Obecne zastosowaniewłókno szklane o wysokim module sprężystościkoncentruje się głównie na łopatach turbin wiatrowych. Oprócz skupienia się na zwiększaniu modułu sprężystości, kluczowe jest również kontrolowanie gęstości włókna szklanego, aby uzyskać rozsądny moduł właściwy, spełniający wymagania dotyczące wysokiej sztywności i lekkości. Jednocześnie rozwój nadającego się do recyklingu włókna szklanego o wysokim module sprężystości jest niezbędny dla promowania zrównoważonego rozwoju przemysłu kompozytowego. Przemysł włókien szklanych musi rozszerzyć zastosowanie włókna szklanego o wysokim module sprężystości w większej liczbie zastosowań w materiałach kompozytowych, w których moduł sprężystości i sztywność są podstawowymi wymaganiami, poprzez zwiększenie modułu sprężystości, redukcję kosztów i dodanie dodatkowych funkcjonalności.
(1) Wyższy moduł właściwy
Podczas opracowywania włókien szklanych o wysokim module sprężystości, oprócz nacisku na poprawę modułu, należy również uwzględnić wpływ gęstości. Obecnie włókna szklane o wysokim module sprężystości o gęstości 90-95 GPa charakteryzują się gęstością około 2,6-2,7 g/cm³. Dlatego, zwiększając moduł sprężystości, należy kontrolować gęstość włókien szklanych w rozsądnym zakresie, aby zwiększyć ich moduł sprężystości, co pozwoli na osiągnięcie celu, jakim jest wysoka sztywność i niska masa w produktach kompozytowych.
(2) Niższy koszt
W porównaniu do zwykłych włókien szklanych E-CR o module sprężystości,włókna szklane o wysokim module sprężystościmają wyższe koszty i ceny sprzedaży, co ogranicza ich zastosowanie w wielu dziedzinach. Dlatego też opracowanie taniego włókna szklanego o wysokim module sprężystości jest koniecznością. Koszt włókna szklanego o wysokim module sprężystości wynika głównie z kosztów formulacji i procesu. Po pierwsze, formulacje włókna szklanego o wysokim module sprężystości często zawierają droższe tlenki pierwiastków ziem rzadkich lub tlenek litu, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów surowców. Po drugie, ze względu na wyższe temperatury formowania wymagane dla formulacji włókna szklanego o wysokim module sprężystości, występuje większe zużycie energii, co również wpływa na żywotność pieców i tulei. Czynniki te ostatecznie przyczyniają się do wzrostu kosztów procesu. Aby osiągnąć redukcję kosztów, oprócz innowacji w formulacjach, potrzebny jest również innowacyjny rozwój w procesie produkcyjnym, koncentrujący się na materiałach ogniotrwałych do pieców, materiałach na tuleje i projektowaniu.
(3) Ulepszone inne funkcjonalności
Zastosowania włókien szklanych o wysokim module sprężystości poza łopatami turbin wiatrowych wymagają spełnienia dodatkowych wymagań funkcjonalnych, takich jak niski współczynnik rozszerzalności i niska stała dielektryczna. Umożliwi to ich ekspansję w dziedzinach takich jak płytki drukowane, precyzyjne podzespoły samochodowe czy infrastruktura 5G.
(4) Włókno szklane o wysokim module sprężystości nadające się do recyklingu
Branża kompozytów, ze względu na rosnący nacisk na ochronę środowiska i zrównoważony rozwój, boryka się z problemami związanymi z recyklingiem i degradacją materiałów. Jest to również istotny problem dla branży łopat turbin wiatrowych. Podczas opracowywaniawłókno szklane o wysokim module sprężystościNależy rozważyć przyszłe rozwiązania w zakresie recyklingu włókien. Obejmuje to optymalizację składu surowców w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska w procesie produkcji oraz zwiększenie wskaźnika odzysku w celu opracowania zrównoważonych rozwiązań z włókna szklanego o wysokim module sprężystości.
Czas publikacji: 05.08.2025
