Het pultrusieproces:productie van vezelversterkte polymeren

Het pultrusieproces*

Pultrusie is een continu gietproces waarbij gebruik wordt gemaakt van vezelversterking in polyester of andere  thermohardende harsmatrices. Voorgeselecteerde versterkingsmaterialen, zoals glasvezelroving, mat of doek, worden door een harsbad getrokken waarin al het materiaal grondig wordt geïmpregneerd met een vloeibare thermohardende hars. De bevochtigde vezel wordt gevormd tot de gewenste geometrische vorm en in een verwarmde stalen matrijs getrokken. Eenmaal in de matrijs wordt de harsuitharding gestart door nauwkeurige verhoogde temperaturen te regelen. Het laminaat stolt in de exacte vorm van de holte van de matrijs, omdat het continu wordt getrokken door de pultrusiemachine.

Procesvoordelen

Het proces biedt maximale flexibiliteit bij het ontwerpen van gepultrudeerde vezelversterkte polymeerprofielen. Omdat het proces continu is, zijn lengtevariaties beperkt tot verzendmogelijkheden. Specifieke sterkte-eigenschappen kunnen in het composiet worden ontworpen, waardoor de laminaatprestaties voor een bepaalde toepassing worden geoptimaliseerd door strategische plaatsing van hoogwaardige versterkingen. De kleur is uniform over de hele doorsnede van het profiel, waardoor er niet veel verf nodig is. De verwerkingsmogelijkheden omvatten de productie van zowel eenvoudige als complexe profielen, waardoor er niet veel postproductie-assemblage van componenten nodig is.

Gebruikte grondstoffen 

1)      Hars

Geselecteerde hoogwaardige polyesterharsen worden gecombineerd met geschikte vulstoffen, katalysatoren, UV-remmers en pigmenten om de harsachtige matrix te formuleren, de vezels aan elkaar te binden en de structurele corrosieweerstand en andere vereiste eigenschappen te verschaffen. Elke harsmix is ​​zorgvuldig samengesteld om aan de toepassingsvereisten te voldoen. Roving en mat zijn van groot belang bij het bepalen van fysieke eigenschappen.

2)      Zwerven

Glasvezelroving biedt de hoge langssterkte van gepultrudeerde producten. De hoeveelheid en locatie van deze versterkingen kunnen in de ontwerpfase worden bepaald en kunnen de daaropvolgende fysieke eigenschappen van het eindproduct veranderen. Roving biedt ook de treksterkte die nodig is om de andere versterkingen door de matrijs te trekken; daarom is het een noodzakelijk ingrediënt in het profielontwerp.

3)       Mat

Doorlopende strengmat biedt de meest economische methode om een ​​hoge mate van transversale fysieke eigenschappen te verkrijgen. De matten zijn gelaagd met roving; dit proces vormt de basissamenstelling die wordt aangetroffen in de meeste gepultrudeerde vezelversterkte polymeren. De verhouding van mat tot roving bepaalt de relatie tussen transversale en longitudinale fysieke eigenschappen.

4)       Sluier

Omdat pultrusie een lagedrukproces is, verschijnen glasvezelversterkingen normaal gesproken dicht bij het oppervlak van het product. Deze kunnen het uiterlijk, de corrosieweerstand of de hantering van de producten aantasten. Oppervlaktesluiers kunnen aan de laminaatconstructie worden toegevoegd om de wapening van het oppervlak te verdringen en een harsrijke afwerking aan het profiel toe te voegen. De twee meest gebruikte sluiers zijn A-glas en polyester.

5)      Geweven en gestikte stof

Wanneer de combinatie van vereiste fysieke eigenschappen niet wordt bevredigd door conventionele matrovingconstructie, kunnen geselecteerde stoffen worden gebruikt om aan de eindgebruikseisen te voldoen. Variëteiten van deze producten kunnen op zichzelf of in combinatie met de standaard matrovingconstructie worden gebruikt om de nodige resultaten te verkrijgen. De glasvezeldoeken zijn verkrijgbaar in een uitgebalanceerde, hoge lengte-, hoge dwars- of ± 45° meerlaagse constructie. Omdat deze materialen duurder zijn, zijn de composieten die deze versterkingen gebruiken duurder dan standaard constructiepultrusie.

6)      Ander versterkend materiaal

Koolstof- en aramidevezels worden ook gebruikt in dit proces in roving, geweven stofvormen, of in combinatie met glasvezel. Deze vezels met hoge modulus voegen aanzienlijke stijfheid toe aan het composiet. Voorzichtigheid is geboden bij het ontwerpen van profielen met koolstof- en aramidevezelmaterialen, omdat deze duurder zijn. Het composiet moet zijn ontworpen voor optimale prestaties.

*Deze blogpost is een uittreksel uit deze ontwerphandleiding.

Vragen? Opmerkingen? Laat het ons weten in de opmerkingen hieronder.

Op zoek naar meer sterke materialen? Download onze gratis gids.