Üvegszálas csavarás: Hogyan válasszuk ki tudományosan az aljzatot a kompozit anyag megerősítéséhez?

Sodratlanüvegszál rovingkulcsfontosságú erősítőanyag a kompozit anyagok területén, tulajdonságai és alkalmazásai jelentősen eltérnek az osztályozási módszertől függően. Elsősorban három szempont szerint osztályozható: szövés szerkezete, fonalerősítési iránya és szálkémiai összetétele.

 

01 Osztályozás szövésszerkezet szerint

 

A szövés szerkezete közvetlenül befolyásolja a szövet fizikai tulajdonságait és feldolgozási alkalmazkodóképességét:

 

1. Sima szövésű szövet:

 

Sima szövést használ (1/1), a lánc- és vetülékfonalak felváltva fonódnak össze. Az átlapolási pontok száma (ng) egy teljes szövési ciklusban 2, a három közül a legmagasabb. Emiatt szerkezete sűrű, a szövet merev, lapos és nem könnyen deformálódik. Főleg sík felületű vagy kis görbületű üvegszálas termékek (például lemezek, lapos szerkezetek) megerősítésére használják. Ha összetett formájú és nagy homorú/domború termékekhez használják, hajlamos a ráncosodásra.

 

2. Twill Weave szövet:

 

Twillszövést (például 1/2, 2/1, 2/2 stb.) használ, lépcsőzetes mintázatú lánc- vagy vetülékúszókkal, amelyek folytonos átlós textúrát képeznek az anyag felületén.

 

3. Üvegszálas előfonás:

 

Az átlapolási pontok száma (ng) egy teljes szövési cikluson belül 3 vagy 4, ami alacsonyabb, mint a szövött üvegszálaké. Ezért a lánc- és vetülékfonalai kevésbé hullámosak, ami viszonylag laza, puha szerkezetet eredményez, amely könnyen deformálódik. Ez a tulajdonsága kiváló formálhatóságot és alakíthatóságot biztosít összetett formájú és nagy görbületű üvegszálas termékek (például hajótestek és összetett héjak) gyártásakor, és kevésbé hajlamos a gyűrődésre.

 

4. Szatén szövés:

 

Egyetlen teljes szövési cikluson belül legalább 5 átlapolási pont (ng nagyobb vagy egyenlő, mint 5) jellemzi. Ez a szerkezet hosszabb fonalúszást és simább szövetfelületet eredményez, de alkalmazása az üvegszálas előfonatokban viszonylag korlátozott.

 

A szövésszerkezet és a szálátmérő szinergikus hatása:

 

A szövet formázhatósága nemcsak a szövés szerkezetétől függ, hanem szorosan a felhasznált üvegszál átmérőjétől is. A roving gyártásához használt üvegszál átmérője jellemzően 12-24 μm. A nagyobb átmérők merevebb roving szöveteket eredményeznek; a finomabb átmérők lágyabb, jobb formázhatóságú roving szöveteket eredményeznek.

 

02. Osztályozás fonalerősítési irány szerint

 

A sodratlan előfonás szilárdsága főként a szövet láncában (hosszirányban) és vetülékében (szélességirányban) koncentrálódik:

Szabványos kétirányú szövet: A lánc- és vetülékfonal sűrűsége alapvetően kiegyensúlyozott, két fő irányban erősítve.

 

Egyirányú szövet: Úgy tervezték, hogy egy adott irányban megfeleljen a magas szilárdsági követelményeknek. Ha nagyszámú sodratlan előfonatot koncentrálunk a láncban vagy vetülékben, az adott irányú szilárdság és modulus jelentősen javul, így egy lánc-egyirányú vagy vetülék{2}}egyirányú szövet keletkezik. Ezt a típusú szövetet gyakran használják olyan szerkezeti elemekben, amelyeknek egy adott irányban nagy terhelésnek kell ellenállniuk.

 

03. Osztályozás rostok kémiai összetétele szerint

 

Az üvegszál mátrix kémiai összetétele meghatározza a roving mechanikai tulajdonságait és környezeti ellenállását:

 

1. Alkáli-mentes üvegszál sodratlan előfonás (lúg-mentes szövött szövet): E üvegszálból készült. A közepesen-lúgos szövettel összehasonlítva nagyobb szilárdságú, nagyobb modulusa, jobb az időjárásállósága, vízállósága és lúgállósága. 1. **Üvegszállal megerősített műanyag (FRP) szövet használata:** Ez a legjobb választás olyan magas minőségű -FRP termékek gyártásához, amelyek hosszú -távú szilárdságot, nyomást és csővezetékeket igényelnek pengék.

 

2. Közepes-alkáli üvegszálas sodratlan előkendő (közepes-lúgos szövet/szövet): C- típusú üvegszálból készült. Vízállósága gyenge, de savállósága jó. Főleg savas korrozív környezetben használják, például bizonyos vegyianyag-tároló tartályok bélésében és savas közegek szűrőanyagaiban.

 

3. Lúgálló -üvegszálas sodratlan előkendő: speciális lúg-álló üvegszálak (például AR üvegszál) felhasználásával készül. Ez a szövet kiváló lúg- és vízállósággal rendelkezik, mint az alkáli{4}}mentes üvegszálas szövet, és kifejezetten az erősen lúgos környezetnek (például vasbeton és GRC termékek) való hosszú távú kitettségre tervezték.

 

4. Nagy-szilárdságú/nagy-modulus üvegszálas sodratlan előkendő:

 

Speciális üvegszálak felhasználásával készült, például S{0}} típusú üveg (nagy szilárdságú) vagy HMG (nagy modulusú). Az extrém szilárdságot, merevséget (modulust) vagy ütésállóságot igénylő élvonalbeli alkalmazásokban (például repülőgépek, nagy teljesítményű-sportfelszerelések és golyóálló páncélzat) teljesítménye messze felülmúlja a közönséges E-osztályú üvegszálas szövetét.

 

A sodratlan üvegszálas előfonatok sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy megfeleljenek a kompozit anyagipar széles körű alkalmazási igényeinek.

 

A szövés szerkezete (rács, sávoly, szatén), erősítés iránya (biaxiális, egytengelyű) és kémiai összetételük (lúg-mentes, közepes-lúg, lúg-ellenálló, nagy-szilárdság/nagy{4}modulus) szerinti osztályozásuk, valamint a megfelelő magjellemzőik, szilárdság, szilárdság és irányú szilárdság (rosszitás) megértése ellenállás) kulcsfontosságú a tudományos anyagok kiválasztásához, valamint a termék teljesítményének és folyamatainak optimalizálásához. Csak a legmegfelelőbb, a végtermék szerkezeti összetettsége, feszültségi állapota és használati környezete alapján legmegfelelőbb sodratlan előfonás típus átfogó kiválasztásával érhető el az anyagteljesítmény és a költséghatékonyság közötti optimális egyensúly.