LGF порівнюється з SGF Composite
У сфері модифікації високо{0}}конструкційних пластмас армування скловолокном, безсумнівно, є найбільш зрілим і широко застосовуваним технічним підходом. Однак для багатьох інженерів і покупців, здавалося б, простий параметр - довжина волокна - часто недооцінюється.
Коли ми говоримо про термопластики, армовані скловолокном, короткі скловолокна (SGF) і довгі скловолокна (LGF), незважаючи на подібні склади, демонструють суттєво різні характеристики від мікроструктури до макроскопічних характеристик. Ця стаття проведе вас глибоко всередині матеріалу, щоб порівняти основну логіку та межі застосування цих двох матеріалів.
Походження: генетичні відмінності
Відмінності між ними були визначені на виробничій лінії.
Коротке скловолокно (SGF) є «традиційним стандартом» у галузі. Його виробництво зазвичай здійснюється в двошнековому-екструдері, де коротко{2}}волокна змішуються зі смолою та розплавляються. Під час цього процесу інтенсивна механічна сила зсуву розриває скляні волокна, в результаті чого волокна в кінцевих частинках зазвичай дуже короткі (приблизно 0,2 мм - 0.4 мм). Цей процес є високоефективним і-рентабельним, тому SGF став кращим вибором для більшості модифікованих пластмас.
Навпаки, довге скловолокно (LGF) має більш «піднесене» походження. Його виробляють методом пултрузії з-кабельним покриттям. Пучки скловолокна повністю занурюють у розплавлену смолу в спеціальній формі, а потім витягують, як кабель, з подальшим охолодженням і гранулюванням. У цьому процесі довжина частинок така ж, як і довжина волокна (зазвичай 10 мм - 12 мм або навіть більше). Цей спеціальний процес призначений для максимального збереження цілісності волокон, закладаючи основу для наступних стрибків продуктивності.
GF Матеріал: Внутрішня будова
Якщо ми збільшимо масштаб під мікроскопом, ми побачимо дві абсолютно різні сцени, які є основною причиною відмінностей у продуктивності між ними.
У компонентах з короткого скловолокна тонкі волокна розсіяні, як зубочистки, в полімерній матриці. Хоча вони можуть підвищити жорсткість матеріалу, волокна працюють незалежно одне від одного і не мають взаємних зв’язків. Під напругою вони в основному виконують роль «наповнювача і підсилення».
Однак усередині довгих скловолоконних компонентів ситуація зовсім інша. Після лиття під тиском, хоча довжина волокна буде дещо зменшена, збережена довжина все ще може досягати понад 1 мм - 3 мм (більш ніж у 10 разів більше, ніж у коротких скляних волокон). Більш важливим є те, що ці довгі волокна згинаються та переплітаються всередині компонента, утворюючи три-вимірну «скелетну мережу». Ця структура мережі схожа на сталеві прути в бетоні, які щільно з’єднують весь матеріал.
Гра продуктивності
Саме завдяки цій «каркасовій мережі» довгі скляні волокна майже-пригнічують механічні властивості коротких скляних волокон, особливо в екстремальних умовах:
1. Якісна зміна ударостійкості.Це головна перевага матеріалу LGF. Коли короткий скловолоконний матеріал піддається впливу зовнішньої сили, тріщини можуть легко обійти короткі волокна та швидко розширитися, а волокна схильні до витягування, що призводить до крихкості матеріалу. Проте звивиста мережа всередині довгих скляних волокон може ефективно поглинати та розсіювати енергію удару. Щоб тріщина розширилася, вона повинна подолати обструкцію довгих волокон і навіть вимагати розриву волокон. Таким чином, ударна міцність матеріалу LGF зазвичай у 2–3 рази вища, ніж SGF, і він залишається міцним навіть у -низьких температурах.
2. У боюстійкість до високих температур і довговічністьПід тривалим -навантаженням пластмаси схильні до «повзання» (тобто з часом відбувається остаточна деформація). Короткі волокна занадто короткі, щоб ефективно запобігати ковзанню полімерних ланцюгів. Проте сітчаста структура довгих скляних волокон може міцно «утримувати» смоляну матрицю, значно перешкоджаючи повзучості. Крім того, у високо{6}}температурному середовищі міцність-високотемпературної втоми матеріалів LGF значно перевищує міцність SGF. Це робить LGF ідеальним вибором для компонентів автомобільних двигунів, структурних частин тощо, які повинні витримувати змінні навантаження.
3. Конкуренція розмірної стабільностіЛиті під тиском деталі часто стикаються з проблемою деформації деформації, яка часто спричинена анізотропією в результаті вирівнювання (орієнтації) волокон уздовж напрямку потоку. Орієнтація коротких скляних волокон надзвичайно міцна, що робить формовані деталі схильними до згинання. Однак довгі скляні волокна, хоч і орієнтовані через їх внутрішнє намотування, забезпечують стримуючу силу також у вертикальному напрямку. Це призводить до більш рівномірної швидкості усадки та меншого викривлення формованих деталей LGF, що робить їх дуже придатними для виготовлення великих компонентів із жорсткими вимогами до точності розмірів.
Чому LGF і SGF співіснують?
Оскільки продуктивність довгих скловолокон настільки висока, чому вони не повністю замінили короткі скловолокна? Причина в тому, що в області матеріалів не існує ідеальних матеріалів; є тільки найбільш підходящі матеріали. Короткі скловолокна все ще мають переваги в наступних аспектах:
По-перше, це аспект зручності обробки та зовнішнього вигляду. Обробка довгих скляних волокон вимагає надзвичайно ретельного контролю процесу, щоб запобігти розриву волокон, і воно схильне до «плаваючих волокон», що призводить до шорсткості поверхні. З іншого боку, короткі скляні волокна мають хорошу плинність, і їх поверхні можна легко зробити гладкими та блискучими. Для продуктів з високими вимогами до зовнішнього вигляду, складних конструкцій і помірних вимог до міцності, таких як споживчі електронні оболонки, SGF залишається лідером.
Наступний аспект – економічна-ефективність. Витрати на сировину та витрати на переробку LGF зазвичай вищі, ніж у SGF. У тих загальних галузях, які не вимагають надзвичайної стійкості до ударів або повзучості, використання LGF, безсумнівно, є випадком надмірної -продуктивності та втрати коштів.
Таким чином, конкуренція між довгими скляними волокнами та короткими скляними волокнами не є просто питанням переваги чи неповноцінності; швидше, це полягає в розподілі сценаріїв застосування. Якщо ваша мета — «замінити сталь пластиком», і вам потрібен матеріал, щоб витримувати значні удари, довготривалі-великі навантаження або замінити алюмінієві{2}}литі деталі під тиском для досягнення малої ваги, тоді довгі скляні волокна (LGF) є незамінним високо-рішенням.
Якщо ваш продукт більшою мірою зосереджений на вишуканому зовнішньому вигляді, складній структурі та в основному націлений на базову жорстку підтримку з низькими вимогами до надзвичайної міцності, то короткі скляні волокна (SGF) є найкращим вибором, який збалансує продуктивність і вартість.
Зверніться до експерта з матеріалів
