ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา วัสดุผสมเสริมเส้นใยถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม และบทบาทที่สำคัญของวัสดุผสมเสริมเส้นใยก็เป็นสิ่งที่เห็นได้ชัดในตัวเอง ตั้งแต่การเกิดขึ้นของวัสดุผสม เส้นใยเสริมแรงได้เปลี่ยนจากเส้นใยธรรมชาติเป็นเส้นใยสังเคราะห์
ในปัจจุบัน เส้นใยเสริมแรงที่พบมากที่สุด ได้แก่ ใยแก้ว เส้นใยอะรามิด คาร์บอนไฟเบอร์ เป็นต้น บทความนี้จะแนะนำประเภทของเส้นใยเสริมแรงทั่วไปโดยสังเขป
ในวัสดุคอมโพสิต บทบาทหลักของเมทริกซ์เรซินคือการยึดเส้นใยเข้าด้วยกันและถ่ายโอนภาระภายนอกจากเส้นใยหนึ่งไปยังอีกเส้นใยหนึ่ง เส้นใยเสริมแรงส่วนใหญ่จะโค้งงอและฟลอปปี้ และหากใช้แรงดึงกับเส้นใยเหล่านี้ เส้นใยเหล่านี้จะมีความต้านทานแรงดึงและความฝืดเพียงพอ
เส้นใยเสริมแรงมักจะรวมกันเป็นกลุ่ม และเส้นใยแต่ละเส้นมักจะละเอียดมาก เช่น เส้นใยแก้วและเส้นใยคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปอยู่ที่ 5 ถึง 25 ไมครอน สำหรับการเปรียบเทียบ เส้นผมของมนุษย์มักจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 50 ถึง 200 ไมครอน "โครงสร้าง" ที่เสริมด้วยไฟเบอร์ทั้งหมดสามารถได้มาจากเส้นใยฟิลาเมนต์ ซึ่งรวมถึงสายลาก เส้นด้าย เส้นใยสับ เส้นใยขัดสี ฯลฯ
เส้นใยเสริมแรงทั่วไป ได้แก่ ใยแก้วและคาร์บอนไฟเบอร์
1.ใยแก้ว
ไฟเบอร์กลาสมีหลายชนิดที่แตกต่างกัน แต่สำหรับวัสดุผสม มีสองประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด E-ใยแก้วเป็นประเภทมาตรฐานในผลิตภัณฑ์เสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสเกือบทั้งหมด ในขณะที่ใยแก้ว S (หรือที่เรียกว่า R-glass หรือ T-glass fiber) มีความต้านทานแรงดึงที่ดีกว่ามาก
ใยแก้ว S มักจะมีขนาดเล็กกว่าใยแก้ว E มีการยึดเกาะที่ดีกว่าในเมทริกซ์เรซิน และปรับปรุงประสิทธิภาพการกระแทก แต่มีค่าใช้จ่ายมากขึ้น ใยแก้ว S-2 เป็นเส้นใยแก้ว S เชิงพาณิชย์ที่มีความแข็งแรงสูงกว่า ซึ่งมีความต้านทานแรงดึงเป็นสองเท่าของเส้นใยแก้ว E ทั่วไป และยังมีความแข็งสูงขึ้นประมาณ 10-20 เปอร์เซ็นต์ แต่สำหรับการใช้งานเกือบทั้งหมด E-ใยแก้วก็เพียงพอแล้ว
ไฟเบอร์กลาสผลิตขึ้นโดยการอัดผลิตภัณฑ์แร่ที่หลอมเหลว (1700 องศา) (ซิลิกา อะลูมิเนียม และแคลเซียมออกไซด์ ฯลฯ) ผ่านรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยแก้ว E จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-25 ไมครอน ทำให้มีขนาดใหญ่กว่าเส้นใยคาร์บอน
2. คาร์บอนไฟเบอร์
เส้นใยคาร์บอนมีหลายประเภท โดยมีคุณสมบัติเชิงกลและต้นทุนที่แตกต่างกันไป เส้นใยคาร์บอนไม่ได้อัดขึ้นรูปโดยตรงจากวัสดุที่หลอมเหลว แต่ทำขึ้นโดยการให้ความร้อนของเส้นใยตั้งต้น ซึ่งรวมถึงการเกิดออกซิเดชันล่วงหน้าในบรรยากาศอากาศและการทำให้เป็นคาร์บอนในบรรยากาศเฉื่อย ภายใต้ความตึงเครียด โครงสร้างคาร์บอนภายในเส้นใยจะจัดเรียงตัว ช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึงและความแข็งสูงสุด
สารตั้งต้นทั่วไปที่ใช้สำหรับคาร์บอนไฟเบอร์คือเส้นใยโพลีอะคริโลไนไทรล์ (PAN) ในปัจจุบัน เส้นใยคาร์บอนโมดูลัสมาตรฐานและโมดูลัสปานกลางที่พบมากที่สุดจะขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นของ PAN โมดูลัสของคาร์บอนไฟเบอร์ที่เตรียมโดยระบบสารตั้งต้นแอสฟัลต์มักจะสูงกว่า ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารตั้งต้น เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใย และรายละเอียดของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน (ออกซิเดชัน คาร์บอนไนเซชัน กราฟิไนเซชัน) เส้นใยคาร์บอนที่ได้จะมีคุณสมบัติเชิงกลที่หลากหลาย
โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยคาร์บอนเดี่ยวจะมีขนาดเล็กกว่าใยแก้ว โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 5 ไมครอน โมดูลัส โมดูลัส โมดูลัส คาร์บอนไฟเบอร์มักถูกจัดประเภทด้วยโมดูลัสมาตรฐานและโมดูลัสระดับกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโมดูลัส IM), โมดูลัสสูง (HM) และคาร์บอนไฟเบอร์โมดูลัสสูงพิเศษ
3. เส้นใยเสริมแรงอื่น ๆ ที่ใช้กันทั่วไป
เส้นใยเคฟลาร์อะรามิด:
เส้นใยอะรามิดสังเคราะห์ที่พัฒนาโดยดูปองท์ เส้นใยอะรามิดในเชิงพาณิชย์อื่นๆ ได้แก่ Twaron, Technora และ Nomex ในฐานะที่เป็นเส้นใยเสริมแรงสำหรับวัสดุผสม เส้นใยอะรามิดส่วนใหญ่ใช้สำหรับการใช้งานที่มีความต้านทานแรงดึงสูงและทนต่อการเจาะ การสึกหรอ และการแตกหัก เส้นใยอะรามิดมักจะติด ตัด และจัดการได้ยาก และมักใช้ร่วมกับคาร์บอนไฟเบอร์หรือใยแก้ว
เส้นใยบะซอลต์:
โดยใช้กระบวนการหลอมและอัดขึ้นรูปคล้ายกับใยแก้ว ความต้านทานแรงดึงและโมดูลัสสูงกว่าเส้นใยแก้ว E เล็กน้อย แต่น้อยกว่าเส้นใยคาร์บอน มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับใยแก้ว E ราคาอยู่ระหว่าง E-ใยแก้ว กับ คาร์บอนไฟเบอร์ หินบะซอลต์เกรดคอมโพสิตมีจำนวนจำกัด ซึ่งปกติแล้วจะมีสีน้ำตาล
โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ:
ทั้ง Dyneema และ Spectra เป็นเส้นใยที่ทำจากโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) หรือเส้นใยโพลีเอทิลีนโมดูลัสสูง "(HMPE) อัดขึ้นรูป UHMWPE ใช้สำหรับสายลากจูง สายธนู สายเบ็ด และเกราะยานพาหนะ และทนทานและทนทาน เหล่านี้ เส้นใยสามารถใช้ในงานคอมโพสิตโดยมักผสมกับคาร์บอนไฟเบอร์ การเสริมแรงแบบไฮบริดของ Dyneema/ คาร์บอนไฟเบอร์สามารถปรับปรุงความเหนียวของลามิเนต การดูดซับพลังงาน และความทนทานต่อแรงกระแทกของเส้นใยคาร์บอน ผ้า Spectra สามารถนำไปใช้เฉพาะที่เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ
โพรพิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูง:
Innegra เป็นเส้นใยที่ผลิตโดย Innegra Technologies จากโพลิโพรพิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูง (HMPP) แม้ว่าจะไม่แข็งแรงเท่า Kevlar หรือ Dyneema แต่ Innegra นั้นแข็งแกร่งและทนทานต่อแรงกระแทกและการแตกหักด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า บ่อยครั้งที่มีการใช้ Innegra เป็นส่วนประกอบของวัสดุเสริมแรงแบบไฮบริด ผสมกับคาร์บอนไฟเบอร์หรือใยแก้วเพื่อเพิ่มความเหนียวของลามิเนต
เส้นใยพืช:
ในขณะที่ไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเส้นใยเสริมแรงที่พบมากที่สุด เส้นใยเสริมโครงสร้างที่เก่าแก่ที่สุดคือไม้และเส้นใยจากพืช ในทศวรรษที่ผ่านมา มีความสนใจในเส้นใยพืชลามิเนต โดยเฉพาะอย่างยิ่งลินินและปอกระเจา ซึ่งมีคุณสมบัติเชิงกลที่มีประโยชน์และให้กระบวนการที่คล้ายคลึงกับไฟเบอร์ประเภทมาตรฐาน ความท้าทายอย่างหนึ่งที่เส้นใยพืชต้องเผชิญคือคุณสมบัติเชิงกลที่หลากหลายกว่าวัสดุเชิงวิศวกรรมแบบดั้งเดิมมาก และไม่แข็งแรงเท่ากับเส้นใยแก้ว E ทั่วไป การดูดซับความชื้นเป็นปัญหาสำหรับวัสดุเสริมแรงเชิงประกอบชีวภาพทั้งหมด ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับกระบวนการประกอบหลายขั้นตอน
เส้นใยเซรามิก:
วัสดุผสมเซรามิกเมทริกซ์ (CMC) มีคุณสมบัติเชิงกลคล้ายกับวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์ แต่มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงมาก โดยปกติจะถูกทำลายโดยเส้นใยออกไซด์และเส้นใยที่ไม่ใช่ออกไซด์ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเส้นใย ในด้านที่ไม่ใช่ออกไซด์ โบรอนเป็นหนึ่งในวัสดุเสริมแรงเซรามิกที่รู้จักกันดีที่สุด โดยมีกำลังรับแรงอัดที่เหลือเชื่อ เส้นใยซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) มีความแข็งแรงและความแข็งสูงและแข็งมาก เส้นใยที่มีส่วนผสมของออกไซด์มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันสูงกว่าแต่มีสมบัติเชิงกลต่ำกว่า
เซียะเหมิน LFT คอมโพสิตพลาสติก Co., Ltd. เป็นบริษัทชื่อแบรนด์ที่เน้น LFT&LFRT ซีรีส์ใยแก้วยาว (LGF) และซีรีส์คาร์บอนไฟเบอร์ยาว (LCF) เทอร์โมพลาสติก LFT ของบริษัทสามารถใช้สำหรับการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป LFT-G และยังสามารถใช้สำหรับการขึ้นรูป LFT-D สามารถผลิตได้ตามความต้องการของลูกค้า: ความยาว 5 ~ 25 มม. เทอร์โมพลาสติกเสริมการแทรกซึมด้วยเส้นใยยาวอย่างต่อเนื่องของบริษัทได้ผ่านการรับรองระบบ ISO9001 & 16949 และผลิตภัณฑ์ได้รับเครื่องหมายการค้าและสิทธิบัตรระดับประเทศมากมาย
โทร:13950095727
Email:sale02@lfrtplatic.com
