Синтаксическая пена - Syntactic foam

Синтаксическая пена, обозначенная сканирующая электронная микроскопия, состоящий из стеклянные микросферы в матрице эпоксидная смола смола.

Синтаксические пены находятся композитные материалы синтезируется заполнением металл, полимер,[1] или же керамика матрица с полыми сферами, называемая микрошарики[2] или же ценосферы или неполые сферы (например, перлит ).[3] В этом контексте «синтаксический» означает «соединить».[4] Наличие полых частиц приводит к снижению плотность, выше удельная сила (сила деленная на плотность), ниже коэффициент температурного расширения, а в некоторых случаях радар или же сонар прозрачность. Метод изготовления синтаксических пен с низкой плотностью основан на принципе плавучести.[5][6]

Этот термин был первоначально введен Бакелитовая Компания в 1955 г. за свои легкие композиты из полых фенольный микросферы, связанные с фенольной матрицей, эпоксидная смола, или же полиэстер.[7]

Возможность пошива - одно из самых больших преимуществ этих материалов.[8] Материал матрицы может быть выбран практически из любого металла, полимера или керамики. Микрошарики доступны в различных размерах и из разных материалов, в том числе стеклянные микросферы, ценосферы, углерод, и полимеры. Наиболее широко используемые и изученные пены - это стеклянные микросферы (в эпоксидной смоле или полимерах) и ценосферы или керамика.[9] (из алюминия). Можно изменить объемную долю микрошариков или использовать микрошарики различной эффективной плотности, последняя зависит от среднего соотношения между внутренним и внешним радиусами микрошариков.

В сжимающий Свойства синтаксических пен в большинстве случаев сильно зависят от свойств микрошариков. В целом прочность на сжатие материала пропорциональна его плотности.

Материал матрицы имеет большее влияние на растяжение характеристики. Предел прочности можно значительно улучшить химической обработкой поверхности частиц, например силанизация, что позволяет образовывать прочные связи между частицами стекла и эпоксидной матрицей. Добавление волокнистых материалов также может повысить предел прочности.[нужна цитата ]

Приложения

Сфера из синтаксической пены, используемая в качестве подповерхностного поплавка в океанографический причал.

Эти материалы были разработаны в начале 1960-х годов как улучшенные плавучесть материалы для морского применения.[10] Другие характеристики привели эти материалы к аэрокосмический и приложения для наземного транспорта.[11] Современные приложения для синтаксической пены включают модули плавучести для натяжители морского стояка, дистанционно управляемые подводные аппараты (ТПА), автономные подводные аппараты (АПА), глубоководные исследования, корпуса лодок, и вертолет и самолет составные части. Структурные применения синтаксических пен включают использование в качестве промежуточного слоя (то есть ядра) сэндвич-панели.

Другие приложения включают;

  • Пена для плавучести в открытом море. Способ создания корпусов подводных лодок по 3D печать был разработан в 2018 году.[12]
  • Усилитель термоформования
  • Радар прозрачные материалы
  • Акустические материалы
  • Сердечники для сэндвич-композитов[13][14]
  • Материалы для защиты от взрыва
  • Спортивные товары, такие как шары для боулинга, теннисные ракетки и футбольные мячи.[15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шутов Ф.А. (1986). «Синтаксические полимерные пены». Достижения в науке о полимерах. 73-74: 63–123. Дои:10.1007/3-540-15786-7_7.
  2. ^ Х. С. Ким и Пакорн Плубрай, «Производство и механизмы разрушения синтаксической пены при сжатии», Композиты, Часть A: Прикладная наука и производство, Том 35, стр. 1009-1015, 2004.
  3. ^ Дипендра Шастри и Х. С. Ким, «Новый процесс консолидации вспученных частиц перлита», Construction and Building Materials, Vol 60, June, 2014, pp.1-7.
  4. ^ "Что такое синтаксическая пена?". Cornerstone Research Group. Архивировано из оригинал 20 июля 2012 г.. Получено 7 августа 2009.
  5. ^ М. Д. Маинул Ислам и Х. С. Ким, «Производство синтаксических пен: предварительная обработка форм», Материалы и процессы производства, Том 22, стр.28-36, 2007.
  6. ^ М. Д. Майнул Ислам и Х. С. Ким, «Производство синтаксических пен с использованием крахмала в качестве связующего: обработка после формования», Материалы и производственные процессы, том 23, стр. 884-892, 2008 г.
  7. ^ Из Оксфордского словаря английского языка, цитата из Sci. Новости Let. 2 апреля 213/3
  8. ^ Bardella, L .; Генна Ф. (2001). «Об упругости синтаксических пен». Международный журнал твердых тел и структур. 38 (2): 7235–7260. Дои:10.1016 / S0020-7683 (00) 00228-6.
  9. ^ Шубмугасамы, В. (2014). «Определение характеристик одиночных пористых полых частиц SiC на сжатие». JOM. 66 (6): 892–897. Дои:10.1007 / s11837-014-0954-7.
  10. ^ Кудо, Кимиаки (январь 2008 г.). «Зарубежные тенденции в развитии глубоководных аппаратов, занимаемых людьми, и предложение Японии по выбору» (PDF). Ежеквартальный обзор тенденций в области науки и технологий. 26: 104–123. Архивировано из оригинал (PDF) 21 июля 2011 г.. Получено 10 августа 2009.
  11. ^ [мертвая ссылка ]Карст, Г. (2002). «Новая обработка высокоэффективных структурных синтаксических пен». Общество развития материалов и технологий. Архивировано из оригинал 23 июля 2011 г.. Получено 7 августа 2009.
  12. ^ «Прорыв в трехмерной печати для легких синтетических пен может помочь подводным лодкам глубже погрузиться в воду | Инженерная школа Тандон Нью-Йоркского университета». engineering.nyu.edu. Получено 22 сентября 2018.
  13. ^ М. Д. Майнул Ислам и Х. С. Ким, «Сэндвич-композиты из синтаксического пенопласта и бумажной оболочки: производственные и механические свойства», Журнал Sandwich Structures and Materials, 2012, Vol 14 (1), pp.111-127.
  14. ^ М. Д. Арифуззаман и Х. С. Ким, Новое поведение при изгибе сэндвич-структур, сделанных из перлитовой пены / силиката натрия и бумажной оболочки, Строительные и строительные материалы, Строительные материалы, том 148, 2017 г., стр. 321–333.
  15. ^ [мертвая ссылка ]Тим, Иоганн (3 февраля 2005 г.). «Выполнение пластмасс - как пластики намеревались завоевать мир спорта». Европейский совет химической промышленности. Получено 10 августа 2009.[постоянная мертвая ссылка ]