Zakaj so steklena vlakna postala temeljni nov material za industrijsko nadgradnjo na več področjih?
No.1 Prednosti zmogljivosti
Steklena vlakna, čeprav se njegovo ime morda zdi nepomembno, je pravzaprav ključen material na področju kompozitnih materialov. Izdelan je predvsem iz silicijevega dioksida in drugih surovin s-postopkom vlečenja pri visoki{1}}taljenju-. Glede na sestavo steklenih surovin ga lahko razdelimo na -brezalkalna steklena vlakna (E steklena vlakna), srednje-alkalna steklena vlakna (C steklena vlakna) itd.; na podlagi premera posameznega filamenta se nadalje deli na groba vlakna in vlakna visoke-kakovosti.
Steklena vlakna se ponašajo z znatnimi prednostmi pri zmogljivosti. Njegova ultra-visoka specifična trdnost ga loči od drugih, saj natezna trdnost doseže 1000-3000 MPa, medtem ko je njegova gostota le 1/4 gostote jekla, kar resnično dosega "lahko in visoko trdnost". Kar zadeva odpornost na vremenske vplive, so steklena vlakna odporna proti koroziji zaradi kislin, alkalij in drugih kemikalij ter lahko prenesejo kratkotrajne visoke temperature 300 stopinj Celzija, pri čemer ohranjajo relativno stabilnost tudi v vlažnem in vročem okolju. Študija, ki so jo leta 2022 objavili Wu Rui et al. je pokazalo, da medtem ko se interlaminarna strižna trdnost polimera, ojačanega s steklenimi vlakni (GFRP) zmanjša za približno 20 % v vlažnem in vročem okolju pri 60 stopinjah, se lahko po sušenju delno obnovi. Medpovršinska razveza je bila glavni mehanizem odpovedi, vendar je na splošno še vedno pokazala dobro okoljsko prilagodljivost. Z vidika obdelave se lahko steklena vlakna popolnoma ujemajo s termoplasti (kot sta PP in PA) in termoreaktivnimi epoksi smolami. Z obdelavo s spojilnim sredstvom je mogoče dodatno izboljšati medfazno vezno silo z matriko, kar zagotavlja več možnosti za oblikovanje kompozitov.
Ne. 2 Pokrajina aplikacije
Steklena vlakna so s svojimi inherentnimi močmi razširila svoj doseg na različnih področjih. V avtomobilski industriji je glavna sila pri zmanjševanju teže, pogosto se uporablja v karoserijskih delih, saj dosega zmanjšanje teže za 15 %-20 %, zmanjšuje porabo energije in hkrati izboljšuje zmogljivost upravljanja. Komponente, kot so pokrovi motorja, so izdelani iz kompozitov, ojačanih s steklenimi vlakni, ki izpolnjujejo zahteve glede visoke-temperaturne odpornosti in imajo odlično odpornost proti koroziji. Na letalskem in vesoljskem področju imajo tudi steklena vlakna svoje mesto. Helikopterski rotorji namesto ogljikovih vlaken uporabljajo steklena vlakna, kar zagotavlja odlično stroškovno učinkovitost. Steklena vlakna se uporabljajo tudi v notranjih strukturnih komponentah, kar zagotavlja trdnost, hkrati pa zmanjšuje težo in niža obratovalne stroške. V vsakdanjem življenju so steklena vlakna vseprisotna. Ribiške palice in palice za golf v športni opremi imajo koristi od njegove visoke trdnosti in dobre žilavosti, kar zagotavlja odlično uporabniško izkušnjo. Materiali, ojačani s steklenimi vlakni, se uporabljajo v ohišjih gospodinjskih aparatov, s čimer se doseže ravnovesje med visoko trdnostjo in nizkimi stroški, kar ima za posledico tako estetiko kot vzdržljivost.
Brez. 3 pomanjkljivosti in prebojev
Seveda steklena vlakna niso brez pomanjkljivosti. Je razmeroma krhek, z raztezkom pri pretrganju le 3%-4%, zaradi česar je nagnjen k zlomu pri znatnih udarcih. Poleg tega njegove električne lastnosti omejujejo njegovo uporabo v visokofrekvenčnih komunikacijah. Vendar so se raziskovalci spoprijeli s temi izzivi. S prevleko površine s spojnimi sredstvi, kot so silani, je mogoče zgraditi močan most med steklenimi vlakni in matriko, predvsem izboljšati medfazno združljivost in povečati žilavost kompozitnega materiala. Steklena vlakna se lahko mešajo tudi z aramidnimi vlakni, kar medsebojno dopolnjuje prednosti in znatno izboljša odpornost materiala na udarce, s čimer se razširijo njegove meje uporabe.
