LGF sa porovnáva s kompozitom SGF
V oblasti modifikácie-výkonných technických plastov je vystuženie sklenenými vláknami nepochybne najvyspelejším a najrozšírenejším technickým prístupom. Pre mnohých inžinierov a kupujúcich je však zdanlivo jednoduchý parameter - dĺžka vlákna - často podceňovaný.
Keď hovoríme o termoplastoch vystužených sklenenými vláknami, krátke sklenené vlákna (SGF) a dlhé sklenené vlákna (LGF), napriek tomu, že majú podobné zloženie, vykazujú výrazne odlišné vlastnosti od mikroštruktúry po makroskopický výkon. Tento článok vás zavedie hlboko do vnútra materiálu, aby ste porovnali základnú logiku a aplikačné hranice týchto dvoch materiálov.
Pôvod: Genetické rozdiely
Rozdiely medzi nimi boli vopred určené na výrobnej linke.
Krátke sklenené vlákno (SGF) je "tradičný štandard" v tomto odvetví. Jeho výroba sa zvyčajne vykonáva v dvojzávitovkovom extrudéri, kde sa krátko nastrihané vlákna zmiešajú so živicou a roztavia sa. Počas tohto procesu intenzívna mechanická šmyková sila láme sklenené vlákna, čo vedie k tomu, že vlákna v konečných časticiach sú zvyčajne veľmi krátke (asi 0,2 mm - 0.4 mm). Tento proces je vysoko efektívny a nákladovo{7}efektívny, takže SGF sa stal preferovanou voľbou pre väčšinu modifikovaných plastov.
Naproti tomu dlhé sklenené vlákno (LGF) má „vznešenejší“ pôvod. Vyrába sa pomocou procesu poťahovania káblov-. Zväzky sklenených vlákien sa úplne ponoria do roztavenej živice v špecifickej forme a potom sa vytiahnu ako kábel, nasleduje ochladenie a granulácia. Pri tomto procese je dĺžka častíc rovnaká ako dĺžka vlákna (zvyčajne 10 mm - 12 mm alebo ešte viac). Tento špeciálny proces je navrhnutý tak, aby maximalizoval integritu vlákien a položil základy pre následné výkonnostné skoky.
Materiál GF: Vnútorná štruktúra
Ak si priblížime pod mikroskopom, uvidíme dve úplne odlišné scény, ktoré sú základným dôvodom výkonnostných rozdielov medzi nimi.
V komponentoch z krátkych sklenených vlákien sú jemné vlákna rozptýlené ako špáradlá v živicovej matrici. Hoci môžu zvýšiť tuhosť materiálu, vlákna fungujú nezávisle od seba a chýbajú im vzájomné spojenia. V strese plnia najmä úlohu „vypĺňania a spevňovania“.
Vo vnútri komponentov z dlhých sklenených vlákien je však situácia úplne iná. Po vstrekovaní, aj keď sa dĺžka vlákna o niečo skráti, môže zachovaná dĺžka stále dosiahnuť viac ako 1 mm - 3 mm (viac ako 10-krát dlhšie ako krátke sklenené vlákna). Ešte dôležitejšie je, že tieto dlhé vlákna sú ohnuté a prepletené v rámci komponentu, čím vytvárajú trojrozmernú „kostrovú sieť“. Táto sieťová štruktúra je ako oceľové tyče v betóne, ktoré pevne spájajú celý materiál dohromady.
Výkonnostná hra
Práve vďaka tejto „rámcovej sieti“ majú dlhé sklenené vlákna takmer -potlačenie krátkych sklenených vlákien z hľadiska mechanických vlastností, najmä pri riešení extrémnych podmienok:
1. Kvalitatívna zmena odolnosti proti nárazu.Toto je hlavná výhoda materiálu LGF. Keď je materiál s krátkymi sklenenými vláknami vystavený pôsobeniu vonkajšej sily, praskliny môžu ľahko obísť krátke vlákna a rýchlo expandovať a vlákna sú náchylné na vytiahnutie, čo vedie k krehkému materiálu. Vinutá sieť vnútri dlhých sklenených vlákien však dokáže efektívne absorbovať a rozptýliť energiu nárazu. Aby sa trhlina rozšírila, musí prekonať prekážku dlhých vlákien a dokonca si vyžaduje pretrhnutie vlákien. Preto je vrubová rázová húževnatosť materiálu LGF zvyčajne 2 až 3-krát vyššia ako SGF a zostáva húževnatý aj v prostredí s nízkou teplotou.
2. V bojiproti vysokej teplote a odolnostiPri dlhodobom-zaťažení sú plasty náchylné na „tečenie“ (t. j. v priebehu času dochádza k trvalej deformácii). Krátke vlákna sú príliš krátke na to, aby účinne zabránili kĺzaniu polymérových reťazcov. Sieťová štruktúra dlhých sklenených vlákien však môže pevne "udržať" živicovú matricu, čo výrazne bráni tečeniu. Navyše v prostredí s vysokou-teplotou vysoko-únavová pevnosť materiálov LGF ďaleko prevyšuje pevnosť SGF. Vďaka tomu je LGF ideálnou voľbou pre komponenty automobilových motorov, konštrukčné diely atď., ktoré musia odolávať striedavému namáhaniu v prostredí.
3. Konkurencia rozmerovej stabilityVstrekované diely sa často stretávajú s problémom deformácie deformácie, ktorá je často spôsobená anizotropiou vyplývajúcou zo zarovnania (orientácie) vlákien pozdĺž smeru toku. Orientácia krátkych sklenených vlákien je extrémne pevná, vďaka čomu sú tvarované diely náchylné na ohýbanie. Avšak dlhé sklenené vlákna, hoci sú tiež orientované v dôsledku ich vzájomného vinutia, poskytujú obmedzujúcu silu aj vo vertikálnom smere. Výsledkom je rovnomernejšia miera zmršťovania a menšie deformácie lisovaných dielov LGF, vďaka čomu sú veľmi vhodné na výrobu veľkých komponentov s prísnymi požiadavkami na rozmerovú presnosť.
Prečo LGF a SGF koexistujú?
Keďže výkon dlhých sklenených vlákien je taký vynikajúci, prečo úplne nenahradili krátke sklenené vlákna? Dôvodom je, že v oblasti materiálov neexistuje dokonalý materiál; existujú len najvhodnejšie materiály. Krátke sklenené vlákna majú stále výhody v nasledujúcich aspektoch:
Po prvé, je tu aspekt pohodlia spracovania a vzhľadu. Spracovanie dlhých sklenených vlákien si vyžaduje mimoriadne starostlivé riadenie procesu, aby sa zabránilo lámaniu vlákna, a je náchylné na „plávajúce vlákna“, čo vedie k drsnému povrchu. Na druhej strane, krátke sklenené vlákna majú dobrú tekutosť a ich povrch sa dá ľahko urobiť hladkým a lesklým. Pokiaľ ide o produkty s vysokými požiadavkami na vzhľad, zložité štruktúry a stredné nároky na pevnosť, ako sú obaly spotrebnej elektroniky, SGF zostáva lídrom.
Ďalším aspektom je nákladová-efektívnosť. Náklady na suroviny a spracovanie LGF sú vo všeobecnosti vyššie ako náklady na SGF. V tých všeobecných oblastiach, ktoré nevyžadujú extrémnu odolnosť proti nárazu alebo tečeniu, je používanie LGF nepochybne prípadom nadmerného-výkonu a plytvania nákladmi.
Preto súťaž medzi dlhými sklenenými vláknami a krátkymi sklenenými vláknami nie je jednoduchou záležitosťou nadradenosti alebo podradenosti; spočíva skôr v rozdelení aplikačných scenárov. Ak je vaším cieľom „nahradiť oceľ plastom“ a potrebujete, aby materiál odolal značným nárazom, znášal dlhodobé{1}}veľké zaťaženie alebo nahradil odliate diely z hliníkovej zliatiny-na dosiahnutie nízkej hmotnosti, potom sú dlhé sklenené vlákna (LGF) nevyhnutným-výkonným riešením.
Ak sa váš produkt zameriava viac na vynikajúci vzhľad, zložitú štruktúru a zameriava sa hlavne na základnú pevnú podporu s nízkou požiadavkou na extrémnu húževnatosť, potom sú krátke sklenené vlákna (SGF) najlepšou voľbou, ktorá vyvažuje výkon a náklady.
Kontaktujte odborníka na materiály
