Celstran (LFT) - Celanese
Celstran to marka firmy Celanese obejmująca termoplastyczne materiały kompozytowe wzmacniane długimi włóknami. Celstran LFRT jest przeznaczony przede wszystkim do produkcji lekkich elementów konstrukcyjnych wymagających wysokiej wytrzymałości, sztywności, udarności i stabilności wymiarowej.
W ofercie Celanese pod nazwą Celstran znajdują się również termoplastyczne materiały wzmacniane włóknami ciągłymi, określane jako Celstran CFR-TP.
Charakterystyka
Celstran LFRT składa się z termoplastycznej osnowy oraz długich włókien wzmacniających. Jako wzmocnienie mogą być stosowane włókna szklane, węglowe i aramidowe, a także włókna ze stali nierdzewnej. Osnowę mogą tworzyć różne polimery termoplastyczne, między innymi PP, PA6 i PA66 oraz tworzywa konstrukcyjne przeznaczone do bardziej wymagających zastosowań.
Materiały są wytwarzane w procesie pultruzji zapewniającym dokładne zwilżenie poszczególnych włókien przez polimerową osnowę. Odpowiednia impregnacja i zachowanie długości włókien mają zasadnicze znaczenie dla właściwości gotowego elementu.
Właściwości
Do najważniejszych właściwości materiałów Celstran LFRT należą:
- wysoka wytrzymałość i sztywność przy stosunkowo niewielkiej masie
- wysoka udarność i zdolność pochłaniania energii
- dobra odporność zmęczeniowa
- odporność na pełzanie i długotrwałe obciążenia
- wysoka stabilność wymiarowa
- ograniczone odkształcenia i paczenie dużych elementów
- możliwość dostosowania właściwości mechanicznych, cieplnych i elektrycznych przez dobór osnowy, rodzaju włókien oraz ich zawartości
- możliwość uzyskania przewodności elektrycznej i ekranowania elektromagnetycznego w gatunkach zawierających włókna stalowe lub węglowe
- możliwość zastępowania metali w lekkich elementach konstrukcyjnych
Dokładne właściwości materiału zależą od zastosowanej osnowy, rodzaju i udziału włókien, ich długości zachowanej w gotowym elemencie oraz warunków przetwórstwa.
Rodzaje
Rodzina Celstran LFRT obejmuje między innymi:
- gatunki wzmacniane długimi włóknami szklanymi
- gatunki wzmacniane włóknami węglowymi
- gatunki wzmacniane włóknami aramidowymi
- gatunki zawierające włókna ze stali nierdzewnej, przeznaczone między innymi do ekranowania elektromagnetycznego
- gatunki o podwyższonej płynności do produkcji cienkościennych i złożonych elementów
- gatunki o ograniczonej emisji zapachów i lotnych związków, przeznaczone między innymi do wnętrz samochodów
Poszczególne odmiany różnią się rodzajem osnowy, włókien, stopniem wzmocnienia oraz dodatkami nadającymi materiałowi określone właściwości użytkowe.
Zastosowania
Celstran LFRT stosuje się przede wszystkim w lekkich elementach konstrukcyjnych, w których wymagane są wysokie parametry mechaniczne i możliwość zastąpienia metalu lub tworzyw wzmacnianych krótkimi włóknami.
Do najważniejszych obszarów zastosowania należą:
- Motoryzacja i transport – elementy tablic rozdzielczych, konstrukcje siedzeń, wsporniki i obudowy akumulatorów, części podwozia, pedały oraz elementy wnętrza i nadwozia.
- Elektrotechnika i elektronika – obudowy, elementy urządzeń do ładowania pojazdów oraz części wymagające ekranowania elektromagnetycznego.
- Telekomunikacja – obudowy i elementy anten oraz infrastruktury łączności.
- Budowa maszyn – lekkie elementy konstrukcyjne, części wentylatorów, obudowy i elementy poddawane obciążeniom mechanicznym.
- Produkty konsumenckie i sportowe – elementy wymagające połączenia niewielkiej masy, sztywności i odporności na uderzenia.
Przetwórstwo
Celstran LFRT jest przetwarzany przede wszystkim metodą wtryskiwania. Wybrane gatunki mogą być również przeznaczone do wytłaczania lub innych metod przetwórstwa termoplastów.
Podczas przetwórstwa należy ograniczać łamanie włókien, ponieważ ich długość zachowana w gotowym elemencie ma bezpośredni wpływ na właściwości mechaniczne. Wymaga to odpowiedniego doboru układu uplastyczniającego, parametrów procesu, kanałów przepływowych i punktów wtrysku.
Termoplastyczna osnowa umożliwia ponowne przetwarzanie materiału, jednak recykling może prowadzić do skracania włókien i pogorszenia części właściwości. Możliwość wykorzystania materiału z recyklingu należy oceniać dla konkretnego gatunku i zastosowania.