Żywice wysokotemperaturowe cz. 2

Żywice wysokotemperaturowe mają długą historię w przemyśle kompozytowym dzięki zastosowaniu w silnikach samolotów wojskowych i komercyjnych. Przemysł lotniczy i obronny ma największy udział w globalnym rynku wysokotemperaturowych żywic kompozytowych. W erze złożonych i wysokowydajnych komponentów lotniczych, kompozyty węglowo/epoksydowe mogą spełniać wiele wymagań funkcjonalnych w długotrwałych temperaturach pracy do 121°C i wytrzymać krótkotrwałe skoki temperatury do 204°C. Jednakże, wymagania projektowe współczesnych pojazdów kosmicznych, nowych samolotów komercyjnych i wojskowych samolotów myśliwskich piątej generacji spowodowały wzrost temperatury pracy w zakresie od 316°C do 538°C lub wyższym. Żywice wysokotemperaturowe są stosowane w pierwszorzędnych i wtórnych strukturach kompozytowych, gdzie temperatura osiąga 350°C lub więcej.

Kluczowe zastosowania żywic wysokotemperaturowych w przemyśle lotniczym obejmują gondole silnikowe, obudowy przewodów, owiewki sprężarek, odwracacze ciągu, kopuły radiolokacyjne, systemy napędowe rakiet, elementy układu wydechowego i izolacje. Do produkcji części kompozytowych z wykorzystaniem żywic wysokotemperaturowych stosuje się głównie układanie prepregów. Większość elementów konstrukcyjnych samolotu, jak np. przednia część silnika, narażona jest na działanie trudnych warunków środowiskowych, w tym ekstremalnego ciepła i dużych prędkości. Awaria jednego z komponentów może prowadzić do katastrofalnej awarii całego systemu i kosztować życie wielu ludzi. Żywice wysokotemperaturowe poprawiają wydajność części kompozytowych poprzez zwiększenie ich zdolności do wytrzymywania ekstremalnego ciepła.

Samoloty wojskowe stanowią grupę głównych odbiorców wysokotemperaturowych żywic kompozytowych. Różni producenci OEM, tacy jak Lockheed Martin, Dassault Aviation, Boeing, The JSC Sukhoi Company i HAL zastosowali żywice wysokotemperaturowe w różnych elementach kompozytowych silników i płatowców. Samolot Lockheed Martins F-35, najlepiej sprzedający się samolot wojskowy, w dużej mierze wykorzystuje kompozyty węglowe/BMI w swoim kadłubie i w silnikach.

Komercyjne samoloty również generują znaczny popyt na wysokotemperaturowe żywice kompozytowe. Jednym z takich przykładów jest kanał VBV silnika Boeinga 787, który został wykonany przez Harris Corp. przy użyciu kompozytów węglowych/BMI.

Podczas gdy większość popytu generowana jest przez przemysł lotniczy i kosmiczny, transport jest jedną z innych gałęzi przemysłu, która rozpoczyna swoją przygodę z żywicami wysokotemperaturowymi. Ze względu na rygorystyczne przepisy dotyczące oszczędności paliwa i redukcji emisji dwutlenku węgla, przemysł motoryzacyjny koncentruje się na zmniejszaniu wagi poprzez zastępowanie części metalowych lekkimi częściami kompozytowymi. Normy efektywności paliwowej doprowadziły do zmniejszenia rozmiarów silników, tworząc zapotrzebowanie na lżejsze, bardziej kompaktowe komponenty. Bardzo mała przestrzeń sprawia, że wiele podzespołów pod maską znajduje się bliżej silnika. Nowsze elementy napędu i elementy konstrukcji często wymagają ciągłej pracy w temperaturach powyżej 200°C. Samochody wyścigowe, takie jak Formuła 1 (F1), również wymagają żywic wysokotemperaturowych w różnych zastosowaniach, takich jak osłony termiczne, co w pewnym stopniu generuje zapotrzebowanie na wysokotemperaturowe żywice kompozytowe. Inne branże zastosowania obejmują głównie branżę elektryczną i elektroniczną oraz naftową i gazową. Przekładnie, wyłączniki, złącza i obudowy to kluczowe zastosowania kompozytów w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, które mogą wykorzystywać żywice wysokotemperaturowe.