Ullmhúchán agus Measúnú Feidhmíochta ar Roisín eapocsa Prepreg Frithsheasmhach in Ardteocht

2023-02-02

1. Réamhrá


  Mar roisín thermosetting tábhachtach, tá dea-airíonna leictreacha ag roisín eapocsa, cobhsaíocht cheimiceach, airíonna meicniúla den scoth agus airíonna greamaitheacha, agus úsáidtear go forleathan é i go leor réimsí. Le blianta beaga anuas, le fás tapa ar thomhaltas roisín eapocsa sa tSín, tá go leor ceanglais nua curtha ar aghaidh maidir le struchtúr éagsúlacht roisín eapocsa. Tá an t-éileamh ar roisín epocsa ard-teocht resistant i roinnt táirgí ard-deireadh ag méadú. Cé go bhfuil roinnt cineálacha de roisín eapocsa ard-teocht resistant a fhorbairt sa bhaile agus thar lear, agus tá aschur áirithe déanta, ní féidir leis fós freastal ar na riachtanais forbartha reatha agus sa todhchaí. I measc na bpríomh-mhonaróirí eachtracha den chineál seo roisín epocsa speisialta tá Dow Chemical na Stát Aontaithe, Tokyo Chemical of Japan, Mitsubishi Gas Chemical, etc. ar theicneolaíocht déantúsaíochta den chineál seo ábhar agus chuir sé srian ar a onnmhairiú. Tá aschur na dtáirgí a forbraíodh sa tSín teoranta agus tá an praghas costasach, rud nach féidir leis an éileamh fáis tapa atá ann faoi láthair maidir le húsáid shibhialta a chomhlíonadh [4]. D'fhonn freastal ar an éileamh intíre ar roisín epocsa ard-teocht resistant a chaitheamh, tá sé práinneach roisín epocsa resistant ard-teocht a fhorbairt le slaodacht oiriúnach, teicneolaíocht próiseála maith, cobhsaíocht stórála táirgí maith agus costas measartha.


  Sa pháipéar seo, roisín eapocsa ilfheidhmeach agus roisín eapocsa E51 a dhlúthú, agus roghnaítear córas gníomhaire curing cuí chun friotaíocht teasa roisín eapocsa a fheabhsú. Ag an am céanna, déantar slaodacht agus airíonna cuimsitheacha an chórais roisín a choigeartú de réir an chóimheas chun na ceanglais feidhmíochta a chomhlíonadh agus a oiriúnú do tháirgeadh prepreg te-leá. Is amhábhar déanta an-tábhachtach é prepeg Bileog FR4, Bileog eapocsa 3240, bileog bakelite agus 3026 bileog cadáis feanólach.


ROisín EPOXY E51


2. Turgnamh


  a. Amhábhair, uirlisí agus trealamh


  I. Amhábhair: roisín eapocsa ilfheidhmeach (A), roisín eapocsa ginearálta E51 (B), gníomhaire leigheas ardteochta (C), toughener (D), luasaire (E).


  II. Ionstraimí agus trealamh: tástálaí pointe bogtha, KOREALABOTECH244 - 1544 tástálaí ama glóthach, TAAR2000 rheometer, TA50WS calraiméadar scanadh difreálach (DSC), INSTRON2382 tástálaí ábhar uilíoch, meaisín gluing, meaisín prepreg.


  b. Ullmhú sampla tástála


  I. Ullmhú roisín: teas agus leá roisín eapocsa agus gníomhaire géarú i cion áirithe, corraigh go dtí go bhfuil an meascán aonfhoirmeach, fionnuar go dtí faoi bhun 80 ℃, cuir gníomhaire curing agus luasaire, bhfolús agus bain boilgeoga, agus meascán cothrom.


  II. Ullmhú comhlacht réitigh roisín: Doirt an córas roisín aslonnaithe isteach sa mhúnla réamhthéite nuair a bhíonn sé te, agus soladaigh de réir córais leigheas áirithe.


  III. Ullmhú scannán ghreamaitheacha leá te: cuir an roisín leá isteach in umar gliú an applicator gliú, aistrigh an roisín chuig an bpáipéar scaoileadh comhfhreagrach tríd an sorcóir, agus ansin an scannán greamaitheach críochnaithe a fhuarú tríd an bhfeiste fuaraithe le haghaidh sciath scannáin.


  IV. Ullmhú prepreg snáithín carbóin: déantar na sraitheanna uachtair agus íochtair brataithe de scannán roisín agus snáithín carbóin a dhlúthú le meaisín ilchodach. Is struchtúr "ceapaire" an dá shraith scannán roisín agus snáithín athneartaithe. Tá an roisín sáithithe go cothrom isteach sa snáithín tríd an pláta te a théamh agus ceithre phéire rollóirí téimh a théamh agus a easbhrúite chun an prepreg a fhoirmiú.


  V. Stiallacha tástála prepreg a ullmhú: prepreg a ghearradh agus a chlúdach de réir an chaighdeáin tástála, solidify agus foirm de réir córas curing áirithe, agus ansin gearrtha i stiallacha tástála caighdeánach.


3. Torthaí agus Plé


a. Ullmhú foirmle roisín


  De réir riachtanais friotaíochta teasa an roisín, socraítear gurb é an teocht aistrithe gloine TgDSC den chóras roisín ná ≥ 190 ℃. Ag an am céanna, ba cheart go mbeadh an roisín oiriúnach le haghaidh réamhullmhúcháin leá te a tháirgeadh. Ba chóir go mbeadh an roisín leath-soladach ag teocht an tseomra, gan cloí leis na lámha, gan cloí le páipéar, agus ba cheart go mbeadh an t-am glóthach roisín oiriúnach. De réir an taithí táirgthe, socraítear gurb é 35 ~ 45 ℃ pointe softening an roisín, agus is é 170 ~ 20 nóiméad an t-am glóthach ag 30 ℃.


  Ar an gcéad dul síos, déantar an roisín epocsa ilfheidhmeach (A) agus an toughener (D) a mheascadh ag cóimheas 100/10, agus cuirtear méid áirithe gníomhaire leigheas ardteochta (C), gan roisín epocsa ginearálta E51 (B) a chur leis agus luasaire (E), agus ansin déantar imscrúdú ar fheidhmíocht an chórais roisín. De réir na hanailíse ar fhoirmle 1 #~4 # i dTábla 1, le méadú de réir a chéile ar an méid gníomhaire leigheas ardteochta (C), léiríonn Tg an chórais roisín treocht aníos, ach laghdaítear an neart teanntachta de réir a chéile; Is féidir leis an am glóthach, an pointe softening agus Tg na foirmle 2 #~ 4 # na ceanglais a chomhlíonadh.


Tábla 1 Comhréireanna agus airíonna roisíní éagsúla

Foirmle

Cóimheas Aifreann

(A/B/C/D/E)

Softening pointe / ℃

Am glóthach (170 ℃) / nóim

Tg DSC/ ℃

Neart teanntachta/MPa

1

100/0/45/10/0

37.3

38

186

39

2

100/0/50/10/0

38.5

29

207

34

3

100/0/55/10/0

38.8

27

210

25

4

100/0/60/10/0

39.1

26

224

20

5

90/0/40/10/0.3

41.0

16

-

-

6

70/20/25/15/0.3

40.0

26

191

44

7

75/15/25/15/0.3

40.0

27

203

58


  D'fhonn neart teanntachta an roisín a choigeartú gan damáiste a dhéanamh d'airíonna teirmeacha an roisín, is gá méid an ghníomhaire curing ardteochta (C) a laghdú agus cion áirithe de luasaire (E) a chur leis. Go coibhneasta, tá an méid gníomhaire leigheasála a chuirtear leis mór agus is beag an méid luasaire a chuirtear leis. Tá sé éasca le meascadh míchothrom i dtáirgeadh iarbhír a bheith ina chúis le pléascadh roisín. Dá bhrí sin, is gá an próiseas meascáin roisín a choigeartú. Gcéad dul síos, bain úsáid as an roisín epocsa ginearálta E51 (B) chun an gníomhaire curing ard-teocht (C) agus an luasaire (E) a mheilt, agus ansin cuir an meascán isteach sa roisín tar éis an roisín epocsa ilfheidhmeach (A) agus toughener (D). ) comhleádh i gcomhréir.


  Is féidir a fheiceáil ó Fhoirmle 5 i dTábla 1 go bhfuil an t-am glóthach i bhfad níos giorra ná sin i bhFoirmle 1 nuair a chuirtear luasaire (E) leis. Nuair a shroicheann an roisín an fhoirmiú, luasóidh trasnasc an líonra mhóilíneach, agus athróidh an roisín go tapa ó stát sreafa slaodach go stát gloine. Mar gheall ar ghníomhaire géarú a chur leis an roisín seo, tá slaodacht an roisín mór, tá an sreabhach roisín bocht, agus is deacair an t-aer a urscaoileadh. Má tá an t-am glóthach ró-tapa, agus nach bhfuil na boilgeoga roisín scaoilte go hiomlán, tá an roisín glóthach déanta, rud a fhágann go mbeidh lochtanna cosúil le nascáil lag idir roisín agus snáithín, cuasanna, etc., nach bhfuil a chabhródh le hoibriú ina dhiaidh sin. an táirge agus feabhas a chur ar fheidhmíocht ábhar ilchodach. Dá bhrí sin, is gá an méid gníomhaire curing a laghdú. Tábla 1 Tá neart teanntachta foirmle 6 agus foirmle 7 i bhfad níos airde ná sin i bhfoirmle 4 nuair a chuirtear an córas gníomhaire curing ard-teocht (C) - luasaire (E) meilte le roisín eapocsa ginearálta E51 (B). Mar sin féin, mar gheall ar an méid mór roisín epocsa ginearálta E51 (B) i bhfoirmle 6, a dhéanann difear do theocht aistrithe gloine Tg an chórais, roghnaíodh foirmle 7 mar an fhoirmle roisín ar deireadh.


  b. Airíonna rheological de roisín


  Chun riachtanais phróiseas táirgthe prepreg te-leá a chomhlíonadh, rinneadh tástáil ar airíonna sreabheolaíocha roisín foirmle 7 ag teochtaí éagsúla, agus léirítear na torthaí i dTábla 2. Is féidir a fheiceáil ó Tábla 2 go n-athraíonn slaodacht roisín le teocht. Dá bhrí sin, sa phróiseas ullmhúcháin scannán roisín, is féidir an slaodacht roisín a choigeartú trí rialú a dhéanamh ar an teocht chun freastal ar riachtanais phróiseas ullmhúcháin scannán roisín.


Tábla 2 Slaodacht roisín ag teochtaí éagsúla

Teocht / ℃

Slaodacht/Pa · s

60

312

70

86

80

33

90

14

100

7.6


  Le linn an phróisis sciath, beidh tionchar ag slaodacht agus teocht ar thiús agus ar cháilíocht an scannáin ghreamaitheacha. Mar shampla, nuair a bhíonn an slaodacht ró-ard, tá an sreabhach bocht, rud nach bhfuil a chabhródh le foirmiú scannán roisín maith. Nuair a bhíonn an slaodacht ró-íseal, tá sé éasca a chailleadh. Is é an chúis is mó ná go bhfuil an gníomhaire curing curtha leis an gcóras roisín eapocsa, agus tá an roisín téite ar feadh i bhfad le linn ullmhú an scannáin. Nuair a bhíonn an teocht ró-ard, féadfaidh macromóilíní agus codanna slabhra dul faoi ghluaiseacht teirmeach, rud a chuirfidh isteach ar shaol na dtáirgí críochnaithe. Dá bhrí sin, nuair a bhíonn an scannán greamaitheacha á ullmhú, ba cheart go mbeadh an teocht chomh híseal agus is féidir faoin gcoinníoll go gcomhlíontar ceanglais an phróisis. Is féidir a fheiceáil ó Tábla 2 go bhfuil an slaodacht roisín ag 60 ℃ mór, rud a chuireann isteach ar chobhsaíocht an ullmhúcháin scannáin, mar sin roghnaítear 70 ℃ mar theocht an scannáin.


 c. Cinneadh an chórais leigheas


  Is féidir le córas leigheas foirfe feabhas a chur ar fheidhmíocht an táirge, ar shlí eile ní dhéanfaidh sé difear ní hamháin ar fheidhmíocht an táirge ach freisin fadhbanna próisis éagsúla a thabhairt. Is féidir an córas leigheas a chinneadh trí thurgnamh DSC neamh-isiteirmeach. Ag rátaí téimh éagsúla de 5 ~ 25 ℃ / nóim, tá teocht imoibriú tosaigh comhfhreagrach (Ti), buaic-teocht imoibrithe (TP) agus teocht imoibrithe deiridh (Tf) (Tábla 3) ag an gcóras roisín. Is féidir an teocht tosaigh imoibrithe (Ti), teocht buaic imoibrithe (Tp) agus teocht deireadh imoibrithe (Tf) ag ráta téimh de 0 a fháil de réir chothromóid fheistiú líneach na dtrí.


Tábla 3 Ti, Tp agus Tf ag rátaí téimh éagsúla

Ráta téimh / ℃ / nóim

Ti/ ℃

Tp / ℃

Tf/ ℃

5

163

193

217

10

165

198

237

15

173

209

249

20

182

225

270

25

187

234

296


d. Meastóireacht friotaíochta teasa


  Déantar friotaíocht teasa an chórais roisín a mheas go ginearálta ag an teocht dífhoirmithe teirmeach, teocht trasdula gloine agus teocht dianscaoilte meáchain caillteanas teirmeach an ábhair. Is é an teocht trasdula gloine Tg teocht an ábhair ón stát gloine go dtí an stát ard leaisteach, atá ina shonraí tábhachtacha chun an teocht seirbhíse ábhartha a chinneadh. Is é 203 ℃ an teocht aistrithe gloine sa chuar DSC.


e. Meastóireacht ar airíonna meicniúla roisíní agus comhchodanna


  Taispeánann Tábla 4 sonraí airíonna teanntachta agus lúbthachta roisín leigheasaithe. Taispeánann Tábla 5 na sonraí maoine meicniúla de laminates aontreoch prepreg snáithín carbóin. De réir na sonraí i dTábla 4, is féidir le hairíonna meicniúla an chórais roisín agus prepreg snáithín carbóin na riachtanais luach sprice a chomhlíonadh.


fr4 bileog

Tábla 4 Airíonna meicniúla an chomhlachta réitigh roisín

Feidhmíochta

Spriocluach

Luach Iarbhír

Maoin Teanntachta

Neart Teanntachta/MPa

≥ 55

58.6

Modal teanntachta/GPa

≥ 3

3.48

Feidhmíocht Lúbthachta

Neart lúbthachta/MPa

≥ 85

117

Modal lúbthachta/GPa

≥ 3

3.52


Tábla 5 Airíonna meicniúla snáithíní carbóin prepreg laminate aontreoch

Feidhmíochta

Spriocluach

Luach Iarbhír

Maoin Teanntachta

Neart teanntachta fadaimseartha/MPa

≥ 20000

2500

Modalas teanntachta fadaimseartha/GPa

≥ 120

128

Neart teanntachta trasnaí/MPa

≥ 28

34.2

Modalas teanntachta trasnánach/GPa

≥ 7

7.18

Feidhmíocht Lúbthachta

Neart lúbthachta fadaimseartha/MPa

≥ 1400

1440

Modal lúbthachta fadaimseartha/GPa

≥ 130

132

Feidhmíocht Comhbhrú

Neart comhbhrúite fadaimseartha/MPa

≥ 800

1195

Neart comhbhrúite trasnáin/MPa

≥ 120

131

Feidhmíocht Fiar

Neart lomadh idirchiseal/MPa

≥ 75

86.2

Bileog eapocsa 3240

4. Mar fhocal scoir

  

  Sa pháipéar seo, an roisín eapocsa ilfheidhmeach agus ginearálta roisín eapocsa E51 measctha, agus roghnaíodh an córas gníomhaire curing-luasaire oiriúnach a fhorbairt ar an ard-teocht resistant prepreg roisín eapocsa, agus rinneadh tástáil ar airíonna an roisín agus ilchodach.


  a. Tá roisín epocsa ilfheidhmeach tairbheach chun friotaíocht teasa an chórais a fheabhsú. Nuair a bhíonn cóimheas mais an chórais (A/B/C/D/E) 75/15/25/15/0.3, tá friotaíocht teasa den scoth aige agus féadann sé freastal ar riachtanais táirgeadh prepreg te-leá.


  b. Rinne turgnaimh DSC tástáil ar chuair DSC an chórais roisín ag rátaí téimh éagsúla. Ba é 160 ℃/1h + 180 ℃/3h an córas leasaithe is fearr den chóras roisín trí fheistiú líneach.


  c. Tá friotaíocht teasa den scoth ag an gcóras roisín, agus is é 203 ℃ an Tg arna thomhas ag DSC.


  d. Comhlíonann airíonna meicniúla an chórais roisín agus prepreg snáithín carbóin na riachtanais luach sprice.


Seol