FRPC - это многофазные материалы, состоящие из натурального/синтетического волокна в качестве арматуры и термореактивного/термопластического полимера в качестве матрицы, обеспечивающие синергические свойства, которых невозможно достичь только с помощью одного компонента.
Как правило, арматура имеет форму длинных непрерывных волокон, но может использоваться и в других формах, таких как короткие волокна, наполнители или кристаллы. Волокнистая форма арматуры используется в композитных материалах, поскольку она прочнее и жестче любой другой формы.
Синтетические волокна (углерод, стекло, арамид и т.д.) могут обеспечить большую прочность, чем большинство металлов, а также быть легче, чем эти материалы. С другой стороны, природные волокна также используются в ряде структурных и неструктурных применений из-за экологических проблем, связанных с синтетическими волокнами.
Матричный материал, как правило, непрерывный по своей природе, защищает арматуру от воздействия окружающей среды и переносит нагрузку на арматуру с точки приложения нагрузки, удерживая гибкие арматуры вместе, для прочности. Матричный материал также отвечает за отделку и текстуру композитного материала.
Композиционные материалы и их свойства зависят от дисперсии и свойств компонентов и их взаимодействия между фазами. Подгонка свойств материала в соответствии с требованиями применения может быть легко выполнена в композитных материалах.
Методы изготовления композитов ПВХ по-прежнему требуют большого внимания для производства бездефектной продукции высокого качества. Текущее состояние изделий ПКРФ, таких как трубы, используемых в различных неблагоприятных условиях, таких как морские и морские трубопроводы, подвержено суровым климатическим условиям, варьирующимся от -40 до 80 ∘C.
Ученые проверили механические свойства стекло - или эпоксидной трубы, обмотанной волокном, диаметром 86 мм и толщиной 6,2 мм. По их оценкам, при более высоких температурах происходит деградация механических свойств.
Также, ученые исследовали влияние влаги при повышенной температуре на механические свойства композитных труб из стеклопластика. При более низкой температуре пластичность образца была резко снижена, а жесткость увеличена.
При температуре выше температуры стеклования произошло резкое ухудшение механических свойств композитных труб. В последнее время, провода из сплавов с памятью формы (SMA) включаются в FRPC в качестве арматуры для повышения функциональности разработанных композитов, таких как восстановление формы, высокая демпфирующая способность, генерация высоких восстановительных напряжений и контролируемое общее тепловое расширение.
SMA-провода не только улучшают функциональные возможности FRPC, но и обладают улучшенными механическими свойствами. Ударные свойства ПВХ могут быть улучшены путем включения проводов SMA. Включение всего лишь 2,8% объемной доли SMA-проволоки в качестве арматуры, позволило увеличить сопротивление ударному отслоению на 25% по сравнению с FRPC без SMA-арматуры.
Гибридные стекловолоконные армированные виниловым эфиром FRPC-материалы включали SMA-провода в двух формах, а именно однонаправленные SMA-провода и вязаные SMA-провода. ПФП, армированные SMA-проволокой, обладают более высокими ударными свойствами, чем ПФП с однонаправленными SMA-проволоками.
Полимерные нанокомпозиты также являются относительно новым классом материалов: нанокомпозиты обычно изготавливаются с использованием одного или нескольких компонентов размером порядка нанометров. Эти компоненты, как правило, являются неорганическими по своей природе и известны как наполнители, а не как армирующие вещества из-за их небольшого размера.
Различные исследователи отмечают впечатляющие свойства нанокомпозитов, такие как высокая упругость и прочность, высокая термостойкость и низкая воспламеняемость.
Однако эффективная дисперсия наноразмерных наполнителей по всей полимерной матрице остается сложной задачей, кроме того, она контролирует и определяет физические, химические и механические свойства разрабатываемых продуктов ПФХБ. Авторы использовали подход in situ для гомогенизации дисперсии наноразмерных наполнителей.
При таком подходе нанонаполнители непосредственно синтезируются с полимером с использованием подходящего прекурсора. Хотя подход in situ обеспечивает контролируемое рассеивание нанозаполнителей, он включает сложные процедуры и этапы обработки наряду с дорогостоящими реактивами.
Различные исследователи использовали метод шаровой мельницы для изготовления нанокомпозитов. В этом методе сначала компоненты, полимер и нанонаполнители, смешиваются друг с другом в твердотельном состоянии с помощью шаровых мельниц, а затем смесь расплавляется для полимеризации.
Хотя морфология наполнителей в шаровой мельнице меняется, это изменение положительно влияет на состав композитов, обогащая их совместимость с полимером. Метод шаровой мельницы является не только альтернативой производству FRPC на месте, но и экологически чистым и экономичным способом производства FRPC, армированных нанонаполнителями.