Miért vált az üvegszál az ipari korszerűsítés alapvető új anyagává több területen?
1. számú teljesítményelőnyök
Üveggyapot, bár a neve nem tűnik feltűnőnek, valójában döntő anyag a kompozit anyagok területén. Elsősorban szilícium-dioxidból és más nyersanyagokból készül, magas hőmérsékletű-olvadék-húzási eljárással. Az üveg alapanyagok összetétele alapján alkáli-mentes üvegszálra (E üvegszál), közepes-alkáli üvegszálra (C üvegszál) stb. osztható fel; az egyetlen szál átmérője alapján tovább oszlik durva szálra és kiváló minőségű -szálra.
Az üvegszál jelentős teljesítményelőnyökkel büszkélkedhet. Rendkívül -nagy fajlagos szilárdsága különbözteti meg egymástól, a szakítószilárdsága eléri az 1000-3000 MPa-t, miközben sűrűsége csak 1/4-e az acélénak, így valóban "könnyű és nagy szilárdságú". Az időjárásállóság szempontjából az üvegszál ellenáll a savak, lúgok és egyéb vegyi anyagok okozta korróziónak, és ellenáll a rövid távú, 300 Celsius fokos magas hőmérsékletnek is, megőrzi viszonylagos stabilitását nedves és meleg környezetben is. Egy 2022-ben Wu Rui és munkatársai által publikált tanulmány. kimutatták, hogy míg az üvegszállal megerősített polimer (GFRP) rétegek közötti nyírószilárdsága körülbelül 20%-kal csökkent nedves és meleg környezetben 60 fokon, szárítás után részben helyreállhat. A határfelületi leválasztás volt a fő hibamechanizmus, de összességében még mindig jó környezeti alkalmazkodóképességet mutatott. A feldolgozás szempontjából az üvegszál tökéletesen illeszkedik mind a hőre lágyuló műanyagokhoz (például PP és PA), mind a hőre keményedő epoxigyantához. A kapcsolószeres kezeléssel tovább javítható a mátrixhoz fűződő határfelületi kötőerő, ami több lehetőséget biztosít a kompozit öntéshez.
Nincs. 2 Alkalmazás fekvő
Az üvegszál, a benne rejlő erősségekkel, számos területen kiterjesztette hatókörét. Az autóiparban a könnyű súlyozásban jelentős erő, amelyet széles körben alkalmaznak a karosszériaelemekben, 15%-20%-os súlycsökkenést ér el, csökkenti az energiafogyasztást, miközben javítja a kezelhetőséget. Az olyan alkatrészek, mint a motorháztetők, üvegszál-erősítésű kompozitokat használnak, amelyek megfelelnek a magas hőmérséklet-állósági követelményeknek, és kiváló korrózióállósággal rendelkeznek. A repülőgépiparban az üvegszálnak is helye van. A helikopter rotorjai szénszál helyett üvegszálat használnak, ami kiváló költséghatékonyságot kínál. Az üvegszálat belső szerkezeti elemekben is használják, biztosítva a szilárdságot, miközben csökkentik a súlyt és csökkentik az üzemeltetési költségeket. A mindennapi életben az üvegszál mindenütt jelen van. A sporteszközökben lévő horgászbotok és golfütők nagy szilárdságából és jó szívósságából adódnak, így kiváló felhasználói élményt nyújtanak. Üvegszállal megerősített anyagokat használnak a háztartási gépek burkolatában, egyensúlyt teremtve a nagy szilárdság és az alacsony költség között, ami esztétikát és tartósságot egyaránt eredményez.
Nincsenek. 3 hiányosságok és áttörések
Természetesen az üvegszál sem mentes a hibáitól. Viszonylag törékeny, szakítási nyúlása mindössze 3%-4%, ami miatt hajlamos a törésre jelentős hatások hatására. Ezenkívül elektromos tulajdonságai korlátozzák a nagyfrekvenciás kommunikációban való alkalmazását. A kutatók azonban megbirkóztak ezekkel a kihívásokkal. A felület kötőanyagokkal, például szilánokkal való bevonásával erős híd építhető az üvegszál és a mátrix között, ami elsősorban a határfelületi kompatibilitást javítja és a kompozit anyag szívósságát. Az üvegszál aramid szálakkal is keverhető, kiegészítve egymás előnyeit és jelentősen javítva az anyag ütésállóságát, kiszélesítve ezzel az alkalmazási határokat.
