Предности и правци термопластичних угљеничних влакана у поморским апликацијама.
Земља од које зависимо за преживљавање покривена је са приближно 70% воде, укључујући океане, заливе, језера и друге водене површине. Неке студије сугеришу да потичемо из океана, који такође садржи незамисливе количине ресурса. За развој и извлачење ових ресурса из океана, не само да су потребне напредне технологије и опрема, већ и различити материјали са јаком водоотпорношћу и отпорношћу на корозију.
Традиционални метални материјали, као што су челик и легуре алуминијума, суочавају се са проблемом корозије и рђе када се користе у морском окружењу током дужег периода. Поред тога, ови метали имају велику густину, што доводи до значајних изазова у преради и већих трошкова транспорта. Штавише, одржавање и замена такође могу бити прилично тешки. Увођење композита од фибергласа и карбонских влакана у апликације за поморско инжењерство је напредна и практична иницијатива.
Тренутно се термореактивни материјали од угљеничних влакана све више користе у областима као што су морски каблови, системи за привезивање, лопатице турбина, посуде под притиском и поправка опреме. Са напретком у технологији угљеничних влакана, термопластична угљенична влакна су прешла из концепта у стварност, нудећи свеобухватне предности у погледу перформанси у односу на термореактивна угљенична влакна. У будућности се од њих очекује још бољи учинак у поморским апликацијама.
Предности термопластичних угљеничних влакана у поморским апликацијама
1.Мецханицал Пропертиес: Механичка својства обухватају параметре као што су затезна чврстоћа, модул затезања, чврстоћа на савијање и чврстоћа на смицање, који представљају различите димензије укупних перформанси материјала. На пример, ЦФ/ПЕЕК има затезну чврстоћу до 1900 МПа, затезни модул до 110 ГПа, чврстоћу на савијање до 125 МПа, чврстоћу на притисак до 1000 МПа и чврстоћу на смицање до 75 МПа, што показује супериорне перформансе у поређењу са другим композитним материјалима.
2. Отпорност на корозију: Угљенична влакна могу нормално да функционишу у 50% хлороводоничне киселине, сумпорне киселине и фосфорне киселине без деформисања или оштећења. Отпорност на корозију матрице смоле у термопластичним композитима од угљеничних влакана значајно варира у зависности од врсте коришћене смоле, при чему полиетар етар кетон (ПЕЕК) показује добру отпорност на корозију. Поред тога, правилне технике обраде могу донекле повећати отпорност термопластичних угљеничних влакана на корозију. Површински третмани могу побољшати међуфазну чврстоћу спајања композита, смањити порозност и структурне дефекте, што отежава продирање и дифузију корозивних медија.
3. Водоотпоран и отпоран на влагу: Матрице од термопластичне смоле обично имају ниску апсорпцију влаге, што помаже у спречавању деградације механичких својстава услед излагања влази. Производни процеси за термопластичне композите од угљеничних влакана често укључују методе као што су компресијско пресовање или бризгање, које могу да обезбеде конзистентније и уједначеније перформансе материјала, укључујући водоотпорне карактеристике и карактеристике отпорне на влагу, у поређењу са термореактивним композитима.
Предности термопластичних угљеничних влакана у поморским апликацијама
1.Мецханицал Пропертиес: Механичка својства обухватају параметре као што су затезна чврстоћа, модул затезања, чврстоћа на савијање и чврстоћа на смицање, који представљају различите димензије укупних перформанси материјала. На пример, ЦФ/ПЕЕК има затезну чврстоћу до 1900 МПа, затезни модул до 110 ГПа, чврстоћу на савијање до 125 МПа, чврстоћу на притисак до 1000 МПа и чврстоћу на смицање до 75 МПа, што показује супериорне перформансе у поређењу са другим композитним материјалима.
2. Отпорност на корозију: Угљенична влакна могу нормално да функционишу у 50% хлороводоничне киселине, сумпорне киселине и фосфорне киселине без деформисања или оштећења. Отпорност на корозију матрице смоле у термопластичним композитима од угљеничних влакана значајно варира у зависности од врсте коришћене смоле, при чему полиетар етар кетон (ПЕЕК) показује добру отпорност на корозију. Поред тога, правилне технике обраде могу донекле повећати отпорност термопластичних угљеничних влакана на корозију. Површински третмани могу побољшати међуфазну чврстоћу спајања композита, смањити порозност и структурне дефекте, што отежава продирање и дифузију корозивних медија.
3. Водоотпоран и отпоран на влагу: Матрице од термопластичне смоле обично имају ниску апсорпцију влаге, што помаже у спречавању деградације механичких својстава услед излагања влази. Производни процеси за термопластичне композите од угљеничних влакана често укључују методе као што су компресијско пресовање или бризгање, које могу да обезбеде конзистентније и уједначеније перформансе материјала, укључујући водоотпорне карактеристике и карактеристике отпорне на влагу, у поређењу са термореактивним композитима.
3. Примена у посудама под притиском: Посуде под притиском су основне компоненте подводних уређаја као што су подморнице и једрилице. Примарни циљ дизајна за ове посуде је постизање довољних структуралних механичких перформанси уз минимизирање тежине. Коришћење термопластичних угљеничних влакана у посудама под притиском може обезбедити предности као што су већа радна дубина, мања тежина и нижа специфична тежина за целокупну структуру.
4. Примена у морским чистим енергетским структурама и опреми: Кина, окружена морима са обе стране, има обилне ресурсе ветра на мору. Производња енергије из ветра је чиста и еколошки прихватљива нова енергетска индустрија и постоји значајна потражња у овој области. Производња лопатица ветротурбина у великој мери се ослања на композите од угљеничних влакана. Процењује се да би до 2025. године потражња за угљеничним влакнима у сектору енергије ветра могла да премаши 93,000 тоне, а термопластична угљенична влакна могу играти додатну улогу у задовољавању ове потражње. Чврстоћа термопластичних композитних материјала од угљеничних влакана је 2 до 3 пута већа од композита од стаклених влакана, док су њихова густина и маса генерално упоредиви, што их чини погодним за производњу средњих делова турбина.
5. Примена у поправци и ојачању морских конструкција: Поморске конструкције раде у сложеним и тешким морским окружењима, континуирано изложене оперативним оптерећењима и стресовима околине. Током њиховог радног века, неизбежно је да ће доћи до структуралних дефеката, као што су заморне пукотине и проблеми корозије. Термопластични композити од угљеничних влакана, са својом малом густином, високом чврстоћом, отпорношћу на корозију, лакоћом конструкције, повољним перформансама замора и неометаним утицајем на структурни интегритет, имају широку примену у поправци и ојачању поморских конструкција.
Ресурси скривени у океанима су огромни, а тренутне људске технолошке способности још увек нису довољне за темељна и опсежна истраживања. У којима су нам раније недостајали материјали и технологија, сада имамо материјале високих перформанси попут угљеничних влакана, као и технике способне да издрже огромне притиске који се налазе под водом. Са сталним напретком технологија и материјала, тежње да се „дохвати месец на небу и хватају корњаче из дубине океана” ће вероватно постати стварност.
