La matriz de resina de los compuestos termoplásticos incluye plásticos de ingeniería generales y especiales. El PPS es un ejemplo típico de plástico de ingeniería especial, conocido comúnmente como "oro plástico". Entre sus ventajas destacan: excelente resistencia al calor, buenas propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y autoinflamabilidad hasta el nivel UL94 V-0. Gracias a estas ventajas y a su facilidad de procesamiento y bajo costo en comparación con otros plásticos de ingeniería termoplásticos de alto rendimiento, el PPS se ha convertido en una excelente matriz de resina para la fabricación de materiales compuestos.
El material compuesto de PPS más fibra de vidrio corta (SGF) tiene las ventajas de alta resistencia, alta resistencia al calor, retardante de llama, fácil procesamiento, bajo costo, etc.
El material compuesto de fibra de vidrio alargada (LGF) de PPS presenta ventajas como alta tenacidad, baja deformación, resistencia a la fatiga y buen aspecto del producto. Puede utilizarse en impulsores, carcasas de bombas, juntas, válvulas, impulsores y carcasas de bombas químicas, impulsores y carcasas de agua de refrigeración, piezas de electrodomésticos, etc.
¿Cuáles son, entonces, las diferencias específicas en las propiedades de los compuestos de PPS reforzados con fibra de vidrio corta (SGF) y fibra de vidrio larga (LGF)?
Se compararon las propiedades integrales de los compuestos PPS/SGF (fibra de vidrio corta) y PPS/LGF (fibra de vidrio larga). La razón por la que se utiliza el proceso de impregnación por fusión en la preparación de la granulación de tornillo es que la impregnación del haz de fibras se realiza dentro del molde de impregnación, sin dañar las fibras. Finalmente, mediante la comparación de los datos de las propiedades mecánicas de ambos compuestos, se puede brindar apoyo técnico al personal científico y tecnológico del sector de aplicaciones para la selección de materiales.
Análisis de propiedades mecánicas
Las fibras de refuerzo añadidas a la matriz de resina forman una estructura de soporte. Cuando el material compuesto se somete a una fuerza externa, las fibras de refuerzo soportan eficazmente las cargas externas; al mismo tiempo, absorben energía mediante fractura, deformación, etc., mejorando así las propiedades mecánicas de la resina.
Al aumentar el contenido de fibra de vidrio, un mayor número de fibras de vidrio en el material compuesto se ven sometidas a fuerzas externas. Al mismo tiempo, debido al aumento en la cantidad de fibras de vidrio, la matriz de resina entre ellas se vuelve más delgada, lo que favorece la construcción de marcos reforzados con fibra de vidrio. Por lo tanto, el aumento del contenido de fibra de vidrio permite que el material compuesto transfiera mayor tensión de la resina a la fibra de vidrio bajo carga externa, lo que mejora eficazmente las propiedades de tracción y flexión del material compuesto.
Las propiedades de tracción y flexión de los compuestos PPS/LGF son superiores a las de los compuestos PPS/SGF. Cuando la fracción másica de fibra de vidrio es del 30%, las resistencias a la tracción de los compuestos PPS/SGF y PPS/LGF son de 110 MPa y 122 MPa, respectivamente; las resistencias a la flexión son de 175 MPa y 208 MPa, respectivamente; y los módulos elásticos a la flexión son de 8 GPa y 9 GPa, respectivamente.
La resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y el módulo de elasticidad a la flexión de los compuestos PPS/LGF aumentaron un 11,0 %, un 18,9 % y un 11,3 %, respectivamente, en comparación con los compuestos PPS/SGF. La retención de longitud de la fibra de vidrio en el material compuesto PPS/LGF es mayor. Con el mismo contenido de fibra de vidrio, el material compuesto presenta una mayor resistencia a la carga y mejores propiedades mecánicas.
Fecha de publicación: 23 de agosto de 2022
