1. Основное применение
Нескрученная ровница, с которой люди сталкиваются в повседневной жизни, имеет простую структуру и состоит из параллельных моноволокон, собранных в пучки. Нескрученную ровницу можно разделить на два типа: бесщелочную и среднещелочную, которые различаются главным образом по составу стекловолокна. Для производства качественной стекловолоконной ровницы диаметр используемых стекловолокон должен составлять от 12 до 23 мкм. Благодаря своим характеристикам, она может быть непосредственно использована при формировании некоторых композитных материалов, например, в процессах намотки и пултрузии. А также может быть соткана в ровничные ткани, главным образом благодаря очень равномерному натяжению. Кроме того, область применения рубленой ровницы также очень широка.
1.1.1Нескручивающаяся ровница для струйной печати
В процессе литья под давлением стекловолокна (FRP) нескрученный ровинг должен обладать следующими свойствами:
(1) Поскольку в производстве требуется непрерывная резка, необходимо обеспечить, чтобы во время резки генерировалось меньше статического электричества, что требует высокой производительности резки.
(2) После раскроя гарантируется производство максимально возможного количества сырого шелка, поэтому эффективность формирования шелка гарантированно высока. Эффективность диспергирования ровницы в нити после раскроя выше.
(3) После измельчения, чтобы обеспечить полное покрытие сырой пряжи на форме, сырая пряжа должна иметь хорошее пленочное покрытие.
(4) Поскольку необходимо, чтобы поверхность легко раскатывалась для удаления пузырьков воздуха, требуется очень быстрое проникновение смолы.
(5) В связи с различиями в моделях краскопультов, для обеспечения совместимости с различными краскопультами необходимо использовать краскопульты умеренной толщины.
1.1.2Бесскручивающаяся ровница для SMC
SMC, также известный как листовой формовочный компаунд, встречается повсюду в жизни, например, в известных автомобильных деталях, ваннах и различных сиденьях, в которых используется SMC-ровинг. В производстве к ровингу для SMC предъявляется множество требований. Необходимо обеспечить хорошую зернистость, хорошие антистатические свойства и минимальное количество войлока, чтобы гарантировать качество производимого листа SMC. Для цветного SMC требования к ровингу иные, и он должен легко проникать в смолу благодаря содержанию пигмента. Обычно для стекловолоконного SMC-ровинга используется 2400 текс, но в некоторых случаях встречается и 4800 текс.
1.1.3Нескрученная ровница для намотки
Для изготовления труб из стекловолокна различной толщины был разработан метод намотки в резервуары для хранения. Ровинг для намотки должен обладать следующими характеристиками.
(1) Она должна легко приклеиваться, обычно в форме плоской ленты.
(2) Поскольку общая нескрученная ровница склонна выпадать из петли при извлечении из бобины, необходимо обеспечить, чтобы ее расщепляемость была относительно хорошей, а полученный шелк не был таким же грязным, как птичье гнездо.
(3) Натяжение не может внезапно стать большим или малым, и явление нависания не может произойти.
(4) Требование к линейной плотности нескрученной ровницы должно быть равномерным и меньше заданного значения.
(5) Для обеспечения легкого смачивания при прохождении через резервуар со смолой необходимо, чтобы проницаемость ровинга была хорошей.
1.1.4Рожок для пултрузии
Технология пултрузии широко используется при производстве различных профилей с одинаковым поперечным сечением. Ровинь для пултрузии должна обладать высоким содержанием стекловолокна и однонаправленной прочностью. Ровинь для пултрузии, используемая в производстве, представляет собой комбинацию нескольких нитей необработанного шелка, а также может быть прямой ровиной, причем возможны оба варианта. К другим эксплуатационным характеристикам она относится аналогично ровине для намотки.
1.1.5 Нескрученная ровница для ткачества
В повседневной жизни мы видим клетчатые ткани разной толщины или ровницы, расположенные в одном направлении, что является воплощением еще одного важного применения ровницы — ткачества. Используемая ровница также называется ровницей для ткачества. Большинство таких тканей используется в ручной формовке из стекловолокна. Для ткачества ровницы должны быть соблюдены следующие требования:
(1) Он относительно износостойкий.
(2) Легко приклеивать скотчем.
(3) Поскольку он в основном используется для ткачества, перед ткачеством необходимо провести этап сушки.
(4) Что касается натяжения, то в первую очередь необходимо обеспечить, чтобы оно не могло внезапно стать большим или малым, и чтобы оно оставалось равномерным. И чтобы выполнялись определенные условия в отношении выступа.
(5) Разлагаемость лучше.
(6) При прохождении через резервуар со смолой смола легко проникает внутрь, поэтому проницаемость должна быть хорошей.
1.1.6 Нескручивающаяся ровница для преформ
Так называемый процесс изготовления преформ, в общем, представляет собой предварительное формование, и изделие получается после соответствующих этапов. В процессе производства сначала измельчают ровинг, распыляют измельченный ровинг на сетку, которая должна иметь заданную форму. Затем распыляют смолу для придания формы. Наконец, сформированное изделие помещают в форму, вводят смолу, а затем проводят горячее прессование для получения готового изделия. Требования к эксплуатационным характеристикам преформованного ровинга аналогичны требованиям к струйному ровингу.
1.2 Ткань из стекловолоконной ровницы
Существует множество видов ровинговых тканей, и клетчатая ткань — одна из них. В процессе ручного формования стекловолокна клетчатая ткань широко используется в качестве важнейшего субстрата. Для повышения прочности клетчатой ткани необходимо изменить направление основы и утка, что позволяет получить однонаправленную клетчатую ткань. Для обеспечения качества клетчатой ткани необходимо гарантировать следующие характеристики.
(1) Ткань должна быть ровной целиком, без выпуклостей, края и углы должны быть прямыми, и на ней не должно быть грязных пятен.
(2) Длина, ширина, качество, вес и плотность ткани должны соответствовать определенным стандартам.
(3) Стекловолоконные нити должны быть аккуратно свернуты.
(4) Способность быстро пропитываться смолой.
(5) Сухость и влажность тканей, из которых изготавливаются различные изделия, должны соответствовать определенным требованиям.
1.3 Стекловолоконный мат
1.3.1Рубленый коврик из хлопка
Сначала измельчают стекловолокно и рассыпают его на подготовленную сетчатую ленту. Затем посыпают связующим веществом, нагревают до расплавления, а затем охлаждают до затвердевания, в результате чего образуется мат из измельченного стекловолокна. Маты из измельченного стекловолокна используются в процессе ручной укладки и при ткачестве SMC-мембран. Для достижения наилучшего эффекта использования мата из измельченного стекловолокна в производстве предъявляются следующие требования.
(1) Весь мат из рубленого волокна плоский и ровный.
(2) Отверстия в рубленном стекловолоконном мате небольшие и имеют одинаковый размер.
(4) Соответствовать определенным стандартам.
(5) Его можно быстро пропитать смолой.
1.3.2 Непрерывный волоконный мат
Стекловолокно укладывается ровно на сетчатую ленту в соответствии с определенными требованиями. Как правило, указывается, что оно должно быть уложено в форме восьмерки. Затем сверху посыпается порошковый клей и нагревается для отверждения. Непрерывные стекловолоконные маты значительно превосходят рубленые стекловолоконные маты по эффективности армирования композитных материалов, главным образом потому, что стекловолокна в непрерывных матах являются непрерывными. Благодаря лучшему армирующему эффекту, они используются в различных процессах.
1.3.3Поверхностный мат
Применение поверхностных матов также широко распространено в повседневной жизни, например, в качестве смоляного слоя изделий из стекловолокна, который представляет собой поверхностно-слоистый материал из среднещелочного стекла. Взять, к примеру, стекловолокно: поскольку его поверхностный мат изготовлен из среднещелочного стекла, это делает его химически стабильным. В то же время, благодаря своей легкости и тонкости, поверхностный мат может впитывать больше смолы, что не только выполняет защитную, но и эстетическую функцию.
1.3.4Игольчатый коврик
Иглопробивные маты в основном делятся на две категории. Первая категория — это иглопробивные маты из рубленого волокна. Процесс производства относительно прост: сначала рубят стекловолокно размером около 5 см, хаотично рассыпают его по основе, затем помещают основу на конвейерную ленту и прокалывают ее крючком. Под действием крючка волокна прокалывают основу, образуя трехмерную структуру. Выбранная основа также должна соответствовать определенным требованиям и обладать пушистой текстурой. Иглопробивные маты широко используются в звуко- и теплоизоляционных материалах благодаря своим свойствам. Конечно, их можно использовать и в стекловолоконных композитах, но этот метод не получил широкого распространения, поскольку полученный продукт обладает низкой прочностью и склонен к разрушению. Другой тип называется иглопробивным матом из непрерывного волокна, и процесс его производства также довольно прост. Сначала нить хаотично набрасывается на заранее подготовленную сетчатую ленту с помощью устройства для набрасывания проволоки. Аналогичным образом, для иглоукалывания используется вязальная спица, которая формирует трехмерную волокнистую структуру. В термопластах, армированных стекловолокном, широко используются иглоукалывающие маты из непрерывных волокон.
В процессе сшивания на швейной машине рубленые стекловолокна в определенном диапазоне длин могут принимать две различные формы. Первая – это рубленый стекловолоконный мат, который эффективно заменяет рубленый стекловолоконный мат, скрепленный связующим веществом. Вторая – это длинноволоконный мат, который заменяет мат из непрерывных волокон. Эти две формы имеют общее преимущество. В процессе производства не используются клеи, что позволяет избежать загрязнения и отходов, а также отвечает стремлению людей к экономии ресурсов и защите окружающей среды.
1.4 Измельченные волокна
Процесс производства измельченного волокна очень прост. Для этого берут молотковую или шаровую мельницу и загружают в нее измельченные волокна. Измельчение и перемалывание волокон также находит широкое применение в производстве. В процессе реакционного впрыска измельченное волокно действует как армирующий материал, и его характеристики значительно превосходят характеристики других волокон. Для предотвращения трещин и уменьшения усадки при изготовлении литых и формованных изделий измельченные волокна можно использовать в качестве наполнителей.
1.5 Стекловолоконная ткань
1.5.1Стеклоткань
Это разновидность стекловолоконной ткани. Стекловолокно, производимое в разных местах, имеет разные стандарты. В нашей стране стекловолокно в основном делится на два типа: бесщелочное и среднещелочное. Области применения стекловолокна очень широки, например, его можно увидеть на изображениях кузова транспортных средств, корпуса судов, резервуаров для хранения и т.д. Среднещелочное стекловолокно обладает лучшей коррозионной стойкостью, поэтому широко используется в производстве упаковки и коррозионностойких изделий. Для оценки характеристик стекловолоконных тканей необходимо учитывать четыре основных аспекта: свойства самого волокна, структуру стекловолоконной пряжи, направление основы и утка, а также рисунок ткани. В направлении основы и утка плотность зависит от различной структуры пряжи и рисунка ткани. Физические свойства ткани зависят от плотности основы и утка, а также от структуры стекловолоконной пряжи.
1.5.2 Стеклянная лента
Стеклянные ленты в основном делятся на две категории: первый тип — это кромка, второй тип — нетканая кромка, сотканная по простому переплетению. Стеклянные ленты могут использоваться для изготовления электрических компонентов, требующих высоких диэлектрических свойств, а также высокопрочных деталей электрооборудования.
1.5.3 Однонаправленная ткань
В повседневной жизни однонаправленные ткани изготавливаются из двух нитей разной толщины, и получающиеся ткани обладают высокой прочностью в основном направлении.
1.5.4 Трехмерная ткань
Трехмерная ткань отличается от структуры плоской ткани тем, что она трехмерная, поэтому ее эффект лучше, чем у обычного плоского волокна. Трехмерный волокнистый композитный материал обладает преимуществами, которых нет у других волокнистых композитных материалов. Благодаря трехмерной структуре волокна, общий эффект лучше, а сопротивление повреждениям повышается. С развитием науки и техники растущий спрос на него в аэрокосмической, автомобильной и судостроительной отраслях сделал эту технологию все более зрелой, и теперь она даже занимает место в области спортивного и медицинского оборудования. Типы трехмерных тканей в основном делятся на пять категорий, и существует множество форм. Как видно, пространство для развития трехмерных тканей огромно.
1.5.5 Фигурная ткань
Формованные ткани используются для армирования композитных материалов, и их форма зависит главным образом от формы армируемого объекта, а для обеспечения эластичности их необходимо ткать на специальном станке. В производстве можно создавать симметричные или асимметричные формы с минимальными ограничениями и хорошими перспективами.
1.5.6 Ткань с рифленым сердечником
Изготовление гофрированной ткани также относительно простое. Два слоя ткани укладываются параллельно, а затем соединяются вертикальными перекладинами, при этом их поперечные сечения гарантированно имеют форму правильных треугольников или прямоугольников.
1.5.7 Ткань, сшитая из стекловолокна
Это очень особая ткань, её также называют вязаным ковриком или тканым ковриком, но это не та ткань и не тот коврик, которые мы обычно знаем. Стоит отметить, что это сшитая ткань, которая не переплетена между основой и утком, а перекрывается основами и утком попеременно.
1.5.8 Изолирующая втулка из стекловолокна
Производственный процесс относительно прост. Сначала отбираются волокна стекловолокна, которые затем сплетаются в трубчатую форму. Затем, в соответствии с требованиями к теплоизоляции, изготавливаются необходимые изделия путем нанесения на них смолы.
1.6 Комбинация стекловолокна
Благодаря стремительному развитию научно-технических выставок, технология производства стекловолокна также значительно продвинулась, и с 1970 года по настоящее время появилось множество различных изделий из стекловолокна. В целом, можно выделить следующие:
(1) Рубленая пряжа + нескрученная ровница + рубленая пряжа
(2) Нескрученная ровница + мат из рубленых волокон
(3) Мат из рубленых волокон + мат из непрерывных волокон + мат из рубленых волокон
(4) Случайная ровница + измельченный мат исходного соотношения
(5) Однонаправленное углеродное волокно + рубленый волокнистый мат или ткань
(6) Поверхностный коврик + рубленые волокна
(7) Стеклоткань + тонкий стержень из стекла или однонаправленная ровница + стеклоткань
1.7 Нетканый материал из стекловолокна
Эта технология впервые была разработана не в моей стране. Первые образцы были созданы в Европе. Позже, благодаря миграции населения, эта технология попала в США, Южную Корею и другие страны. Для содействия развитию стекловолоконной промышленности в моей стране было создано несколько относительно крупных заводов и вложены значительные средства в создание нескольких высокотехнологичных производственных линий. В моей стране стекловолоконные маты, изготовленные методом мокрого формования, в основном делятся на следующие категории:
(1) Кровельный мат играет ключевую роль в улучшении свойств асфальтовых мембран и цветной асфальтовой черепицы, делая их более качественными.
(2) Трубный мат: Как следует из названия, этот продукт в основном используется в трубопроводах. Поскольку стекловолокно обладает коррозионной стойкостью, оно хорошо защищает трубопровод от коррозии.
(3) Поверхностный мат в основном используется на поверхности изделий из стекловолокна для их защиты.
(4) Шпон в основном используется для стен и потолков, поскольку он эффективно предотвращает растрескивание краски. Он делает стены более ровными и не требует обрезки в течение многих лет.
(5) Напольный коврик в основном используется в качестве базового материала для ПВХ-полов.
(6) Ковровый коврик; в качестве основного материала для ковров.
(7) Медный ламинированный мат, прикрепленный к медному ламинату, может улучшить его характеристики при пробивке и сверлении.
2. Конкретные области применения стекловолокна
2.1 Принцип армирования стекловолоконного бетона
Принцип действия стекловолоконного армированного бетона очень похож на принцип действия стекловолоконных армированных композитных материалов. Прежде всего, добавление стекловолокна в бетон приводит к тому, что оно принимает на себя внутреннее напряжение материала, замедляя или предотвращая распространение микротрещин. В процессе образования трещин в бетоне материал, выступающий в качестве заполнителя, препятствует их возникновению. Если эффект заполнителя достаточно сильный, трещины не смогут расширяться и проникать внутрь. Роль стекловолокна в бетоне заключается в его использовании в качестве заполнителя, что позволяет эффективно предотвращать образование и распространение трещин. Когда трещина распространяется вблизи стекловолокна, оно блокирует ее распространение, заставляя трещину отклоняться от заданного пути, и, соответственно, увеличивается площадь распространения трещины, а значит, и энергия, необходимая для разрушения.
2.2 Механизм разрушения стекловолоконного армированного бетона
До разрушения стекловолоконного армированного бетона растягивающее усилие, которое он испытывает, в основном распределяется между бетоном и стекловолокном. В процессе образования трещин напряжение передается от бетона к соседним стекловолокнам. Если растягивающее усилие продолжает увеличиваться, стекловолокно будет повреждаться, причем основными способами повреждения являются сдвиговое повреждение, повреждение от растяжения и повреждение от отрыва.
2.2.1 Разрушение от сдвига
Касательное напряжение, испытываемое стекловолоконным армированным бетоном, распределяется между стекловолокном и бетоном, и это напряжение передается на стекловолокно через бетон, что приводит к повреждению структуры стекловолокна. Однако стекловолокно имеет свои преимущества. Оно обладает большой длиной и малой площадью сопротивлений сдвигу, поэтому улучшение сопротивления сдвигу с помощью стекловолокна незначительно.
2.2.2 Разрыв натяжения
Когда сила натяжения стекловолокна превышает определённый уровень, оно разрушается. Если бетон трескается, стекловолокно из-за деформации при растяжении становится слишком длинным, его поперечный объём уменьшается, и сила натяжения приводит к более быстрому разрушению.
2.2.3 Повреждения при отрыве
После разрушения бетона сила натяжения стекловолокна значительно возрастет, и эта сила натяжения превысит силу взаимодействия между стекловолокном и бетоном, в результате чего стекловолокно повредится и будет оторвано.
2.3 Изгибные свойства стекловолоконного железобетона
Когда железобетон воспринимает нагрузку, его кривая напряжение-деформация, согласно механическому анализу, делится на три различных этапа, как показано на рисунке. Первый этап: сначала происходит упругая деформация до появления начальной трещины. Главная особенность этого этапа заключается в том, что деформация линейно возрастает до точки А, которая представляет собой начальную прочность на разрыв стекловолоконного армированного бетона. Второй этап: после образования трещины в бетоне, несущая нагрузка передается на соседние волокна, и несущая способность определяется самими стекловолокнами и силой сцепления с бетоном. Точка В — это предельная прочность на изгиб стекловолоконного армированного бетона. Третий этап: при достижении предельной прочности стекловолокно разрушается или отрывается, а оставшиеся волокна могут еще частично выдерживать нагрузку, что предотвращает хрупкое разрушение.
Связаться с нами :
Номер телефона: +8615823184699
Номер телефона: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Дата публикации: 06.07.2022
