Az LGF az SGF Composite-hoz hasonlítható
A nagy teljesítményű műszaki műanyagok módosítása terén az üvegszál-erősítés kétségtelenül a legérettebb és legszélesebb körben alkalmazott műszaki megközelítés. Sok mérnök és vásárló azonban gyakran alábecsül egy egyszerűnek tűnő - szálhossz - paramétert.
Amikor üvegszállal megerősített hőre lágyuló műanyagokról beszélünk, a rövid üvegszálak (SGF) és a hosszú üvegszálak (LGF), annak ellenére, hogy hasonló összetételűek, a mikroszerkezettől a makroszkopikus teljesítményig jelentősen eltérő jellemzőket mutatnak. Ez a cikk mélyen elvezeti Önt az anyag belsejébe, hogy összehasonlítsa e két anyag mögöttes logikáját és alkalmazási határait.
Eredet: Genetikai különbségek
A kettő közötti különbségeket a gyártósoron előre meghatározták.
A rövid üvegszál (SGF) a "hagyományos szabvány" az iparban. Gyártását általában iker-csigás extruderben végzik, ahol a rövidre-vágott szálakat összekeverik a gyantával és megolvasztják. A folyamat során az intenzív mechanikai nyíróerő eltöri az üvegszálakat, ami azt eredményezi, hogy a végső részecskékben lévő szálak általában nagyon rövidek (körülbelül 0,2 mm - 0.4 mm). Ez az eljárás rendkívül hatékony és költséghatékony, ezért az SGF a módosított műanyagok többségénél a preferált választássá vált.
Ezzel szemben a hosszú üvegszál (LGF) "magasztaltabb" eredetű. Kábel-bevonatú pultrúziós eljárással állítják elő. Az üvegszál kötegeket teljesen bemerítik az olvadt gyantába egy meghatározott formában, majd kábelként kihúzzák, majd lehűtik és granulálják. Ennél az eljárásnál a részecskehossz megegyezik a szál hosszával (általában 10 mm - 12 mm vagy még hosszabb). Ezt a speciális eljárást úgy tervezték, hogy maximalizálja a szálak integritását, megalapozva a későbbi teljesítményugrásokat.
GF anyaga: belső szerkezet
Ha mikroszkóp alatt ráközelítünk, két teljesen különböző jelenetet láthatunk, ami alapvető oka a kettő közötti teljesítménybeli különbségeknek.
A rövid üvegszálas alkatrészekben a finom szálak fogpiszkálóként oszlanak el a gyantamátrixban. Bár növelhetik az anyag merevségét, a szálak egymástól függetlenül működnek, és hiányoznak a kölcsönös kapcsolatok. Stresszhelyzetben főleg „kitöltő és megerősítő” szerepet töltenek be.
A hosszú üvegszálas alkatrészeken belül azonban teljesen más a helyzet. A fröccsöntés után, bár a szál hossza némileg csökken, a megtartott hossz még mindig elérheti az 1 mm - 3 mm-t (több mint 10-szerese a rövid üvegszálakénak). Ami még fontosabb, hogy ezek a hosszú szálak meg vannak hajlítva és összefonódva az alkatrészen belül, háromdimenziós „csontvázat” alkotva. Ez a hálózati szerkezet olyan, mint az acélrudak a betonban, szorosan egymáshoz rögzítve az egész anyagot.
Teljesítményjáték
Pontosan ennek a "vázhálózatnak" köszönhető, hogy a hosszú üvegszálak szinte teljes mértékben elnyomják a rövid üvegszálakat a mechanikai tulajdonságok tekintetében, különösen extrém körülmények között:
1. Az ütésállóság minőségi változása.Ez az LGF anyag legfontosabb előnye. Ha a rövid üvegszálas anyagot külső erőhatásnak teszik ki, a repedések könnyen megkerülhetik a rövid szálakat és gyorsan kitágulhatnak, és a szálak hajlamosak kihúzódni, ami rideg anyagteljesítményt eredményez. A hosszú üvegszálak belsejében lévő tekercshálózat azonban hatékonyan képes elnyelni és eloszlatni az ütközési energiát. Ahhoz, hogy a repedés kitáguljon, le kell küzdenie a hosszú szálak eltömődését, és még a szálak törését is meg kell tennie. Ezért az LGF anyag bevágásos ütőszilárdsága általában 2-3-szorosa az SGF-nek, és még alacsony hőmérsékletű környezetben is szívós marad.
2. A csatábanmagas hőmérséklet és tartósság ellenHosszú távú terhelés esetén a műanyagok hajlamosak a "kúszásra" (azaz idővel maradandó alakváltozás következik be). A rövid szálak túl rövidek ahhoz, hogy hatékonyan megakadályozzák a polimer láncok csúszását. A hosszú üvegszálak hálózati szerkezete azonban szilárdan "tartja" a gyantamátrixot, jelentősen gátolva a kúszást. Ezen túlmenően, magas hőmérsékletű környezetben az LGF anyagok magas hőmérsékletű-fáradási szilárdsága messze meghaladja az SGF-ét. Ez teszi az LGF-et ideális választássá autómotor-alkatrészek, szerkezeti alkatrészek stb. számára, amelyeknek ellenállniuk kell a váltakozó igénybevételnek.
3. A méretstabilitás versenyeA fröccsöntött alkatrészek gyakran szembesülnek a deformáció deformációjával, amelyet gyakran a szálak áramlási iránya mentén történő elrendezéséből (orientációjából) származó anizotrópia okoz. A rövid üvegszálak orientációja rendkívül erős, így az öntött részek hajlamosak a hajlításra. A hosszú üvegszálak azonban, bár a tekercselésük miatt orientáltak is, függőleges irányban is visszatartó erőt adnak. Ez egyenletesebb zsugorodási sebességet és kisebb vetemedést eredményez az LGF fröccsöntött alkatrészeknél, így kiválóan alkalmas nagyméretű alkatrészek gyártására, szigorú méretpontossági követelmények mellett.
Miért létezik az LGF és az SGF együtt?
Mivel a hosszú üvegszálak teljesítménye olyan kiváló, miért nem váltották fel teljesen a rövid üvegszálakat? Ennek az az oka, hogy az anyagok terén nincs tökéletes anyag; csak a legalkalmasabb anyagok vannak. A rövid üvegszálaknak továbbra is vannak előnyei a következő szempontok szerint:
Először is, ott van a feldolgozás kényelme és megjelenése. A hosszú üvegszálak feldolgozása rendkívül körültekintő folyamatszabályozást igényel a száltörés elkerülése érdekében, és hajlamos a "lebegő szálak" kialakulására, ami érdes felületet eredményez. Ezzel szemben a rövid üvegszálak jó folyékonysággal rendelkeznek, felületük könnyen simává és fényessé tehető. A magas megjelenési igényű, összetett szerkezetű és mérsékelt szilárdsági igényű termékek, mint például a fogyasztói elektronikai héjak esetében az SGF továbbra is vezető szerepet tölt be.
A következő szempont a költséghatékonyság-. Az LGF nyersanyag- és feldolgozási költségei általában magasabbak, mint az SGF-é. Azokon az általános területeken, ahol nincs szükség extrém ütésállóságra vagy kúszásállóságra, az LGF használata kétségtelenül túlzott teljesítmény- és költségpazarlást jelent.
Ezért a hosszú üvegszálak és a rövid üvegszálak közötti verseny nem egyszerű felsőbbrendűségi vagy alsóbbrendűségi kérdés; hanem az alkalmazási forgatókönyvek felosztásában rejlik. Ha az a cél, hogy "az acélt műanyagra cserélje", és szüksége van az anyagra, hogy ellenálljon a jelentős ütéseknek, elviselje a hosszú-nehéz terhelést, vagy cserélje ki az alumíniumötvözetből készült fröccsöntött-alkatrészeket a könnyű súly elérése érdekében, akkor a hosszú üvegszálak (LGF) nélkülözhetetlenek, nagy teljesítményű megoldások.
Ha az Ön terméke inkább a kifinomult megjelenésre, bonyolult szerkezetre összpontosít, és főként az alapvető merev támasztékot tűzi ki célul, az extrém szívósság alacsony követelményével, akkor a rövid üvegszálak (SGF) a legjobb választás a teljesítmény és a költség egyensúlyához.
Lépjen kapcsolatba az anyagszakértővel
