עם ההתפתחות המהירה בתחום הפלסטיק המחוזק בסיבי זכוכית מהונדסים,חומרים מבוססי שרף פנולייושמו באופן נרחב בתעשיות שונות. זאת בשל איכותם הייחודית, חוזקם המכני הגבוה וביצועיהם המעולים. אחד החומרים המייצגים המשמעותיים ביותר הואחומר שרף סיבי זכוכית פנוליים.
סיבים פנוליים מזכוכית, בין השרפים הסינתטיים המתועשים המוקדמים ביותר, הוא בדרך כלל פוליקונדנסט הנוצר על ידי פילמור של פנולים ואלדהידים בנוכחות זרז אלקלי. לאחר מכן מוכנסים תוספים מסוימים כדי ליצור קישור צולב של המבנה המקרומולקולרי, ולהפוך אותו למבנה מקרומולקולרי תלת-ממדי בלתי מסיס ובלתי ניתן להתכה, ובכך הופך ל... טיפוסיחומר פולימרי תרמוסטישרפים פנוליים מוערכים מאוד בזכות תכונותיהם המצוינות, כולל עמידות בעירה מעולה, יציבות ממדית וחוזק מכני טוב. תכונות אלו הניעו מחקר ויישום נרחבים של חומרי שרף פנוליים מסיבי זכוכית.
ככל שהכלכלות התעשייתיות מתקדמות במהירות, דרישות גוברות לביצועים של חומרי סיבי זכוכית פנוליים. כתוצאה מכך,סיבי זכוכית פנוליים שעברו שינוי בעלי חוזק גבוה ועמידות בחוםמפותחים ונמצאים בשימוש נרחב.שרף פנולי מעובד מחוזק בסיבי זכוכית (FX-501)הוא כיום אחד מחומרי שרף סיבי זכוכית פנוליים שעברו שינוי המוצלחים ביותר. זהו סוג חדש של חומר פנולי שעבר שינוי ומחוזק, שנוצר על ידי שילוב סיבי זכוכית במטריצת השרף המקורית באמצעות ערבוב.
תכונות מכניות ותפקידי מרכיבים
שרף סיבי זכוכית פנולינבחר לעתים קרובות כמטריצה עבורחומרים עמידים בפני שחיקה, מתיחה ודחיסהבשל חוזק המתיחה הטוב שלו, עמידותו בפני ממס ותכונותיו המכניות המצוינות כמו מעכב בעירה.חומר מטריקסמתפקד בעיקר כקלסר, המחבר באופן אורגני את כל הרכיבים.סיבי זכוכיתמשמשים כיחידות נושאות עומס עיקריות בחומרים עמידים בפני שחיקה, ומספקים כושר נשיאת עומס, וביצועיהם המעולים משפיעים ישירות על אפקט החיזוק על המטריצה.
תפקידו של חומר המטריצה הוא לחבר היטב רכיבים אחרים של חומר המתיחה, ולהבטיח שהעומסים מועברים, מפוזרים ומוקצים באופן אחיד בין סיבי זכוכית שונים. זה מקנה לחומר חוזק וקשיחות מסוימים. סיבים נפוצים, כולל סיבי זכוכית, סיבים אורגניים, סיבי פלדה וסיבים מינרליים, ממלאים תפקיד בהתאמת חוזק המתיחה של החומר.
נשיאת עומס במרוכבים והשפעת תכולת הסיבים
In חומר מרוכב מסיבי זכוכית פנולייםמערכות, שניהםהסיבים ושרף המטריצה נושאים את העומס, כאשר סיבי זכוכית נותרים נושאי העומס העיקריים. כאשר מרוכבים של סיבי זכוכית פנוליים נתונים למאמץ כיפוף או דחיסה, המאמץ מועבר באופן אחיד משרף המטריצה לסיבים בודדים של זכוכית דרך הממשק, ומפזר ביעילות את הכוח המופעל. תהליך זה משפר את התכונות המכניות של החומר המרוכב. לכן, עלייה מתאימה בתכולת סיבי זכוכית יכולה לשפר את חוזקם של מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית.
תוצאות הניסוי מצביעות על הדברים הבאים:
- מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית עם תכולת 20% סיבי זכוכיתמציגים פיזור סיבים לא אחיד, כאשר באזורים מסוימים אף חסרים סיבים.
- מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית עם תכולת 50% סיבי זכוכיתמראים פיזור סיבים אחיד, משטחי שבר לא סדירים, וללא סימנים משמעותיים של משיכת סיבים נרחבת. דבר זה מצביע על כך שסיבי הזכוכית יכולים לשאת את העומס יחד, וכתוצאה מכךחוזק כיפוף גבוה יותר.
- כאשר תכולת סיבי הזכוכית היא 70%, תכולת הסיבים המוגזמת מובילה לתכולת שרף מטריצה נמוכה יחסית. מצב זה יכול לגרום לתופעה של "דלות בשרף" באזורים מסוימים, לעכב העברת מאמצים וליצור ריכוזי מאמצים מקומיים. כתוצאה מכך, התכונות המכניות הכוללות של חומר מרוכב סיבי זכוכית פנוליים פוגעות.נוטים לרדת.
מממצאים אלה, ה-התוספת המרבית המותרת של סיבי זכוכית במרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית היא 50%.
שיפור ביצועים וגורמים משפיעים
מהנתונים המספריים,מרוכבים פנוליים מזכוכיתהמכיל 50% סיבי זכוכיתלהציג בערךפי שלושה מחוזק הכיפוףופי ארבעה חוזק דחיסהבהשוואה לשרף פנולי טהור. בנוסף, גורמים נוספים המשפיעים על חוזקם של פלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית פנוליים כוללים אתאורך סיבי הזכוכיתושלהםהִתמַצְאוּת.
זמן פרסום: 18 ביוני 2025
