LGF se srovná s kompozitem SGF
V oblasti úprav vysoce-technických plastů je vyztužení skleněnými vlákny nepochybně nejvyspělejším a nejrozšířenějším technickým přístupem. Pro mnoho inženýrů a kupujících je však zdánlivě jednoduchý parametr - délka vlákna - často podceňován.
Když mluvíme o termoplastech vyztužených skleněnými vlákny, krátká skleněná vlákna (SGF) a dlouhá skleněná vlákna (LGF), přestože mají podobné složení, vykazují značně odlišné vlastnosti od mikrostruktury až po makroskopické vlastnosti. Tento článek vás zavede hluboko do nitra materiálu, abyste porovnali základní logiku a aplikační hranice těchto dvou materiálů.
Původ: Genetické rozdíly
Rozdíly mezi nimi byly předem určeny na výrobní lince.
Krátké skleněné vlákno (SGF) je "tradiční standard" v tomto odvětví. Jeho výroba se obvykle provádí ve dvou-šnekovém extrudéru, kde se krátce nařezaná vlákna smíchají s pryskyřicí a taví. Během tohoto procesu intenzivní mechanická smyková síla láme skleněná vlákna, což má za následek, že vlákna ve finálních částicích jsou typicky velmi krátká (asi 0,2 mm - 0.4 mm). Tento proces je vysoce účinný a nákladově -efektivní, takže SGF se stal preferovanou volbou pro většinu modifikovaných plastů.
Naproti tomu dlouhé skleněné vlákno (LGF) má „vznešenější“ původ. Vyrábí se procesem potahování kabelem-. Svazky skleněných vláken jsou zcela ponořeny do roztavené pryskyřice ve specifické formě a poté vytaženy jako kabel, následuje ochlazení a granulace. Při tomto procesu je délka částic stejná jako délka vlákna (typicky 10 mm - 12 mm nebo dokonce delší). Tento speciální proces je navržen tak, aby maximalizoval integritu vláken a položil základy pro následné skoky ve výkonu.
Materiál GF: Vnitřní struktura
Pokud přiblížíme pod mikroskopem, uvidíme dvě zcela odlišné scény, které jsou zásadním důvodem výkonnostních rozdílů mezi nimi.
V komponentách z krátkých skleněných vláken jsou jemná vlákna rozptýlena jako párátka v pryskyřičné matrici. Ačkoli mohou zvýšit tuhost materiálu, vlákna fungují nezávisle na sobě a postrádají vzájemné spojení. Ve stresu plní především roli „vyplnění a zpevnění“.
Uvnitř komponentů z dlouhých skleněných vláken je však situace zcela jiná. Po vstřikování, i když se délka vlákna poněkud zkrátí, může zachována délka stále dosáhnout více než 1 mm - 3 mm (více než 10krát delší než u krátkých skleněných vláken). Důležitější je, že tato dlouhá vlákna jsou ohnuta a propletena uvnitř součásti a tvoří trojrozměrnou „kosterní síť“. Tato síťová struktura je jako ocelové tyče v betonu, pevně spojující celý materiál dohromady.
Výkonnostní hra
Právě díky této „rámcové síti“ mají dlouhá skleněná vlákna téměř všestranné-potlačení krátkých skleněných vláken, pokud jde o mechanické vlastnosti, zejména v extrémních podmínkách:
1. Kvalitativní změna odolnosti proti nárazu.To je hlavní výhoda materiálu LGF. Když je materiál s krátkými skleněnými vlákny vystaven působení vnější síly, trhliny mohou snadno obejít krátká vlákna a rychle se roztáhnout a vlákna jsou náchylná k vytažení, což má za následek křehký materiál. Síť vinutí uvnitř dlouhých skleněných vláken však dokáže energii nárazu účinně absorbovat a rozptýlit. Aby se trhlina roztáhla, musí překonat překážku dlouhých vláken a dokonce vyžadovat porušení vláken. Vrubová rázová houževnatost materiálu LGF je proto obvykle 2–3krát vyšší než houževnatost SGF a zůstává houževnatý i v prostředí s nízkou teplotou-.
2. V bitvěproti vysoké teplotě a odolnostiPři dlouhodobém-zatěžování jsou plasty náchylné k „tečení“ (tj. v průběhu času dochází k trvalé deformaci). Krátká vlákna jsou příliš krátká na to, aby účinně bránila klouzání polymerních řetězců. Síťová struktura dlouhých skleněných vláken však může pevně „držet“ pryskyřičnou matrici, což výrazně brání tečení. V prostředí s vysokou-teplotou navíc vysoko-únavová pevnost materiálů LGF daleko převyšuje pevnost SGF. Díky tomu je LGF ideální volbou pro součásti automobilových motorů, konstrukční díly atd., které musí odolávat střídavým namáháním v prostředí.
3. Soutěž rozměrové stabilityVstřikované díly se často setkávají s problémem deformace deformace, která je často způsobena anizotropií vyplývající z vyrovnání (orientace) vláken ve směru toku. Orientace krátkých skleněných vláken je extrémně pevná, díky čemuž jsou lisované díly náchylné k ohýbání. Avšak dlouhá skleněná vlákna, i když jsou také orientována díky jejich vzájemnému vinutí, poskytují omezující sílu i ve vertikálním směru. To má za následek rovnoměrnější míru smrštění a menší deformaci lisovaných dílů LGF, což je činí vysoce vhodnými pro výrobu velkých součástí s přísnými požadavky na rozměrovou přesnost.
Proč LGF a SGF koexistují?
Protože výkon dlouhých skleněných vláken je tak vynikající, proč zcela nenahradila krátká skleněná vlákna? Důvodem je, že v oblasti materiálů neexistuje dokonalý materiál; existují jen ty nejvhodnější materiály. Krátká skleněná vlákna mají stále výhody v následujících aspektech:
Za prvé je tu aspekt pohodlí při zpracování a vzhledu. Zpracování dlouhých skleněných vláken vyžaduje extrémně pečlivou kontrolu procesu, aby se zabránilo lámání vláken, a je náchylné k „plovoucím vláknům“, což má za následek drsný povrch. Na druhé straně mají krátká skleněná vlákna dobrou tekutost a jejich povrchy lze snadno vyhladit a lesknout. U produktů s vysokými požadavky na vzhled, složitou strukturou a středními požadavky na pevnost, jako jsou obaly spotřební elektroniky, zůstává SGF lídrem.
Dalším aspektem je nákladová-efektivita. Náklady na suroviny a zpracování u LGF jsou obecně vyšší než u SGF. V těch obecných oblastech, které nevyžadují extrémní odolnost proti nárazu nebo tečení, je používání LGF nepochybně případem nadměrného-výkonu a plýtvání náklady.
Proto konkurence mezi dlouhými skleněnými vlákny a krátkými skleněnými vlákny není jednoduchou záležitostí nadřazenosti nebo podřadnosti; spíše spočívá v rozdělení aplikačních scénářů. Pokud je vaším cílem „nahradit ocel plastem“ a potřebujete, aby materiál odolal značným nárazům, dlouho{1}}vydržel vysokou zátěž nebo nahradil díly z hliníkové slitiny odlévané-k dosažení nízké hmotnosti, pak jsou dlouhá skleněná vlákna (LGF) nepostradatelným-výkonným řešením.
Pokud se váš produkt zaměřuje více na vynikající vzhled, složitou strukturu a zaměřuje se hlavně na základní tuhou podporu s nízkým požadavkem na extrémní tuhost, pak jsou krátká skleněná vlákna (SGF) nejlepší volbou, která vyvažuje výkon a náklady.
Kontaktujte odborníka na materiály
