أخبار ar.wedoany.com، أطلقت شركة ميتسوبيشي كيميكال اليابانية مؤخراً منتجين جديدين من ألياف الكربون مسبقة التشريب، وهما Xlinktech™-HT (#375) وXlinktech™-HS (#372)، بهدف معالجة التناقض التقني بين الصلابة ومقاومة الصدمات في المواد المركبة من ألياف الكربون عالية المعامل.
تواجه المواد المركبة من ألياف الكربون (CFRP) في سعيها لتحقيق صلابة أعلى مشكلة تتمثل في أن زيادة معامل الألياف تؤدي إلى زيادة قابلية المادة للتعرض للتلف الداخلي عند الصدمات. وباعتبارها مادة وسيطة للمواد المركبة من ألياف الكربون، فإن ألياف الكربون مسبقة التشريب هي منتجات شبه مصنعة على شكل صفائح يتم فيها تشريب الراتنج في ألياف الكربون المستمرة، ويعتمد أداؤها النهائي على دعم الراتنج للألياف وكفاءة نقل الإجهاد في الواجهة بين الألياف والراتنج. وتظهر حالات الفشل الفعلية أن التلف يبدأ غالباً في منطقة الراتنج أو في انفصال الواجهة بين الألياف والراتنج، وليس في كسر ألياف الكربون نفسها، وتكون هذه الظاهرة أكثر وضوحاً في المواد المركبة من ألياف الكربون عالية المرونة.
تتمتع ألياف الكربون عالية المعامل، بفضل معامل الشد العالي وثبات الأبعاد، بإمكانات تطبيقية كبيرة في مجالات الطيران والفضاء، وهياكل الأقمار الصناعية، والروبوتات الصناعية، والطائرات بدون طيار عالية الأداء، والمعدات الرياضية الراقية. ولكن نظراً لانخفاض استطالتها عند الكسر، فإن المواد المركبة عند تعرضها لصدمات خارجية تكون عرضة لتشققات في مصفوفة الراتنج، وانفصال الواجهة، والتفكك بين الطبقات، مما يؤثر على قدرة التحمل الكلية. ويعد تحسين تحمل التلف مع الحفاظ على الصلابة العالية اتجاهاً رئيسياً في أبحاث وتطوير المواد المركبة من ألياف الكربون.
أعلنت ميتسوبيشي كيميكال أن سلسلة Xlinktech تستخدم تقنية تصميم راتنج مطورة ذاتياً، حيث تعمل على تحسين بنية شبكة الترابط للراتنج والواجهة بين الألياف والراتنج على المستوى الجزيئي، مما يعزز مقاومة الصدمات والمتانة للمواد المركبة مع الحفاظ على صلابة ألياف الكربون عالية المعامل. يركز Xlinktech™-HT على تحسين متانة المادة، بينما يركز Xlinktech™-HS على القوة الشاملة ومقاومة الصدمات، مما يوفر خيارات متمايزة لسيناريوهات التطبيق المختلفة. وقد بدأت الشركة في توفير العينات، وستعمل لاحقاً على دفع تطبيق المنتج بناءً على نتائج التحقق مع العملاء.
إن ارتفاع متطلبات أداء المواد خفيفة الوزن في مجالات مثل مركبات الطاقة الجديدة، والمعدات الجوية المتطورة، والأتمتة الصناعية، يدفع المواد المركبة من ألياف الكربون نحو تحقيق قوة عالية وصلابة عالية وموثوقية عالية. وقد أصبح تحسين نظام الراتنج وحالة الترابط في الواجهة أحد المسارات التقنية الهامة لتحسين الأداء الشامل للمواد المركبة. ويرى خبراء الصناعة أن هذا المسار التقني، مقارنة بتحسين أداء ألياف الكربون نفسها فقط، يمكنه تحقيق توازن أكثر فعالية بين الصلابة والمتانة.
حالياً، تجري العديد من شركات المواد أبحاثاً وتطويراً حول الراتنجات عالية المتانة، وأنظمة الراتنجات الحرارية البلاستيكية، وتعديل الواجهة، والتعزيز النانوي، بهدف تحسين مقاومة الصدمات وعمر الخدمة للمواد المركبة. ويعد إطلاق ميتسوبيشي كيميكال لسلسلة Xlinktech هذه خطوة مهمة في تخطيط منتجات الشركة في مجال المواد التكميلية للمواد المركبة من ألياف الكربون عالية الأداء. ومع بدء توفير العينات، من المتوقع أن تجد هذه السلسلة تطبيقات في مجالات متعددة مثل الطيران والفضاء، والتنقل، والمعدات الصناعية، والرياضة والترفيه.
باعتبار المواد المركبة من ألياف الكربون ممثلاً للمواد خفيفة الوزن وعالية الأداء، فإن تقدمها التقني سيؤثر تأثيراً عميقاً على العديد من قطاعات التصنيع المتقدم. ويوفر إطلاق ميتسوبيشي كيميكال لسلسلة Xlinktech حلاً تقنياً لمعضلة الصلابة والمتانة في ألياف الكربون عالية المعامل.
