Как да изберете освобождаващо фолио за различни системи от композитни смоли

Отделящото фолио е основен консуматив в производството на композитни материали. Той осигурява разделителен слой между композитния ламинат и други материали за вакуумно опаковане, като същевременно помага за контролиране на потока на смола по време на втвърдяване. Изборът на правилното отделящо фолио обаче включва повече от избор на фолио въз основа на неговата максимална температура.

Различните смолисти системи имат различни характеристики на втвърдяване, вискозитет, химически състав и изисквания за обработка. Епоксидни, полиестерни, винилестерни, фенолни и BMI смоли може да изискват различни спецификации на освобождаващия филм, особено когато температурите на обработка и изискванията за управление на смолата варират.

Изборът на неподходящо отделящо фолио може да доведе до лошо освобождаване, деформация на фолиото, прекомерна загуба на смола или затруднения по време на изваждането.

За производителите на композитни материали разбирането на връзката между химичния състав на смолата, условията на втвърдяване и ефективността на освобождаващия филм е от съществено значение за постигане на постоянно качество на продукцията.

В това ръководство JLON обяснява как да изберете подходящо отделящо фолио за различни системи от композитни смоли, включително практически съображения за вакуумна инфузия, вакуумно опаковане и втвърдяване на композит при висока температура.

1. Защо съвместимостта със смола има значение при избора на фолио?

Освобождаващото фолио не е просто защитен пластмасов слой. По време на производството на композит, той е изложен на смола, топлина, налягане и вакуум по време на процеса на втвърдяване.

Неговата ефективност зависи от няколко взаимодействащи фактора.

1.1 Химическа съвместимост със системата от смола

Различните термореактивни смоли имат различни химически структури и механизми на втвърдяване.

Въпреки че много отделящи филми са проектирани да се отделят лесно от втвърдени композитни материали, тяхната ефективност може да варира в зависимост от състава на смолата и условията на обработка.

Важните съображения включват:

·  Дали филмът запазва своята физическа цялост по време на контакт със смола.

·  Дали смолата прилепва към филма след втвърдяване.

·  Дали повърхността на филма осигурява последователно освобождаване.

·  Дали филмът се влияе от състава на смолата или добавките за обработка.

Отделящо фолио, което работи добре с една епоксидна формула, може да не осигури непременно идентични резултати с друга система от смола.

1.2 Температура на обработка и продължителност на втвърдяване

Температурната устойчивост е един от най-важните фактори при избора на разделително фолио.

Въпреки това, максималната температура сама по себе си не определя годността. Пълният цикъл на втвърдяване също трябва да се има предвид, включително:

·  Максимална температура на ламината.

·  Скорост на нагряване и температурен профил.

·  Продължителност на втвърдяване и време на задържане.

·  Екзотермична реакция на смола.

·  Условия на приложено налягане и вакуум.

Например, епоксидна смола, втвърдена при 120°C, и високоефективна епоксидна система, втвърдена при 180°C, изискват различни разтвори за освобождаващ филм.

Отделящият филм трябва да поддържа своите механични свойства и характеристики на освобождаване по време на действителния цикъл на втвърдяване, а не просто да толерира кратко излагане на определената температура.

1.3 Изисквания за потока на смолата и обезвъздушаването

Стратегията за управление на смолата също влияе върху избора на филм.

При производството на композитни материали някои процеси изискват отстраняване на излишната смола, докато други са предназначени да задържат смолата в ламината.

Това определя дали е подходящо перфорирано или неперфорирано освобождаващо фолио.

·  Перфорирано освобождаващо фолио:  Позволява на смолата да премине през предназначените отвори при подходящи условия на обработка.

·  Неперфорирано освобождаващо фолио:  Осигурява непрекъсната бариера за пренос на смола и обикновено се използва, когато е необходимо задържане на смола.

Правилната конфигурация зависи от вискозитета на смолата, дизайна на ламината, налягането, температурата и пълното разположение на консумативите.

2. Как да изберете освобождаващо фолио за различни системи от композитни смоли

Различните системи от смоли изискват различни съображения. Следващите раздели обясняват основните фактори, влияещи върху избора на филм за освобождаване.

2.1 Отделящо фолио за системи от епоксидна смола

Епоксидната смола се използва широко в структурните композити поради своята механична якост, адхезионни свойства и химическа устойчивост.

Често се среща в аерокосмически компоненти, структури от въглеродни влакна, приложения за вятърна енергия, спортни стоки и високопроизводителни промишлени композити.

Типични характеристики на обработка

Системите от епоксидни смоли покриват широк диапазон от температури на втвърдяване.

В зависимост от формулировката те могат да бъдат обработени чрез:

~!phoenix_var254_0!~ ~!phoenix_var254_1!~

~!phoenix_var255_0!~ ~!phoenix_var255_1!~

~!phoenix_var256_0!~ ~!phoenix_var256_1!~

~!phoenix_var257_0!~ ~!phoenix_var257_1!~

Високоефективните епоксидни препреги може да изискват температури на втвърдяване от 120°C, 180°C или по-високи, в зависимост от спецификацията на материала.

За по-нискотемпературни епоксидни процеси могат да бъдат подходящи конвенционални отделящи филми на основата на PE или PP, при условие че техните температурни характеристики и съвместимост със смола са проверени.

Например:

·  JLON JL-RF130: Модифицирано PE освобождаващо фолио с максимална работна температура от 130°C.

·  JLON JL-RF160: Освобождаващо фолио на базата на PP/PE/PA6, с максимална определена работна температура от 160°C.

За приложения с предварително втвърдяване на епоксидна смола и автоклав при повишена температура трябва да се имат предвид филми за освобождаване при висока температура.

·  JL-RF230 ETFE отделящо фолио: Препоръчителна работна температура до 210°C.

·  JL-RF260 FEP освобождаващо фолио: Препоръчителна работна температура до 240°C.

Тези препоръки зависят от действителната продължителност на втвърдяване, излагане на температура и условия на обработка.

Изборът зависи от метода на обработка на епоксидна смола.

За системи за предварително импрегниране, изискващи контролирано изпускане на смола, перфорираният освобождаващ филм може да позволи на излишната смола да премине в подходящ изпускателен материал.

За системи за предварително импрегниране без изтичане, неперфорираното освобождаващо фолио обикновено е по-подходящо, защото помага да се запази проектираното съдържание на смола.

За вакуумна инфузия с използване на течна епоксидна смола може също да се използва перфориран отделящ филм в избрани конфигурации на подреждане, за да се улесни преносът на смола, като същевременно се отделя ламината от потока.

Ненаситената полиестерна смола се използва широко в производството на подсилена с фибростъкло пластмаса (FRP).

Типичните приложения включват корпуси на лодки, резервоари, тръби, автомобилни компоненти, строителни материали и индустриални композитни панели.

Полиестерната смола обикновено се втвърдява при стайна температура или при умерено нагряване.

Процесът му на втвърдяване включва химическа реакция, инициирана от подходящ катализатор или инициаторна система.

По време на втвърдяването, вискозитетът на смолата се променя с напредването на реакцията, като в крайна сметка се образува твърда термореактивна структура.

Действителната температура на втвърдяване зависи от състава на смолата, концентрацията на катализатора, дебелината на компонента и производствените условия.

За приложения с конвенционална полиестерна смола могат да се обмислят модифициран PE или други подходящи освобождаващи филми на полимерна основа.

JLON JL-RF130 може да бъде оценен за полиестерни композитни процеси с температури на втвърдяване в рамките на неговия специфициран работен диапазон.

За процеси, изискващи по-висока термична устойчивост, може да се вземе предвид JL-RF160, подлежащ на валидиране.

При вакуумна инфузия на фибростъкло и процеси на контролиран трансфер на смола, перфорираният освобождаващ филм може да бъде полезен, когато смолата трябва да премине през разделителния слой.

За приложения, при които задържането на смола е важно, неперфорираното освобождаващо фолио осигурява по-подходяща бариера.

Например, по време на производството на корпуси на лодки от FRP, конфигурацията на освобождаващия филм трябва да бъде избрана в съответствие с инфузионната схема, стратегията за разпределение на смолата и необходимите свойства на ламината.

Винилестерната смола обикновено се използва в приложения, изискващи подобрена устойчивост на корозия, химическа устойчивост и механични характеристики.

Типичните приложения включват резервоари за съхранение на химикали, промишлени тръби, морски конструкции и устойчиво на корозия FRP оборудване.

Винилестерната смола е термореактивна смола с характеристики на втвърдяване, подобни на ненаситените полиестерни системи.

Неговият химичен състав и поведение при втвърдяване обаче се различават.

Вискозитетът, времето за желиране и екзотермичното поведение зависят от специфичния клас смола и формулировката на втвърдяване.

За по-дебели ламинати трябва също да се вземат предвид местните повишения на температурата, причинени от екзотермични процеси на смола.

Конвенционалните отделящи филми могат да бъдат подходящи за много стандартни процеси на винилов естер, при условие че запазват своята цялост по време на контакт със смола и втвърдяване.

JLON JL-RF130 и JL-RF160 могат да бъдат оценени според действителната температура на процеса и състава на смолата.

За обработка при по-висока температура може да е необходим подходящ филм за освобождаване при висока температура.

За вакуумна инфузия и контролиран трансфер на смола, перфорираният освобождаващ филм може да помогне за регулиране на преминаването на смолата между ламината и разпределителната среда.

Избраният модел на перфорация трябва да бъде оценен заедно с вискозитета на смолата, условията на вакуум и необходимия поток на смола.

Важно е да не се приема, че модел на перфорация, подходящ за полиестерна смола, автоматично ще осигури идентични резултати с винилестерна смола.

2.4 Отделящо фолио за системи с фенолни смоли

Фенолната смола се използва в композитни приложения, където характеристиките при пожар, димните характеристики и термичната устойчивост са важни.

Типичните приложения включват железопътни интериори, аерокосмически компоненти, огнеустойчиви панели и промишлени изолационни продукти.

Типични характеристики на обработка

Системите с фенолни смоли могат да включват по-взискателни условия на обработка от конвенционалните полиестерни и винилестерни системи.

В зависимост от формулировката, обработката може да изисква повишени температури и внимателно контролирани цикли на втвърдяване.

Освобождаващото фолио трябва да издържа на пълно термично излагане, без да губи своята механична цялост или освобождаващи свойства.

Препоръчителна селекция от филми за пускане

За обработка на фенолна смола изборът на отделящ филм трябва да започне с графика за втвърдяване на производителя на смолата.

Конвенционалните освобождаващи фолиа на основата на PE не трябва да се избират само защото са съвместими с други термореактивни смоли.

За приложения при повишена температура могат да се обмислят освобождаващи филми от ETFE или FEP при висока температура.

JLON JL-RF230 и JL-RF260 са потенциални опции за оценка, в зависимост от действителната температура на втвърдяване и продължителността на експозиция.

Допълнителни съображения

Системите с фенолни смоли може да имат специфични изисквания, свързани с отделянето на летливи вещества и потока на смолата.

Следователно изборът на перфорирано или неперфорирано освобождаващо фолио трябва да бъде координиран с цялостното устройство за вакуумно опаковане.

Препоръчва се производствено изпитване, преди да смените освобождаващия филм в установен фенолен композитен процес.

2.5 Освобождаващо фолио за BMI и други системи с високопроизводителна смола

Бисмалеимидната (BMI) смола е високоефективна термореактивна смола, използвана в космическото пространство и други взискателни приложения.

Той е ценен заради работата си при повишена температура и обикновено се използва в модерни композитни структури.

Типични характеристики на обработка

BMI prepregs може да изискват цикли на втвърдяване при повишена температура, в зависимост от формулировката.

Процесът може да включва високи температури, контролирано налягане и удължени процедури на втвърдяване или последващо втвърдяване.

В резултат на това изборът на разделителен филм изисква особено внимание към термичната стабилност и механичните свойства.

Препоръчителна селекция от филми за пускане

Високотемпературните флуорополимерни освобождаващи филми са потенциални кандидати за обработка на BMI.

JLON JL-RF230 ETFE отделящо фолио и JL-RF260 FEP отделящо фолио могат да бъдат оценени според определения цикъл на втвърдяване.

Изборът между тези материали трябва да вземе предвид:

·  Максимална температура на ламината.

·  Обща продължителност на експозицията.

·  Изисквания за механична якост и обработка на филма.

·  Геометрия на частта и съответствие на повърхността.

·  Ефективност на освобождаване със специфичната формула на BMI.

За особено взискателни процеси, съвместимостта на материала трябва да бъде потвърдена чрез представителни опити за втвърдяване.

3. Сравнение на избора на освобождаващо фолио за различни системи смола

Следващата таблица предоставя обща справка за избор на обикновени системи от композитни смоли.

Забележка: Изброените материали са потенциални кандидати, а не гаранции за универсална съвместимост. Окончателният избор трябва да се основава на специфичната формула на смолата, класа на филма и пълния производствен процес.

4. Други важни фактори извън химията на смолата

Дори когато системата от смола е известна, няколко допълнителни фактора могат да повлияят на ефективността на освобождаващия филм.

4.1 Перфорирано срещу неперфорирано освобождаващо фолио

Конфигурацията на перфорацията определя дали смолата може да премине през филма.

Перфорирано освобождаващо фолио

Перфорираното освобождаващо фолио обикновено се използва в приложения, изискващи контролирано изтичане на смола или прехвърляне на смола.

JLON предлага различни опции за перфорация, включително P3, P6 и P16 конфигурации за съответните степени.

Действителният диаметър на отворите, разстоянието и разпределението трябва да бъдат потвърдени преди поръчка, тъй като кодовете за перфорация могат да варират при различните доставчици.

Неперфорирано освобождаващо фолио

Неперфорираното освобождаващо фолио осигурява непрекъснат разделителен слой.

Подходящ е за приложения, където се изисква задържане на смола и трябва да се предотврати неконтролирано пренасяне на смола.

За обработка на препрег без изтичане може да е подходящо неперфорирано фолио, при условие че цялостната система осигурява подходящи пътища за евакуация на въздух и летливи вещества.

4.2 Дебелина на филма и механични свойства

Дебелината на освобождаващия филм влияе върху манипулирането, гъвкавостта и устойчивостта на повреда по време на полагане.

Тънките филми могат да се приспособят по-лесно към сложни геометрии, докато по-дебелите филми могат да осигурят подобрена здравина при работа в зависимост от материала.

Въпреки това дебелината сама по себе си не определя ефективността на филма.

Трябва също да се вземат предвид якостта на опън, удължението, устойчивостта на разкъсване и стабилността на размерите.

4.3 Вакуумно налягане и метод на втвърдяване

Производственият процес може значително да повлияе на избора на филм за освобождаване.

Например:

·  Вакуумната инфузия изисква отчитане на потока на смолата и позицията на освобождаващия филм в стека с консумативи.

·  Вакуумното опаковане изисква подходяща цялост на филма под вакуум и налягане.

·  Втвърдяването в автоклав изисква филмът да издържа на определената температура и налягане през целия цикъл.

·  Втвърдяването в пещ изисква съобразяване с разпределението на температурата и продължителността на втвърдяването.

Отделящо фолио, подходящо за един процес, не трябва автоматично да се приема, че е подходящо за друг.

5. Как JLON помага на производителите на композитни материали да изберат правилното фолио за освобождаване

JLON доставя решения за отделяне на филми за различни процеси на производство на композитни материали, включително конвенционално вакуумно опаковане, вливане на смола и композитно втвърдяване при висока температура.

Вместо да препоръчва филм, базиран само на типа смола, JLON взема предвид пълния производствен процес.

5.1 Конвенционални решения за фолио за освобождаване

Стандартните филми за освобождаване на JLON включват:

·  JL-RF130: Модифициран PE, 35 μm номинална дебелина, максимална специфицирана работна температура от 130°C.

·  JL-RF160: на базата на PP/PE/PA6, номинална дебелина 40 μm, максимална работна температура от 160°C.

И двата вида се предлагат в перфорирани и неперфорирани конфигурации.

Те могат да бъдат оценени за производствени процеси на епоксидни, полиестерни и винилестерни композити, в зависимост от специфичната формула на смолата и условията на втвърдяване.

5.2 Решения за фолио за отделяне при висока температура

За взискателни приложения за втвърдяване на композитни материали, JLON предоставя опции за освобождаващ филм на основата на флуорополимер.

·  JL-RF230 ETFE: 25 ± 5 μm номинална дебелина, препоръчителна работна температура до 210°C.

·  JL-RF260 FEP: 25 ± 5 μm номинална дебелина, препоръчителна работна температура до 240°C.

Тези филми са предназначени за оценка при избрани високотемпературни приложения за предварително импрегниране, автоклавиране и формоване на композитни материали.

Предлагат се както перфорирани, така и неперфорирани опции в зависимост от конфигурацията на класа.

За повече информация посетете:

· JLON освобождаващо фолио за композитно вакуумно пакетиране и вливане на смола

· JLON Високотемпературно освобождаващо фолио за композитно втвърдяване

5.3 Персонализирани спецификации и техническа поддръжка

Различните производители на композитни материали може да изискват различни ширини на филма, дължини на ролките, дебелини и конфигурации на перфорация.

JLON може да обсъди подходящи спецификации според производствените изисквания на клиента.

За да помогнат при идентифицирането на подходящ филм за освобождаване, клиентите се насърчават да предоставят:

1. Тип смола и специфичен клас смола.

2. Максимална температура на втвърдяване и обща продължителност на втвърдяване.

3. Производствен метод, като вакуумна инфузия, вакуумно опаковане или втвърдяване в автоклав.

4. Необходими характеристики на отделяне на смола или задържане на смола.

5. Предпочитана дебелина на филма и размери на ролката.

6. Необходим модел на перфорация, ако е приложимо.

Когато е необходимо, се препоръчва тестване на проби при действителни производствени условия преди пълномащабно внедряване.

6. Често задавани въпроси относно съвместимостта на освобождаващия филм и смолата

6.1 Може ли да се използва едно и също отделящо фолио за епоксидни, полиестерни и винилестерни смоли?

В много случаи да. Определени степени на отделящо се фолио могат да бъдат оценени с множество системи от смоли.

Въпреки това, съвместимостта с една формула на смола не гарантира идентична ефективност с друга.

Трябва да се вземат предвид температурата на обработка, продължителността на втвърдяване, химията на смолата и изискванията за поток на смола.

6.2 ETFE или FEP отделящото фолио е по-добро за високотемпературно епоксидно втвърдяване?

Нито един материал не е универсално по-добър.

ETFE обикновено предлага относително висока механична якост и издръжливост, докато FEP осигурява по-висока препоръчителна работна температура в продуктовата гама на JLON.

JL-RF230 ETFE се препоръчва за работни температури до 210°C, докато JL-RF260 FEP се препоръчва до 240°C.

Окончателният избор трябва да зависи от действителния цикъл на втвърдяване, механичните изисквания и съвместимостта на смолата.

6.3 Може ли PE освобождаващо фолио да се използва за епоксидна смола?

Да, подходящи отделящи фолиа на основата на PE могат да се използват в определени епоксидни композитни процеси.

Например, JLON JL-RF130 е модифицирано PE освобождаващо фолио с определена максимална работна температура от 130°C.

Трябва да се използва само когато пълният цикъл на втвърдяване попада в неговите проверени работни граници.

За епоксидно втвърдяване при по-висока температура трябва да се обмисли по-устойчив на топлина филм.

6.4 Трябва ли да избера перфориран или неперфориран освобождаващ филм за вакуумна инфузия?

Изборът зависи от разположението на потока на смолата.

Перфорирано освобождаващо фолио може да се използва, когато смолата трябва да премине през разделителния слой, за да достигне разпределителната среда.

Неперфорираното освобождаващо фолио може да е подходящо, когато се изисква непрекъсната бариера от смола.

Окончателната конфигурация трябва да се определи от пълния стек за инфузия и дизайна на разпределение на смолата.

6.5 Как мога да потвърдя дали филмът за освобождаване е съвместим с моята смола?

Най-надеждният метод е да се оцени филмът, като се използва действителната формула на смола и цикъл на втвърдяване.

Практическото изпитване трябва да провери дали филмът запазва своята цялост, освобождава се правилно след втвърдяване и осигурява необходимия поток или задържане на смола.

JLON може да помогне при прегледа на информацията за процеса и да препоръча подходящи проби за оценка.

Заключение

Избирането на правилното освобождаващо фолио за композитно производство изисква повече от съвпадение на фолиото с категория смола.

Химическият състав на смолата, температурата на втвърдяване, продължителността на експозиция, изискванията за изпускане на смола, вакуумното налягане и геометрията на компонентите влияят върху крайния избор.

За конвенционални приложения с епоксидни, полиестерни и винилови естери, подходящо освобождаващо фолио на базата на PE или PP може да осигури практично решение. За обработка на епоксидни, фенолни и BMI композити при висока температура, ETFE или FEP освобождаващи филми при висока температура може да са по-подходящи, подлежащи на валидиране на процеса.

JLON предоставя решения за конвенционални и високотемпературни освобождаващи фолиа за производители на композитни материали с различни материали, дебелини и конфигурации на перфорация.

Независимо дали произвеждате корпуси на лодки от фибростъкло, компоненти за вятърни турбини, структури от въглеродни влакна или високопроизводителни аерокосмически композити, изборът на правилното освобождаващо фолио може да помогне за подобряване на последователността на процеса и надеждността на производството.