בחצי המאה האחרונה נעשה שימוש נרחב בחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים בגלל תכונותיהם המצוינות, והתפקיד החשוב של חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים ברור מאליו. מאז הופעתם של חומרים מרוכבים, סיבים מחוזקים עברו שינוי מסיבים טבעיים לסיבים סינתטיים.
כיום, סיבי החיזוק הנפוצים ביותר כוללים סיבי זכוכית, סיבי ארמיד, סיבי פחמן וכו'. מאמר זה יציג תחילה בקצרה את סוגי סיבי החיזוק הנפוצים.
בחומרים מרוכבים, התפקיד העיקרי של מטריצת השרף הוא לחבר את הסיבים זה לזה ולהעביר עומסים חיצוניים מסיב אחד למשנהו. רוב הסיבים המחוזקים כפופים ותקליטיים, ואם יופעל עליהם מתח, יהיו להם חוזק מתיחה ונוקשות מספקים.
סיבי חיזוק הם בדרך כלל צרורות, וסיבים בודדים נוטים להיות עדינים מאוד, כגון סיבי זכוכית וסיבי פחמן בטווח קוטר טיפוסי של 5 עד 25 מיקרון. לשם השוואה, קוטר שיער אדם הוא בדרך כלל בין 50 ל-200 מיקרון. ניתן להפיק את כל ה"מבנים" המחוזקים בסיבים מסיבי נימה, לרבות גרר, חוט, סיבים קצוצים, סיבים טחונים וכו'.
סיבי חיזוק נפוצים כוללים סיבי זכוכית וסיבי פחמן.
1. סיבי זכוכית
ישנם זנים רבים ושונים של פיברגלס, אך עבור חומרים מרוכבים, שניים הם הנפוצים ביותר. סיבי E-glass הוא הסוג הסטנדרטי כמעט בכל המוצרים המחוזקים בפיברגלס, בעוד שסיבי S-glass (הידועים גם כ-R-glass או T-glass) הם בעלי חוזק מתיחה טוב יותר באופן משמעותי.
סיבי S-glass הם בדרך כלל קטנים יותר מסיבי E-glass, יש הידבקות טובה יותר במטריצת השרף וביצועי ההשפעה משופרים. אבל זה עולה הרבה יותר. סיבי זכוכית S-2 הם סיבי S-זכוכית מסחריים בעלי חוזק גבוה יותר, בעל חוזק מתיחה פי שניים מסיבי E-glass טיפוסיים ויש לו גם קשיחות גבוהה יותר בכ-10-20 אחוזים. אבל כמעט לכל היישומים, סיבי זכוכית E מספיקים.
פיברגלס מיוצר על ידי הוצאת מוצרים מינרלים מותכים (1700 מעלות) (סיליקה, אלומיניום ותחמוצת סידן וכו') דרך חורים בקוטר קטן. בדרך כלל, סיבי E-glass הם בקוטר של כ-10-25 מיקרון, מה שהופך אותם לגדולים יותר מסיבי פחמן.
2. סיבי פחמן
סיבי פחמן מגיעים בזנים רבים, עם תכונות מכניות משתנות ועלויות. סיבי הפחמן אינם מופקעים ישירות מהחומר המותך אלא מיוצרים על ידי טיפול בחום של סיב המבשר, כולל חמצון מקדים באווירת אוויר ופחמול באווירה אינרטית. תחת מתח, מבנה הפחמן בתוך הסיב מתיישר, ועוזר למקסם את חוזק המתיחה והקשיחות.
המבשר הנפוץ ביותר המשמש לסיבי פחמן הוא סיבי פולי-אקרילוניטריל (PAN). כיום, סיבי הפחמן הסטנדרטיים והבינוניים הנפוצים ביותר מבוססים על מבשר PAN. מודול סיבי הפחמן שהוכן על ידי מערכת מבשר האספלט הוא בדרך כלל גבוה יותר. בהתאם למאפיינים של המבשר, קוטר הסיב ופרטי תהליך הטיפול בחום (חמצון, פחמול, גרפיטיזציה), לסיבי הפחמן המתקבלים יש מגוון רחב של תכונות מכניות.
סיב פחמן בודד הוא בדרך כלל קטן יותר מסיבי זכוכית, בקוטר של 5 מיקרון בלבד. modulus modulus modulus סיבי פחמן מסווגים לעתים קרובות עם מודול סטנדרטי ומודול ביניים, במיוחד עם מודולוס. IM), מודול גבוה (HM), וסיבי פחמן עם מודול גבוה במיוחד.
3. סיבי חיזוק נפוץ אחרים
סיבי ארמיד קוולר:
סיב ארמיד סינתטי שפותח על ידי דופונט. סיבי ארמיד מסחריים אחרים כוללים את Twaron, Technora ו-Nomex. כסיבי חיזוק לחומרים מרוכבים, סיבי ארמיד משמשים בעיקר ליישומים בעלי חוזק מתיחה גבוה ועמידות בפני נקב, בלאי ושבירה. סיבי ארמיד קשים לרוב לחיבור, לחתוך ולטפל בהם, ולעתים קרובות משתמשים בהם בשילוב עם סיבי פחמן או סיבי זכוכית.
סיבי בזלת:
נעשה באמצעות תהליך התכה ושחול הדומה לסיבי זכוכית. חוזק המתיחה והמודלוס שלו גבוהים במעט מסיבי זכוכית E אבל פחות מסיבי פחמן. הצפיפות דומה לזו של סיבי זכוכית E. המחיר הוא בין סיבי זכוכית E לסיבי פחמן. יש היצע מוגבל של בזלת בדרגה מרוכבת, שצבעה בדרך כלל חום.
פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד:
גם Dyneema וגם Spectra הם סיבים העשויים מפוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMWPE) או חוט שחול מפוליאתילן "(HMPE). UHMWPE משמש עבור כבל משיכה, מחרוזת קשת, חוט דיג ושריון רכב והוא קשיח ועמיד. אלה ניתן להשתמש בסיבים ביישומים מרוכבים, לעתים קרובות מעורבבים עם סיבי פחמן. חיזוק היברידי של Dyneema/סיבי פחמן יכול לשפר את הקשיחות של למינציה, ספיגת אנרגיה ועמידות בפני פגיעות של סיבי פחמן. ניתן ליישם בדי Spectra באופן מקומי כדי להגביר את עמידות הבלאי.
פוליפרופילן בעל משקל מולקולרי גבוה:
Innegra הוא סיב המיוצר על ידי Innegra Technologies מפוליפרופילן בעל משקל מולקולרי גבוה (HMPP). למרות שאינה חזקה כמו Kevlar או Dyneema, Innegra היא קשיחה ועמידה בפני פגיעות ושבירה בעלות נמוכה יותר. לעתים קרובות Innegra משמש כמרכיב של חומר חיזוק היברידי, מעורבב עם סיבי פחמן או סיבי זכוכית כדי להגביר את הקשיחות של לרבד.
סיבים צמחיים:
בעוד פיברגלס וסיבי פחמן הם סיבי החיזוק הנפוצים ביותר, סיבי החיזוק המבניים העתיקים ביותר הם סיבי עץ וצמחים. בעשור האחרון חלה התעוררות של עניין בסיבים צמחיים למינציה, במיוחד פשתן ויוטה, המציעים תכונות מכניות שימושיות ומציעים עיבוד דומה לסוגי סיבים סטנדרטיים. אחד האתגרים שעומדים בפני סיבי צמחים הוא מגוון רחב בהרבה של תכונות מכניות מאשר חומרים מהונדסים מסורתיים, והם אינם חזקים כמו סיבי זכוכית E-זכוכית רגילים. ספיגת לחות היא בעיה עבור כל חומרי החיזוק המרוכבים המבוססים על ביו, מה שעלול לגרום לבעיות עבור תהליכים מרוכבים רבים.
סיבים קרמיים:
לחומרי מטריצה קרמיים (CMC) יש תכונות מכניות דומות לרכיבים מרוכבים של סיבי פחמן אך יש להם עמידות בטמפרטורות גבוהות במיוחד. הם בדרך כלל מפורקים על ידי תחמוצת וסיבים שאינם תחמוצת, בהתאם להרכב הכימי שלהם. בצד שאינו תחמוצת, בורון הוא אחד מחומרי החיזוק הקרמיים הידועים ביותר, בעל חוזק לחיצה מדהים. לסיבי סיליקון קרביד (SiC) חוזק ונוקשות גבוהים והם קשים מאוד. לסיבים על בסיס תחמוצת יש עמידות גבוהה יותר לחמצון אך תכונות מכניות נמוכות יותר.
Xiamen LFT composite plastic Co., Ltd היא חברת מותג המתמקדת ב-LFT&LFRT. סדרת סיבי זכוכית ארוכים (LGF) וסדרות סיבי פחמן ארוכים (LCF). ה-LFT התרמופלסטי של החברה יכול לשמש לייצור הזרקה ושחול ב-LFT-G, וניתן להשתמש בו גם ליציקת LFT-D. זה יכול להיות מיוצר על פי דרישות הלקוח: 5 ~ 25 מ"מ אורך. התרמופלסטיות המחוזקות בחדירת סיבים מתמשכים של החברה עברו את אישור מערכות ISO9001 ו-16949, והמוצרים קיבלו הרבה סימנים מסחריים ופטנטים לאומיים.
טל':13950095727
Email:sale02@lfrtplatic.com
