1 Główne zastosowanie
Nieskręcony włókno, z którym ludzie stykają się w życiu codziennym, ma prostą strukturę i składa się z równoległych monofilamentów zebranych w wiązki. Nieskręcony włókno można podzielić na dwa rodzaje: bezalkaliczne i średnioalkaliczne, które rozróżnia się głównie ze względu na różnicę w składzie szkła. Aby wyprodukować kwalifikowany włókno szklane, średnica użytych włókien szklanych powinna wynosić od 12 do 23 μm. Ze względu na swoje właściwości może być bezpośrednio wykorzystywane w formowaniu niektórych materiałów kompozytowych, takich jak procesy nawijania i pultruzji. Może być również wplatane w tkaniny włókniste, głównie ze względu na bardzo równomierne naprężenie. Ponadto, zakres zastosowań włókna ciętego jest bardzo szeroki.
1.1.1Włókno bezskrętne do strumieniowania
W procesie formowania wtryskowego FRP, włókna bezskrętne muszą mieć następujące właściwości:
(1) Ponieważ w produkcji wymagane jest ciągłe cięcie, należy zadbać o to, aby podczas cięcia wytwarzana była mniejsza ilość elektryczności statycznej, co wymaga dobrej wydajności cięcia.
(2) Po cięciu gwarantuje się wyprodukowanie jak największej ilości surowego jedwabiu, co gwarantuje wysoką wydajność formowania jedwabiu. Wydajność rozprowadzania przędzy na pasma po cięciu jest wyższa.
(3) Po pocięciu, aby mieć pewność, że surowa przędza będzie mogła zostać całkowicie pokryta na formie, surowa przędza musi mieć dobrą powłokę filmową.
(4) Ponieważ wymagane jest łatwe rozwałkowanie na płasko w celu usunięcia pęcherzyków powietrza, konieczne jest bardzo szybkie wniknięcie żywicy.
(5) Ze względu na różne modele pistoletów natryskowych, w celu dopasowania ich do różnych pistoletów natryskowych należy upewnić się, że grubość drutu surowego jest umiarkowana.
SMC, znany również jako materiał do formowania arkuszy, można spotkać wszędzie, na przykład w popularnych częściach samochodowych, wannach i różnych siedzeniach, które wykorzystują włókno SMC. W produkcji istnieje wiele wymagań dotyczących włókniny SMC. Konieczne jest zapewnienie odpowiedniej chropowatości, dobrych właściwości antystatycznych i mniejszej ilości wełny, aby zapewnić odpowiednią jakość produkowanego arkusza SMC. W przypadku barwionego SMC wymagania dotyczące włókniny są inne i włókno musi łatwo wnikać w żywicę dzięki zawartości pigmentu. Zazwyczaj włókno SMC z włókna szklanego ma gęstość 2400 tex, a w kilku przypadkach 4800 tex.
1.1.3Nieskręcone włókna do nawijania
Aby wytwarzać rury FRP o różnych grubościach, opracowano metodę nawijania w zbiorniku magazynowym. Włókno do nawijania musi mieć następujące właściwości.
(1) Musi być łatwa do zaklejenia taśmą, zazwyczaj w kształcie płaskiej taśmy.
(2) Ponieważ zwykły nieskręcony włóczkowy splot ma tendencję do wypadania z pętli podczas wyciągania go ze szpulki, należy zadbać o to, aby jego podatność na degradację była stosunkowo dobra, a powstały jedwab nie mógł być tak nieporządny jak ptasie gniazdo.
(3) Napięcie nie może nagle stać się duże lub małe, a zjawisko nawisu nie może wystąpić.
(4) Wymagania dotyczące gęstości liniowej włókna nieskręconego muszą być jednorodne i mniejsze od określonej wartości.
(5) Aby zapewnić łatwe zwilżanie podczas przepływu przez zbiornik żywicy, przepuszczalność włókien musi być dobra.
1.1.4Włókna do pultruzji
Proces pultruzji jest szeroko stosowany w produkcji różnorodnych profili o spójnych przekrojach poprzecznych. Włókna do pultruzji muszą charakteryzować się wysoką zawartością włókien szklanych i wytrzymałością jednokierunkową. Włókna do pultruzji stosowane w produkcji składają się z wielu pasm surowego jedwabiu, a niektóre mogą być również włóknami prostymi, co jest możliwe w obu przypadkach. Pozostałe wymagania dotyczące wydajności są podobne do tych, jakie mają włókna nawijane.
1.1.5 Włóczka bezskrętna do tkania
W życiu codziennym spotykamy tkaniny w kratkę gingham o różnej grubości lub tkaniny rowingowe o tym samym kierunku, które są ucieleśnieniem innego ważnego zastosowania rowingu, czyli tkania. Używany rowing jest również nazywany rowingiem do tkania. Większość tych tkanin jest wykorzystywana w formowaniu ręcznym z laminatu FRP. Do tkania rowingów muszą być spełnione następujące wymagania:
(1) Jest stosunkowo odporny na zużycie.
(2) Łatwe do przyklejenia taśmą.
(3) Ponieważ tkanina ta jest wykorzystywana głównie do tkania, przed tkaniem należy ją poddać procesowi suszenia.
(4) Jeśli chodzi o napięcie, przede wszystkim należy zadbać o to, aby nie było ono nagle duże ani małe i aby było jednorodne. Musi też spełniać określone warunki dotyczące nawisu.
(5) Lepsza jest degradowalność.
(6) Podczas przepływu przez zbiornik żywicy łatwo ulega ona infiltracji, dlatego przepuszczalność musi być dobra.
1.1.6 Włókno bezskrętne do preform
Tak zwany proces preformowania, ogólnie rzecz biorąc, to wstępne formowanie, a produkt uzyskuje się po wykonaniu odpowiednich kroków. Podczas produkcji najpierw tniemy włókno i natryskujemy je na siatkę, która musi mieć z góry określony kształt. Następnie natryskujemy żywicę, aby nadać jej kształt. Na koniec uformowany produkt jest umieszczany w formie, a żywica jest wtryskiwana, a następnie prasowana na gorąco, aby uzyskać produkt. Wymagania dotyczące wydajności dla włóknin preformowanych są podobne do wymagań dla włóknin wtryskiwanych.
1.2 Tkanina z włókna szklanego
Istnieje wiele tkanin żakardowych, a kratka gingham jest jedną z nich. W procesie ręcznego laminowania FRP kratka gingham jest powszechnie stosowana jako najważniejszy materiał. Aby zwiększyć wytrzymałość kratki gingham, należy zmienić kierunek osnowy i wątku tkaniny, co pozwala na uzyskanie kratki gingham jednokierunkowej. Aby zapewnić jakość tkaniny w kratkę, należy zagwarantować następujące cechy.
(1) Tkanina musi być w całości płaska, bez wybrzuszeń, krawędzie i rogi powinny być proste, a na materiale nie powinno być żadnych zabrudzeń.
(2) Długość, szerokość, jakość, waga i gęstość tkaniny muszą spełniać określone normy.
(3) Włókna szklane muszą być starannie zwinięte.
(4) Aby umożliwić szybką infiltrację żywicą.
(5) Suchość i wilgotność tkanin wykorzystywanych do produkcji różnych wyrobów muszą spełniać określone wymagania.
1.3 Mata z włókna szklanego
Najpierw należy pociąć włókna szklane i posypać nimi przygotowany pas siatki. Następnie posypać je lepiszczem, podgrzać do stopienia, a następnie schłodzić do zestalenia, tworząc matę z włókien ciętych. Maty z włókien ciętych są wykorzystywane w procesie ręcznego laminowania oraz w procesie tkania membran SMC. Aby uzyskać jak najlepsze efekty produkcyjne, maty z włókien ciętych spełniają następujące wymagania.
(1) Cała mata z ciętych włókien jest płaska i równa.
(2) Otwory w macie z ciętych włókien są małe i mają jednakową wielkość
(4) Spełniać określone standardy.
(5) Można go szybko nasycić żywicą.
1.3.2 Mata z włókien ciągłych
Włókna szklane układane są płasko na siatce zgodnie z określonymi wymaganiami. Zazwyczaj zaleca się układanie ich płasko w kształt ósemki. Następnie posypuje się je klejem w proszku i podgrzewa do utwardzenia. Maty z włókien ciągłych są znacznie lepsze od mat z włókien ciętych we wzmacnianiu materiału kompozytowego, głównie dzięki ciągłemu charakterowi włókien szklanych w matach z włókien ciągłych. Ze względu na lepsze właściwości wzmacniające, maty te są stosowane w różnych procesach.
1.3.3Mata powierzchniowa
Maty powierzchniowe są również powszechnie stosowane w życiu codziennym, na przykład w przypadku warstwy żywicy w produktach FRP, czyli mat powierzchniowych ze szkła średnioalkalicznego. Weźmy na przykład FRP, ponieważ mata powierzchniowa wykonana jest ze szkła średnioalkalicznego, co zapewnia stabilność chemiczną FRP. Jednocześnie, ponieważ mata powierzchniowa jest bardzo lekka i cienka, może absorbować więcej żywicy, co może nie tylko pełnić funkcję ochronną, ale i estetyczną.
1.3.4Mata igłowa
Maty igłowane dzielą się na dwie kategorie. Pierwsza to igłowanie włókien ciętych. Proces produkcji jest stosunkowo prosty: najpierw włókno szklane o wielkości około 5 cm jest rozrzucane losowo na materiale bazowym, a następnie umieszczane na taśmie produkcyjnej, a następnie przebijane szydełkiem. Dzięki temu włókna są wbijane w podłoże, tworząc trójwymiarową strukturę. Wybrane podłoże ma również określone wymagania i musi być puszyste w dotyku. Maty igłowe są szeroko stosowane w materiałach izolacji akustycznej i termicznej ze względu na swoje właściwości. Oczywiście, można je również stosować w tworzywach sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym (FRP), ale nie zyskały popularności ze względu na niską wytrzymałość i podatność na pękanie. Drugi rodzaj to maty igłowane z ciągłym włóknem, a proces produkcji jest również dość prosty. Najpierw włókno jest losowo rzucane na przygotowany wcześniej pas siatkowy za pomocą urządzenia do rzucania drutem. Podobnie, do akupunktury używa się szydełka, aby utworzyć trójwymiarową strukturę włókien. W przypadku tworzyw termoplastycznych wzmacnianych włóknem szklanym powszechnie stosuje się maty igłowe z ciągłego pasma.
Cięte włókna szklane można przekształcić w dwa różne kształty w określonym zakresie długości poprzez proces zszywania w maszynie do szycia. Pierwszy z nich to mata z ciętych włókien, która skutecznie zastępuje matę z ciętych włókien łączoną spoiwem. Drugi to mata z długich włókien, która zastępuje matę z ciągłych włókien. Te dwie różne formy mają wspólną zaletę: nie wykorzystują klejów w procesie produkcyjnym, co pozwala uniknąć zanieczyszczeń i odpadów oraz zaspokajać dążenia ludzi do oszczędzania zasobów i ochrony środowiska.
1.4 Włókna mielone
Proces produkcji włókna mielonego jest bardzo prosty. Wystarczy użyć młyna młotkowego lub kulowego i wsypać do niego posiekane włókna. Mielenie i mielenie włókien ma również wiele zastosowań w produkcji. W procesie wtrysku reakcyjnego zmielone włókno działa jak materiał wzmacniający, a jego wydajność jest znacznie lepsza niż w przypadku innych włókien. Aby uniknąć pęknięć i zmniejszyć skurcz podczas produkcji wyrobów odlewanych i formowanych, zmielone włókna można stosować jako wypełniacze.
1.5 Tkanina z włókna szklanego
1.5.1Tkanina szklana
Należy ona do rodzaju tkaniny z włókna szklanego. Tkanina szklana produkowana w różnych miejscach spełnia różne standardy. W branży tkanin szklanych w moim kraju dzieli się je głównie na dwa rodzaje: bezalkaliczną i średnioalkaliczną. Zastosowanie tkaniny szklanej można uznać za bardzo szerokie, a na rysunku bezalkalicznej tkaniny szklanej można zobaczyć nadwozie pojazdu, kadłub, zbiornik magazynowy itp. Tkanina szklana średnioalkaliczna charakteryzuje się lepszą odpornością na korozję, dlatego jest szeroko stosowana w produkcji opakowań i wyrobów odpornych na korozję. Aby ocenić właściwości tkanin z włókna szklanego, należy zacząć od czterech aspektów: właściwości samego włókna, struktury przędzy z włókna szklanego, kierunku osnowy i wątku oraz wzoru tkaniny. W kierunku osnowy i wątku gęstość zależy od struktury przędzy i wzoru tkaniny. Właściwości fizyczne tkaniny zależą od gęstości osnowy i wątku oraz struktury przędzy z włókna szklanego.
1.5.2 Wstążka szklana
Wstęgi szklane dzielą się głównie na dwie kategorie: pierwsza to krawędziowa, druga to włókninowa krawędziowa, tkana zgodnie ze wzorem splotu płóciennego. Wstęgi szklane mogą być stosowane do elementów elektrycznych wymagających wysokich właściwości dielektrycznych, takich jak części urządzeń elektrycznych o wysokiej wytrzymałości.
1.5.3 Tkanina jednokierunkowa
Tkaniny jednokierunkowe powszechnie stosowane w życiu codziennym tkane są z dwóch przędz o różnej grubości, a powstałe w ten sposób tkaniny charakteryzują się dużą wytrzymałością w kierunku głównym.
1.5.4 Tkanina trójwymiarowa
Trójwymiarowa tkanina różni się od płaskiej struktury tkaniny, ponieważ jest trójwymiarowa, dzięki czemu jej efekt jest lepszy niż w przypadku zwykłego włókna płaskiego. Trójwymiarowy materiał kompozytowy wzmocniony włóknem ma zalety, których nie mają inne materiały kompozytowe wzmocnione włóknem. Ponieważ włókno jest trójwymiarowe, ogólny efekt jest lepszy, a odporność na uszkodzenia staje się większa. Wraz z rozwojem nauki i technologii, rosnące zapotrzebowanie na nią w lotnictwie, motoryzacji i statkach sprawiło, że technologia ta stała się coraz bardziej dojrzała, a obecnie zajmuje ona miejsce nawet w dziedzinie sprzętu sportowego i medycznego. Trójwymiarowe rodzaje tkanin dzielą się głównie na pięć kategorii i występują w wielu kształtach. Widać, że przestrzeń rozwoju tkanin trójwymiarowych jest ogromna.
1.5.5 Tkanina kształtowana
Tkaniny kształtowe służą do wzmacniania materiałów kompozytowych, a ich kształt zależy głównie od kształtu wzmacnianego przedmiotu i, aby zapewnić zgodność, muszą być tkane na dedykowanej maszynie. W produkcji możemy tworzyć kształty symetryczne lub asymetryczne z niewielkimi ograniczeniami i dobrymi perspektywami.
1.5.6 Tkanina rdzeniowa rowkowana
Wykonanie tkaniny z rdzeniem rowkowym jest również stosunkowo proste. Dwie warstwy tkaniny układa się równolegle, a następnie łączy pionowymi prętami, dzięki czemu ich przekroje mają kształt regularnych trójkątów lub prostokątów.
1.5.7 Tkanina z włókna szklanego szyta
To bardzo wyjątkowa tkanina, nazywana również matą dzianą i matą tkaną, ale nie jest to tkanina i mata w powszechnym rozumieniu. Warto wspomnieć, że istnieje tkanina szyta, która nie jest spleciona ze sobą osnową i wątkiem, lecz naprzemiennie nakłada się na siebie osnowa i wątek.
1.5.8 Rękaw izolacyjny z włókna szklanego
Proces produkcji jest stosunkowo prosty. Najpierw wybiera się kilka włókien szklanych, a następnie splata się je w rurę. Następnie, zgodnie z wymaganiami dotyczącymi różnych klas izolacji, wytwarza się pożądane produkty poprzez powlekanie ich żywicą.
1.6 Kombinacja włókien szklanych
Wraz z dynamicznym rozwojem targów naukowo-technicznych, technologia włókien szklanych również poczyniła znaczne postępy, a od 1970 roku do chwili obecnej pojawiły się różnorodne produkty z włókien szklanych. Ogólnie rzecz biorąc, są to:
(1) Mata z włókien ciętych + włókna nieskręcone + mata z włókien ciętych
(2) Tkanina nieskręcona + mata z ciętych włókien
(3) Mata z włókien ciętych + mata z włókien ciągłych + mata z włókien ciętych
(4) Losowy włóczkowy + oryginalny stosunek maty ciętej
(5) Jednokierunkowe włókno węglowe + mata lub tkanina z ciętych włókien
(6) Mata powierzchniowa + włókna cięte
(7) Tkanina szklana + cienki pręt szklany lub jednokierunkowy włókno szklane + tkanina szklana
1.7 Włókno szklane włókniste
Technologia ta nie została odkryta po raz pierwszy w moim kraju. Najwcześniejsza technologia powstała w Europie. Później, w wyniku migracji ludności, technologia ta została przeniesiona do Stanów Zjednoczonych, Korei Południowej i innych krajów. Aby promować rozwój przemysłu włókna szklanego, mój kraj utworzył kilka stosunkowo dużych fabryk i zainwestował znaczne środki w uruchomienie kilku zaawansowanych linii produkcyjnych. W moim kraju maty z włókna szklanego układane na mokro dzielą się głównie na następujące kategorie:
(1) Mata dachowa odgrywa kluczową rolę w poprawie właściwości membran bitumicznych i kolorowych gontów bitumicznych, czyniąc je lepszymi.
(2) Mata rurowa: Jak sama nazwa wskazuje, produkt ten jest stosowany głównie w rurociągach. Ponieważ włókno szklane jest odporne na korozję, dobrze chroni rurociąg przed korozją.
(3) Matę powierzchniową stosuje się głównie na powierzchniach produktów FRP w celu ich ochrony.
(4) Mata fornirowa jest najczęściej stosowana na ścianach i sufitach, ponieważ skutecznie zapobiega pękaniu farby. Dzięki niej ściany stają się bardziej płaskie i nie wymagają przycinania przez wiele lat.
(5) Mata podłogowa jest stosowana głównie jako materiał bazowy w podłogach z PCV
(6) Mata dywanowa; jako materiał bazowy w dywanach.
(7) Mata laminowana pokryta miedzią przymocowana do laminatu pokrytego miedzią może poprawić jego wydajność dziurkowania i wiercenia.
2 Specyficzne zastosowania włókna szklanego
2.1 Zasada wzmacniania betonu zbrojonego włóknem szklanym
Zasada działania betonu zbrojonego włóknem szklanym jest bardzo podobna do działania materiałów kompozytowych zbrojonych włóknem szklanym. Po pierwsze, po dodaniu włókna szklanego do betonu, włókno szklane przejmuje naprężenia wewnętrzne materiału, opóźniając lub zapobiegając rozszerzaniu się mikropęknięć. Podczas powstawania pęknięć w betonie, materiał działający jako kruszywo zapobiega ich powstawaniu. Jeśli efekt kruszywa jest wystarczająco dobry, pęknięcia nie będą mogły się rozszerzać i wnikać. Rolą włókna szklanego w betonie jest kruszywo, które może skutecznie zapobiegać powstawaniu i rozszerzaniu się pęknięć. Gdy pęknięcie rozprzestrzenia się w okolice włókna szklanego, włókno szklane blokuje jego postęp, zmuszając je do zmiany kierunku, a tym samym do zwiększenia obszaru rozszerzania się pęknięcia, co również zwiększa energię potrzebną do uszkodzenia.
2.2 Mechanizm niszczenia betonu zbrojonego włóknem szklanym
Zanim beton zbrojony włóknem szklanym pęknie, siła rozciągająca, którą przenosi, jest w dużej mierze dzielona między beton i włókno szklane. Podczas procesu pękania naprężenia są przenoszone z betonu na sąsiednie włókno szklane. Jeśli siła rozciągająca będzie nadal rosła, włókno szklane ulegnie uszkodzeniu, a główne metody uszkodzenia to ścinanie, rozciąganie i odrywanie.
2.2.1 Zniszczenie ścinające
Naprężenie ścinające przenoszone przez beton zbrojony włóknem szklanym jest dzielone między włókno szklane i beton, a następnie przenoszone na włókno szklane poprzez beton, co może prowadzić do uszkodzenia struktury z włókna szklanego. Włókno szklane ma jednak swoje zalety. Ma dużą długość i małą powierzchnię ścinającą, dlatego jego odporność na ścinanie jest niewielka.
2.2.2 Awaria naprężenia
Gdy siła rozciągająca włókna szklanego przekroczy określony poziom, włókno ulegnie pęknięciu. Jeśli beton pęknie, włókno szklane stanie się zbyt długie z powodu odkształcenia rozciągającego, jego objętość boczna zmniejszy się, a siła rozciągająca będzie pękać szybciej.
2.2.3 Uszkodzenia powstałe podczas odrywania
Gdy beton pęknie, siła rozciągająca włókna szklanego znacznie wzrośnie i będzie większa niż siła między włóknem szklanym a betonem, w wyniku czego włókno szklane ulegnie uszkodzeniu i zostanie oderwane.
2.3 Właściwości zginania betonu zbrojonego włóknem szklanym
Gdy żelbet przenosi obciążenie, jego krzywa naprężenie-odkształcenie zostanie podzielona na trzy różne etapy z analizy mechanicznej, jak pokazano na rysunku. Pierwszy etap: najpierw występuje odkształcenie sprężyste, aż do wystąpienia początkowego pęknięcia. Główną cechą tego etapu jest to, że odkształcenie rośnie liniowo do punktu A, który reprezentuje początkową wytrzymałość na pękanie betonu zbrojonego włóknem szklanym. Drugi etap: gdy beton pęknie, obciążenie, które przenosi, zostanie przeniesione na sąsiednie włókna, które będą przenosić, a nośność jest określana na podstawie samego włókna szklanego i siły wiązania z betonem. Punkt B to graniczna wytrzymałość na zginanie betonu zbrojonego włóknem szklanym. Trzeci etap: po osiągnięciu granicznej wytrzymałości włókno szklane pęka lub jest odrywane, a pozostałe włókna mogą nadal przenosić część obciążenia, co zapewnia, że nie wystąpi kruche pęknięcie.
Skontaktuj się z nami:
Numer telefonu: +8615823184699
Numer telefonu: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Czas publikacji: 06.07.2022
