberالیاف الیاف عضو اصلی یک کامپوزیت است و

حجم قابل توجهی از آن را اشغال می کند. نوع،مقدار و آرایش الیاف مهمترین عوامل

تاثیر گذار بر کامپوزیت است.

ف

یاال

ممه

یها

تمی

ک

مخصوص وزن

و کششی استحکاممدول

خستگی مقاومت

انتقال ضرایبالکتریکی- حرارتی

قیمت

دانشگاه گستان گرگان

مهمترین الیاف ها در

صنعت کامپوزیت

کوالر

شیشه

بور

طبیعی

هیبریدی

اکریلیک

کربن سیلیس

کربن

دانشگاه گستان گرگان

شکل الیاف

نخ strتابیده

anded

بافته نخwoشده

vwn

mنمدats

دسته رشته rنتابیدهoving

نخ yarn

دانشگاه گستان گرگان

الیاف شیشهE,S,C

کم قیمت استحکام باال کششی

مقاومت باال شیمیایی

عایقی خواصخوب

مدول کم کششی

وزن مخصوص

زیاد نسبتازیاد سختی

fiberساخت glass

دانشگاه گستان گرگان

E-glass رایجترین شیشه الیاف

خواص الکتریکی

وقیمت خوبپایین

S-glass باالترین استحکام نظامی صنایع

C-glass مقاومت باال شمیایی

صنایع شیمیایی

دانشگاه گستان گرگان

الیاف کربن

نسبت بسیار زیاد استحکام به وزن

نسبت باالی مدول کششی به

وزن

استحکام خستگی باال

ضریب انبساط حرارتی بسیار

کمگران قیمت خواص عایق

ضعیف

Epoxy-carbone composite

دانشگاه گستان گرگان

UHM مدول بسیارباال

باال تنسایل

HM باال مدول

باال تنسایلکم مدول

IM مدول متوسط

HT

SHT

دانشگاه گستان گرگان

الیاف آرامید)کوالر

)...،

کننده متوقفها پرتابه زیاد چقرمگی باال تنسایل رطوبت جذب کم مقاومت

برابر Uvدر قیمت گران

دانشگاه گستان گرگان

kevlar29 استحکام باال

چگالی کم

kevlar49 باال مدول استحکام باال

چگالی کم

kevlar149 مدول باال بسیار

استحکام باال

چگالی کم

بلورینگی باال

دانشگاه گستان گرگان

الیاف بور

Epoxy

Boron

Graphite

5 استحکام !برابرفوالد

دانشگاه گستان گرگان

آمین ها وپلی آمین ها )محیطی()عامل •پخت رزین های اپوکسی

آنیدریدی)دما باال(•کاتالیتیک)آنیونی(•پلی آمیدها•پروکسیدی)عامل پخت رزین های پلی •

استر

سیستم پخت رایج در صنعت)شبکه ای شدن(

curing

resin chaincrosslinking

یا Hardnerبه این مواد curing agentمی گویند

دانشگاه گستان گرگان

سایر مواد

شتاب دهنده ها مانند نمک کبالت

مواد پرکننده،ضد شعله و...

کیفیت افزایشکامپوزیت،کاهش

فرایند زمان

دانشگاه گستان گرگان

gel coatپوشش ژلی

GEL COAT پوشش ژلی :اولین الیه رزین که سطح قالب زده می شود و نقش آن

تشکیل یک الیه مقاوم جوی،رطوبتی و شیمیایی است.باید کمی خاصیت ارتجاعی

داشته باشد.TOP COAT پوشش رویین که بعد از بیرون

آوردن از قالب روی سطح زده می شود.

دانشگاه گستان گرگان

اصطالحات کامپوزیت هاEEW وزن رزینی که حاوی یک اکی واالن گرم از:

گروه اپوکسید باشد.Weight per epoxide:WPEEMM:epoxy molar massPot life مدت زمانی که مهلت داریم رزین را روی:

الیاف بکاربگیریم و بعد از آن زمان رزین ژله ای شده و غیر قابل استفاده می شود

Shelve life مدت زمانی که می توان ظرف یا بشکه:رزین را در انبار نگه داری کرد بدون اینکه ژله ای شود.

رقیق کننده ها:برای کاهش ویسکوزیته رزین بکار میروند

دانشگاه گستان گرگان

محاسبات

Equivalent wt./NH=Curing agent(phr) =

H2N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-NH2

HHMolecular Weight is 146

Functionality is 6

146 / 6 = 24 g / eq

EEW = 200 gTETA

پخت phr = 24 * 100 / 200 = 12 gramsعامل

دانشگاه گستان گرگان

فرآیند شکل دهی

دستی گذاری hand layupالیه

دانشگاه گستان گرگان

قالب گیری فشاری

دانشگاه گستان گرگان

خال تحت گیری قالب

دانشگاه گستان گرگان

ها فیالمان پیچی سیم

دانشگاه گستان گرگان

سایر روشهای شکل دهی

دانشگاه گستان گرگان

ها کامپوزیت کاربرد

دانشگاه گستان گرگان

دانشگاه گستان گرگان

کارگاه عملی قسمت مواد معرفی

میروند بکار زیر مواد گالس فایبر نوع این ساخت دراشباع- 1 غیر استر پلی رزیننوع- 2 شیشه ( Eالیاف یا ) نمدی filament matحالت

3 ( تجزیه- برای کاتالیزور و کننده فعال کبالت نفتاناتآغازگر(

4-MEKP آغازگر پروکساید کتون اتیل متیلقالب- 5 واکسکوت- 6 ژل

دانشگاه گستان گرگان

قالب واکسکوت ژل

نفتانات کبالت

اشباع غیر استر پلی رزین

شیشه الیاف

MEKP

دانشگاه گستان گرگان

کار نحوه میزنیم واکس و کرده تمیز کامال را قالب ابتدا

سی 5سپس ژل MEKPسی مشخص مقدار در را کبالت و ) می) مخلوط و کرده اضافه قالب سطح اندازه به بسته کوت

و زنیم می قالب روی نقاشی برس با و دقیقه 20-15کنیمسپس شود پخت کوت ژل تا دهیم می سی 5مهلت سی

MEKP یک کوت ژل روی و کرده اضافه رزین به کبالت وو گذاریم می الیاف الیه یک سپس کرده ایجاد را آن از الیه

کامال رزین و شده خارج هوا های حباب تا میدهیم فشار . شود می تکرار روش همین بعدی الیه برای کند تر را الیاف

) باید) گذاری الیه اتمام از بعد الیاف الیه یک رزین الیه یکپخت کامال تا شود داده مهلت فایبرگالس به ساعت چند

) ( می. جدا قالب از را فایبرگالس کامپوزیت آن از پس شودکنیم

دانشگاه گستان گرگان

تصاویر

کوت ژل پوشش اعمالقالب روی

دانشگاه گستان گرگان

الیاف الیه

دانشگاه گستان گرگان

رزین اعمال

دانشگاه گستان گرگان

کاری غلطک

دانشگاه گستان گرگان

پایان