Povzetek
V zadnjih več kot pol stoletja so bili z vlakni ojačeni kompozitni materiali zaradi svojih odličnih lastnosti zelo razširjeni, pomembna vloga ojačitvenih vlaken v kompozitnih materialih pa je samoumevna. Od pojavakompozitni materiali, ojačitvena vlakna so prestala prehod iz naravnih vlaken v sintetična vlakna.
Trenutno najpogostejša ojačitvena vlakna vključujejo steklena vlakna, aramidna vlakna,ogljikovih vlaken, itd. Ta članek bo predstavil značilnosti in uporabo steklenih vlaken za kompozitno ojačitev.
Kaj jesteklena vlakna?
Steklena vlakna se zaradi svoje stroškovne učinkovitosti in dobrih lastnosti pogosto uporabljajo predvsem v industriji kompozitov. Že v 18. stoletju so Evropejci spoznali, da je iz stekla mogoče spresti vlakna za tkanje. Krsta francoskega cesarja Napoleona je že imela okrasne tkanine iz steklenih vlaken. Steklena vlakna imajo filamente in kratka vlakna ali kosmiče. Stekleni filamenti se pogosto uporabljajo v kompozitnih materialih, izdelkih iz gume, tekočih trakovih, ponjavah itd. Kratka vlakna se uporabljajo predvsem v netkani klobučevini, inženirski plastiki in kompozitnih materialih.
Zaradi privlačnih fizikalnih in mehanskih lastnosti, enostavne izdelave in nizkih stroškov v primerjavi z ogljikovimi vlakni so steklena vlakna izbrani material za visoko zmogljive kompozitne aplikacije. Steklena vlakna so sestavljena iz oksidov silicijevega dioksida. Steklena vlakna imajo odlične mehanske lastnosti, kot so manj krhka, visoka trdnost, majhna togost in majhna teža.
Polimeri, ojačani s steklenimi vlakni, so sestavljeni iz velikega razreda različnih oblik steklenih vlaken, kot so vzdolžna vlakna, rezana vlakna, tkane preproge inpreproge iz sesekljanih pramenov in se uporabljajo za izboljšanje mehanskih in triboloških lastnosti polimernih kompozitov. Steklena vlakna lahko dosežejo visoka začetna razmerja stranic, vendar lahko krhkost povzroči, da se vlakna med obdelavo zlomijo.
Naslednja tabela prikazuje različne vrste steklenih vlaken in sestave:
Lastnosti steklenih vlaken
Glavne značilnosti steklenih vlaken vključujejo naslednje vidike:
Ni lahko absorbirati vode: Steklena vlakna so vodoodbojna in niso primerna za oblačila, ker se znoj ne absorbira, zato se uporabnik počuti mokro; ker material ni pod vplivom vode, se ne bo krčil.
Neelastičnost: Zaradi pomanjkanja elastičnosti se tkanina malo razteza in obnavlja. Zato potrebujejo površinsko obdelavo, da se uprejo gubanju.
Visoka moč: Steklena vlakna so izjemno močna, skoraj tako močna kot kevlar. Vendar ko se vlakna drgnejo druga ob drugo, se zlomijo in povzročijo, da tkanina postane kosmat.
Izolacija:V obliki kratkih vlaken so steklena vlakna odličen izolator.
Drapability:Vlakna se dobro drapirajo, zaradi česar so idealna za zavese.
Toplotna odpornost:Steklena vlakna imajo visoko toplotno odpornost, prenesejo temperature do 315°C, nanje ne vpliva sončna svetloba, belilo, bakterije, plesen, insekti ali alkalije.
Občutljivo: Na steklena vlakna vplivata fluorovodikova kislina in vroča fosforna kislina. Ker je vlakno izdelek na osnovi stekla, je treba z nekaterimi surovimi steklenimi vlakni ravnati previdno, na primer z izolacijskimi materiali za gospodinjstvo, ker so konci vlaken krhki in lahko prebodejo kožo, zato je treba pri ravnanju s steklenimi vlakni nositi rokavice.
Fizikalne in mehanske lastnosti tipičnih komercialnih steklenih vlaken so prikazane v spodnji tabeli:
Postopek izdelave steklenih vlaken
Steklena vlakna so nekovinska vlakna, ki se trenutno pogosto uporabljajo kot industrijski material. Na splošno osnovne surovine steklenih vlaken vključujejo različne naravne minerale in umetne kemikalije, glavne sestavine so kremenčev pesek, apnenec in natrijev pepel.
Kremenčev pesek deluje kot oblikovalec stekla, medtem ko natrijev pepel in apnenec pomagata znižati temperaturo taljenja. Zaradi nizkega koeficienta toplotnega raztezanja v kombinaciji z nizko toplotno prevodnostjo v primerjavi z azbestom in organskimi vlakni so steklena vlakna dimenzijsko stabilen material, ki hitro odvaja toploto.
Diagram poteka postopka izdelave steklenih vlaken
Steklena vlakna se proizvajajo z neposrednim taljenjem, ki vključuje postopke, kot so mešanje, taljenje, predenje, premazovanje, sušenje in pakiranje. Šarža je začetno stanje izdelave stekla, v katerem se količine materiala temeljito premešajo, mešanica pa se dovaja v peč za taljenje pri visoki temperaturi 1400°C. Ta temperatura zadostuje za pretvorbo peska in drugih sestavin v staljeno stanje; staljeno steklo nato steče v rafiner in temperatura pade na 1370°C.
Med vrtenjem steklenih vlaken staljeno steklo izteka skozi tulec z zelo finimi luknjami. Nosilna plošča se segreva elektronsko, njena temperatura pa je nadzorovana za vzdrževanje konstantne viskoznosti. Za hlajenje filamenta, ko je izstopil iz tulca, je bil uporabljen vodni curek pri temperaturi približno 1204 °C.
Shematski prikazDigram odGdekleFiberSpripenjanje
Ekstrudirani tok staljenega stekla se mehansko vleče v filamente s premeri od 4 μm do 34 μm. Napetost je zagotovljena z uporabo visokohitrostne navijalke in staljeno steklo se vleče v filamente. V končni fazi se na filamente nanesejo kemični premazi iz maziv, veziv in spojnih sredstev. Mazanje pomaga zaščititi filamente pred obrabo, ko se zbirajo in navijajo v pakete. Po kalibriranju se vlakna posušijo v pečici; filamenti so nato pripravljeni za nadaljnjo predelavo v sesekljana vlakna, roving ali prejo.
UporabaGdekleFiber
Steklena vlakna so anorganski material, ki ne gori in obdrži približno 25 % svoje začetne trdnosti pri 540°C. Večina kemikalij ima majhen učinek na steklena vlakna. Anorganska steklena vlakna ne bodo plesnila ali se pokvarila. Na steklena vlakna vplivajo fluorovodikova kislina, vroča fosforna kislina in močne alkalne snovi.
Je odličen elektroizolacijski material. Tkanine iz steklenih vlaken imajo lastnosti, kot so nizka absorpcija vlage, visoka trdnost, toplotna odpornost in nizka dielektrična konstanta, zaradi česar so idealne ojačitve za tiskana vezja in izolacijske lake.
Zaradi visokega razmerja med trdnostjo in težo je steklena vlakna odličen material za aplikacije, ki zahtevajo visoko trdnost in minimalno težo. V tekstilni obliki je ta trdnost lahko enosmerna ali dvosmerna, kar omogoča prilagodljivost pri zasnovi in stroških za široko paleto aplikacij na avtomobilskem trgu, gradbeništvu, športni opremi, vesolju, pomorstvu, elektroniki, domači in vetrni energiji.
Uporabljajo se tudi pri izdelavi strukturnih kompozitov, tiskanih vezij in raznih namenskih izdelkov. Svetovna letna proizvodnja steklenih vlaken znaša približno 4,5 milijona ton, glavne proizvajalke pa so Kitajska (60-odstotni tržni delež), ZDA in Evropska unija. (Vir: Tehnologija ogljikovih vlaken in njihovih kompozitnih materialov)
Oglejte si našo fotogalerijo in druge novice o kovčkih iz steklenih vlaken GRECHOtukaj
Whatsapp: +86 18677188374
E-pošta: info@grechofiberglass.com
Tel.: +86-0771-2567879
Mob.: +86-18677188374
Spletna stran:www.grechofiberglass.com
[Izjava o ponatisu]: avtorske pravice člankov, reproduciranih v tem uradnem računu, pripadajo prvotnemu avtorju in upošteva se izjava o avtorskih pravicah izvirnega avtorja. Če izvirno besedilo nima izjave o avtorskih pravicah, bomo upoštevali trenutno načelo internetnega odpiranja brez obvestila avtorja. Ponovno natisnite spodnji članek. Če ponatis ni v skladu z avtorjevo izjavo o avtorskih pravicah ali se avtor ne strinja s ponatisom, nam pišite in zadevo bomo obravnavali v najkrajšem možnem času.
Čas objave: 21. julij 2021
