Dzięki szybkiemu rozwojowi w dziedzinie tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem szklanym,materiały na bazie żywicy fenolowejZnalazły szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Wynika to z ich wyjątkowej jakości, wysokiej wytrzymałości mechanicznej i doskonałych właściwości użytkowych. Jednym z najbardziej znaczących reprezentatywnych materiałów jestmateriał z żywicy fenolowo-szklanej.
Włókno szklane fenolowe, jedna z najwcześniejszych przemysłowych żywic syntetycznych, jest zazwyczaj polikondensatem powstającym w wyniku polimeryzacji fenoli i aldehydów w obecności katalizatora alkalicznego. Następnie wprowadza się pewne dodatki w celu usieciowania struktury makrocząsteczkowej, przekształcając ją w nierozpuszczalną i nietopliwą trójwymiarową strukturę makrocząsteczkową, stając się w ten sposób typowąmateriał polimerowy termoutwardzalnyŻywice fenolowe są wysoko cenione za swoje wyjątkowe właściwości, w tym doskonałą ognioodporność, stabilność wymiarową i dobrą wytrzymałość mechaniczną. Te cechy przyczyniły się do intensywnych badań i zastosowań żywic fenolowo-szklanych.
Wraz z szybkim rozwojem gospodarki przemysłowej rosną wymagania dotyczące wydajności materiałów z włókien szklanych fenolowych. W konsekwencjiwysoce wytrzymałe i odporne na ciepło modyfikowane włókna szklane fenolowesą szeroko rozwijane i wykorzystywane.Modyfikowana żywica fenolowa wzmocniona włóknem szklanym (FX-501)jest obecnie jednym z najskuteczniejszych modyfikowanych materiałów z włókna szklanego fenolowego. Jest to nowy rodzaj modyfikowanego i wzmocnionego materiału fenolowego, powstającego poprzez włączenie włókien szklanych do oryginalnej matrycy żywicznej poprzez mieszanie.
Właściwości mechaniczne i role składników
Żywica z włókna szklanego fenolowegojest często wybierany jako macierz dlamateriały odporne na zużycie, rozciąganie i ściskanieze względu na dobrą wytrzymałość na rozciąganie, odporność na rozpuszczalniki i doskonałe właściwości mechaniczne, takie jak ognioodporność.materiał matrycowypełni przede wszystkim funkcję spoiwa, organicznie łącząc wszystkie komponenty.Włókna szklanepełnią funkcję głównych jednostek nośnych w materiałach odpornych na zużycie, zapewniając nośność, a ich doskonałe parametry bezpośrednio wpływają na efekt wzmacniający matrycę.
Rolą materiału matrycowego jest trwałe wiązanie pozostałych składników materiału rozciąganego, zapewniając równomierne przenoszenie, rozkład i rozdzielanie obciążeń pomiędzy różne włókna szklane. Nadaje to materiałowi określoną wytrzymałość i twardość. Włókna powszechnego użytku, w tym włókna szklane, włókna organiczne, włókna stalowe i włókna mineralne, odgrywają rolę w regulacji wytrzymałości materiału na rozciąganie.
Nośność w kompozytach i wpływ zawartości włókien
In materiał kompozytowy z włókna szklanego fenolowegosystemy, obawłókna i żywica matrycowa przenoszą obciążenie, przy czym włókna szklane pozostają głównym elementem nośnym. Gdy kompozyty z włóknami szklanymi fenolowymi są poddawane naprężeniom zginającym lub ściskającym, naprężenie jest równomiernie przenoszone z żywicy matrycowej na poszczególne włókna szklane poprzez interfejs, skutecznie rozpraszając siłę nośną. Proces ten poprawia właściwości mechaniczne materiału kompozytowego. Dlatego też, odpowiedni wzrostzawartość włókna szklanego może zwiększyć wytrzymałość kompozytów z włókna szklanego fenolowego.
Wyniki eksperymentów wskazują na następujące fakty:
- Kompozyty z włókna szklanego fenolowego o zawartości włókna szklanego 20%wykazują nierównomierne rozłożenie włókien, a w niektórych miejscach w ogóle ich nie ma.
- Kompozyty z włókna szklanego fenolowego o zawartości włókna szklanego 50%wykazują równomierny rozkład włókien, nieregularne powierzchnie pęknięć i brak istotnych oznak rozległego wyciągania włókien. Sugeruje to, że włókna szklane mogą wspólnie przenosić obciążenie, co skutkujewyższa wytrzymałość na zginanie.
- Gdy zawartość włókna szklanego wynosi 70%Nadmierna zawartość włókien prowadzi do stosunkowo niskiej zawartości żywicy w matrycy. Może to powodować zjawisko „ubóstwa żywicy” w niektórych obszarach, utrudniając przenoszenie naprężeń i tworząc lokalne koncentracje naprężeń. W konsekwencji, ogólne właściwości mechaniczne kompozytu z włókna szklanego fenolowego ulegają pogorszeniu.mają tendencję do zmniejszania się.
Z tych ustaleń wynika,maksymalny dopuszczalny dodatek włókna szklanego w kompozytach z włókna szklanego fenolowego wynosi 50%.
Poprawa wydajności i czynniki wpływające
Na podstawie danych liczbowychkompozyty z włókna szklanego fenolowegozawierający 50% włókna szklanegowystawić okołotrzykrotnie większa wytrzymałość na zginanieIczterokrotnie większa wytrzymałość na ściskaniew porównaniu z czystą żywicą fenolową. Ponadto, inne czynniki wpływające na wytrzymałość tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym fenolowym obejmujądługość włókien szklanychi ichorientacja.
Czas publikacji: 18-06-2025
