LGF u poređenju sa SGF kompozitnim
U polju modifikacije inženjerske plastike visokih-učinaka, ojačanje staklenim vlaknima je nesumnjivo najzreliji i najšire primjenjivani tehnički pristup. Međutim, za mnoge inženjere i kupce, naizgled jednostavan parametar - dužina vlakna - je često podcijenjen.
Kada govorimo o termoplastici ojačanoj staklenim vlaknima, kratka staklena vlakna (SGF) i duga staklena vlakna (LGF), iako imaju sličan sastav, pokazuju znatno različite karakteristike od mikrostrukture do makroskopskih performansi. Ovaj članak će vas odvesti duboko u unutrašnjost materijala kako biste uporedili osnovnu logiku i granice primjene ova dva materijala.
Poreklo: genetske razlike
Razlike između njih su unaprijed određene na proizvodnoj liniji.
Kratka staklena vlakna (SGF) su "tradicionalni standard" u industriji. Njegova proizvodnja se obično odvija u ekstruderu s dva puža, gdje se kratko{2}} vlakna miješaju sa smolom i tope. Tokom ovog procesa, intenzivna mehanička sila smicanja lomi staklena vlakna, što dovodi do toga da su vlakna u završnim česticama obično vrlo kratka (oko 0,2 mm - 0.4} mm). Ovaj proces je vrlo efikasan i isplativ-, tako da je SGF postao preferirani izbor za većinu modificirane plastike.
Nasuprot tome, duga staklena vlakna (LGF) imaju više "uzvišenije" porijeklo. Proizvodi se postupkom pultruzije obloženog kablom. Snopovi staklenih vlakana se u potpunosti uranjaju u rastopljenu smolu u određenom kalupu i zatim se izvlače kao kabl, nakon čega slijedi hlađenje i granulacija. Pod ovim procesom, dužina čestica je ista kao i dužina vlakna (obično 10 mm - 12 mm ili čak duže). Ovaj poseban proces je dizajniran da maksimizira integritet vlakana, postavljajući temelje za naredne skokove performansi.
GF materijal: unutrašnja struktura
Ako zumiramo pod mikroskopom, vidjet ćemo dvije potpuno različite scene, što je temeljni razlog razlika u izvedbi između njih.
U kratkim komponentama od staklenih vlakana, fina vlakna su raspršena poput čačkalica unutar matrice smole. Iako mogu povećati krutost materijala, vlakna djeluju nezavisno jedno od drugog i nemaju međusobne veze. Pod stresom uglavnom igraju ulogu "ispunjavanja i ojačavanja".
Međutim, unutar komponenti dugih staklenih vlakana, situacija je potpuno drugačija. Nakon brizganja, iako će se dužina vlakana donekle smanjiti, zadržana dužina i dalje može doseći više od 1 mm - 3 mm (više od 10 puta više od kratkih staklenih vlakana). Ono što je još važnije je da su ova duga vlakna savijena i isprepletena unutar komponente, formirajući trodimenzionalnu "skeletnu mrežu". Ova mrežna struktura je poput čeličnih šipki u betonu, čvrsto spajajući cijeli materijal zajedno.
Igra performansi
Upravo zbog ove "okvirne mreže" duga staklena vlakna su izvršila skoro sve{0}}okruglo potiskivanje kratkih staklenih vlakana u smislu mehaničkih svojstava, posebno u ekstremnim uslovima:
1. Kvalitativna promjena otpornosti na udar.Ovo je najvažnija prednost LGF materijala. Kada je materijal kratkih staklenih vlakana podvrgnut vanjskom udaru sile, pukotine mogu lako zaobići kratka vlakna i brzo se proširiti, a vlakna su sklona izvlačenju, što rezultira lomljivim performansama materijala. Međutim, mreža namotaja unutar dugih staklenih vlakana može efikasno apsorbovati i raspršiti energiju udara. Da bi se pukotina proširila, mora savladati opstrukciju dugih vlakana, pa čak i zahtijevati lomljenje vlakana. Stoga je otpornost na udar LGF materijala obično 2-3 puta veća od SGF-a i ostaje čvrst čak i u okruženjima s niskim{6}}ima.
2. U borbiprotiv visokih temperatura i izdržljivostiPod dugotrajnim-opterećenjem, plastika je sklona "puzanju" (tj. trajna deformacija se javlja tokom vremena). Kratka vlakna su prekratka da bi efikasno sprečila klizanje polimernih lanaca. Međutim, mrežasta struktura dugih staklenih vlakana može čvrsto "držati" matricu smole, značajno inhibirajući puzanje. Štaviše, u okruženjima sa visokim{6}}temperaturama, otpornost na zamor pri visokim-ima LGF materijala daleko premašuje onu SGF-a. Ovo LGF čini idealnim izborom za komponente automobilskih motora, strukturne dijelove itd., koji moraju izdržati naizmjenična stresna okruženja.
3. Konkurencija dimenzionalne stabilnostiInjekcioni dijelovi često se susreću s problemom deformacije savijanja, koja je često uzrokovana anizotropijom koja je rezultat poravnanja (orijentacije) vlakana duž smjera strujanja. Orijentacija kratkih staklenih vlakana je izuzetno jaka, zbog čega su oblikovani dijelovi skloni savijanju. Međutim, duga staklena vlakna, iako su takođe orijentisana zbog međusobnog namotavanja, obezbeđuju silu zadržavanja i u vertikalnom pravcu. Ovo rezultira ujednačenijim stepenom skupljanja i manjim savijanjem za LGF oblikovane dijelove, što ih čini vrlo pogodnim za proizvodnju velikih komponenti sa strogim zahtjevima za preciznost dimenzija.
Zašto LGF i SGF koegzistiraju?
Budući da su performanse dugih staklenih vlakana tako superiorne, zašto nisu u potpunosti zamijenile kratka staklena vlakna? Razlog je taj što u oblasti materijala ne postoji savršen materijal; postoje samo najprikladniji materijali. Kratka staklena vlakna i dalje imaju prednosti u sljedećim aspektima:
Prvo, tu je aspekt pogodnosti obrade i izgleda. Obrada dugih staklenih vlakana zahtijeva izuzetno pažljivu kontrolu procesa kako bi se spriječilo lomljenje vlakana, a ono je sklono "plutanju vlakana", što rezultira hrapavom površinom. S druge strane, kratka staklena vlakna imaju dobru fluidnost i njihove površine se lako mogu učiniti glatkim i sjajnim. Za proizvode sa visokim zahtjevima za izgledom, složenim strukturama i umjerenim zahtjevima za čvrstoćom, kao što su potrošačke elektronske školjke, SGF ostaje lider.
Sljedeći aspekt je -ekonomičnost. Troškovi sirovina i troškovi prerade LGF-a općenito su veći od onih u SGF-u. U onim općim poljima koja ne zahtijevaju ekstremnu otpornost na udarce ili otpornost na puzanje, korištenje LGF-a je nesumnjivo slučaj prevelikih-performansi i trošenja.
Stoga, konkurencija između dugih staklenih vlakana i kratkih staklenih vlakana nije jednostavno pitanje superiornosti ili inferiornosti; radije leži u podjeli scenarija primjene. Ako je vaš cilj "zamijeniti čelik plastikom", a potreban vam je materijal da izdrži značajne udare, izdrži dugotrajna-teška opterećenja ili zamijenite lijevane-dijelove od legure aluminijuma kako biste postigli malu težinu, onda su duga staklena vlakna (LGF) nezamjenjivo rješenje visokih-performansi.
Ako se vaš proizvod više fokusira na izvrstan izgled, zamršenu strukturu i uglavnom ima za cilj osnovnu krutu potporu, s niskim zahtjevom za ekstremnom čvrstoćom, onda su kratka staklena vlakna (SGF) najbolji izbor koji balansira performanse i cijenu.
Kontaktirajte stručnjaka za materijale
