1 Hauptanwendung
Das ungedrehte Vorgarn, mit dem Menschen im täglichen Leben in Kontakt kommen, hat eine einfache Struktur und besteht aus parallelen Monofilamenten, die zu Bündeln zusammengefasst sind. Ungedrehtes Roving kann in zwei Typen unterteilt werden: alkalifrei und mittelalkalisch, die sich hauptsächlich durch die unterschiedliche Glaszusammensetzung unterscheiden. Um qualifizierte Glasrovings herzustellen, sollte der Durchmesser der verwendeten Glasfasern zwischen 12 und 23 μm liegen. Aufgrund seiner Eigenschaften kann es direkt bei der Formung einiger Verbundwerkstoffe verwendet werden, beispielsweise bei Wickel- und Pultrusionsprozessen. Und vor allem aufgrund seiner sehr gleichmäßigen Spannung lässt es sich auch zu Vorgarngeweben verweben. Darüber hinaus ist auch das Einsatzgebiet von gehacktem Roving sehr breit gefächert.
1.1.1Drallfreies Vorgarn zum Spritzen
Im FVK-Spritzgussverfahren muss der drallfreie Roving folgende Eigenschaften aufweisen:
(1) Da in der Produktion ein kontinuierliches Schneiden erforderlich ist, muss sichergestellt werden, dass beim Schneiden weniger statische Elektrizität erzeugt wird, was eine gute Schneidleistung erfordert.
(2) Nach dem Schneiden wird garantiert so viel Rohseide wie möglich produziert, sodass die Effizienz der Seidenformung garantiert hoch ist. Die Effizienz beim Aufteilen des Rovings in Stränge nach dem Schneiden ist höher.
(3) Um sicherzustellen, dass das Rohgarn nach dem Schneiden vollständig auf der Form bedeckt ist, muss das Rohgarn eine gute Filmbeschichtung aufweisen.
(4) Da es sich leicht flach ausrollen lässt, um die Luftblasen auszurollen, ist es erforderlich, dass das Harz sehr schnell eindringt.
(5) Aufgrund der unterschiedlichen Modelle verschiedener Spritzpistolen ist darauf zu achten, dass die Dicke des Rohdrahts moderat ist, um den unterschiedlichen Spritzpistolen gerecht zu werden.
1.1.2Drallfreies Roving für SMC
SMC, auch Sheet Moulding Compound genannt, ist überall im Leben zu finden, beispielsweise in den bekannten Autoteilen, Badewannen und verschiedenen Sitzen, die SMC-Roving verwenden. In der Produktion werden viele Anforderungen an den Roving für SMC gestellt. Um sicherzustellen, dass die hergestellte SMC-Platte qualifiziert ist, müssen eine gute Häckseligkeit, gute antistatische Eigenschaften und weniger Wolle gewährleistet sein. Bei farbigem SMC sind die Anforderungen an Roving unterschiedlich und es muss leicht in das Harz mit dem Pigmentgehalt eindringen können. Normalerweise hat das übliche Glasfaser-SMC-Roving eine Stärke von 2400 tex, und es gibt auch einige Fälle, in denen es eine Stärke von 4800 tex hat.
1.1.3Ungedrehter Vorgarn zum Aufwickeln
Um GFK-Rohre mit unterschiedlichen Dicken herzustellen, wurde das Lagertankwickelverfahren entwickelt. Damit das Vorgarn gewickelt werden kann, muss es die folgenden Eigenschaften aufweisen.
(1) Es muss leicht zu kleben sein, normalerweise in Form eines flachen Bandes.
(2) Da das allgemeine ungedrehte Vorgarn dazu neigt, aus der Schlaufe zu fallen, wenn es von der Spule abgezogen wird, muss sichergestellt werden, dass seine Abbaubarkeit relativ gut ist und die resultierende Seide nicht so unordentlich sein kann wie ein Vogelnest.
(3) Die Spannung kann nicht plötzlich groß oder klein sein und das Phänomen des Überhangs kann nicht auftreten.
(4) Die lineare Dichteanforderung für ungedrehtes Roving muss gleichmäßig sein und unter dem angegebenen Wert liegen.
(5) Um sicherzustellen, dass es beim Durchgang durch den Harztank leicht benetzt werden kann, muss die Durchlässigkeit des Rovings gut sein.
1.1.4Roving für die Pultrusion
Das Pultrusionsverfahren wird häufig bei der Herstellung verschiedener Profile mit einheitlichen Querschnitten eingesetzt. Der Glasfaseranteil und die unidirektionale Festigkeit des Rovings für die Pultrusion müssen auf einem hohen Niveau sein. Der in der Produktion verwendete Roving für die Pultrusion ist eine Kombination aus mehreren Rohseidensträngen, bei einigen kann es sich auch um direkte Rovings handeln, was beides möglich ist. Seine sonstigen Leistungsanforderungen ähneln denen von Wickelrovings.
1.1.5 Drallfreies Vorgarn zum Weben
Im täglichen Leben sehen wir Gingham-Stoffe mit unterschiedlichen Stärken oder Roving-Stoffe in der gleichen Richtung, die eine weitere wichtige Verwendung von Roving zum Weben verkörpern. Das verwendete Vorgarn wird auch Vorgarn zum Weben genannt. Die meisten dieser Stoffe werden im handlaminierten FRP-Formverfahren hervorgehoben. Für das Weben von Rovings müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:
(1) Es ist relativ verschleißfest.
(2) Leicht zu kleben.
(3) Da es hauptsächlich zum Weben verwendet wird, muss vor dem Weben ein Trocknungsschritt erfolgen.
(4) Bei der Spannung wird vor allem darauf geachtet, dass sie nicht plötzlich groß oder klein werden kann und gleichmäßig gehalten werden muss. Und bestimmte Bedingungen hinsichtlich des Überhangs erfüllen.
(5) Die Abbaubarkeit ist besser.
(6) Beim Durchlaufen des Harztanks kann leicht Harz eindringen, daher muss die Durchlässigkeit gut sein.
1.1.6 Drallfreies Roving für Vorformling
Der sogenannte Preform-Prozess ist im Allgemeinen das Vorformen, und das Produkt wird nach entsprechenden Schritten erhalten. Bei der Produktion zerkleinern wir zunächst das Vorgarn und sprühen das zerkleinerte Vorgarn auf das Netz, wobei das Netz eine vorgegebene Form haben muss. Anschließend Harz in Form sprühen. Schließlich wird das geformte Produkt in die Form gegeben, das Harz eingespritzt und dann heiß gepresst, um das Produkt zu erhalten. Die Leistungsanforderungen für Preform-Rovings ähneln denen für Jet-Rovings.
1.2 Glasfaser-Roving-Gewebe
Es gibt viele Roving-Stoffe und Gingham ist einer davon. Im handlaminierten FRP-Verfahren wird häufig Gingham als wichtigstes Substrat verwendet. Wenn Sie die Festigkeit des Gingham-Musters erhöhen möchten, müssen Sie die Kett- und Schussrichtung des Stoffes ändern, wodurch ein unidirektionales Gingham-Muster entsteht. Um die Qualität des karierten Stoffes sicherzustellen, müssen folgende Eigenschaften gewährleistet sein.
(1) Der Stoff muss im Ganzen flach und ohne Ausbuchtungen sein, die Kanten und Ecken sollten gerade sein und es dürfen keine Schmutzflecken vorhanden sein.
(2) Länge, Breite, Qualität, Gewicht und Dichte des Stoffes müssen bestimmte Standards erfüllen.
(3) Die Glasfaserfilamente müssen sauber gerollt werden.
(4) Um schnell mit Harz infiltrieren zu können.
(5) Die Trockenheit und Feuchtigkeit von Stoffen, die in verschiedene Produkte eingewebt werden, müssen bestimmte Anforderungen erfüllen.
1.3 Glasfasermatte
1.3.1Hackfasermatte
Zerkleinern Sie zunächst die Glasstränge und streuen Sie diese auf das vorbereitete Maschenband. Streuen Sie dann das Bindemittel darauf, erhitzen Sie es, bis es schmilzt, und kühlen Sie es dann ab, damit es fest wird. So entsteht die Matte aus gehackten Strängen. Schnittfasermatten werden im Handauflegeverfahren und beim Weben von SMC-Membranen eingesetzt. Um den besten Nutzungseffekt der Schnittstrandmatte zu erzielen, gelten in der Produktion folgende Anforderungen an die Schnittstrandmatte.
(1) Die gesamte Schnittfasermatte ist flach und eben.
(2) Die Löcher der Schnittfasermatte sind klein und gleichmäßig groß
(4) Bestimmte Standards erfüllen.
(5) Es kann schnell mit Harz gesättigt werden.
1.3.2 Endlosstrangmatte
Die Glasstränge werden je nach Anforderung flach auf das Gewebeband gelegt. Im Allgemeinen wird vorgeschrieben, dass sie flach in Form einer 8 ausgelegt werden sollten. Dann streuen Sie Pulverkleber darüber und erhitzen ihn, um ihn auszuhärten. Endlosfasermatten sind Schnittfasermatten bei der Verstärkung des Verbundmaterials weit überlegen, vor allem weil die Glasfasern in den Endlosfasermatten durchgehend sind. Aufgrund seiner besseren Verstärkungswirkung wurde es in verschiedenen Prozessen eingesetzt.
1.3.3Oberflächenmatte
Die Anwendung von Oberflächenmatten ist auch im täglichen Leben üblich, beispielsweise bei der Harzschicht von FRP-Produkten, bei der es sich um eine mittelalkalische Glasoberflächenmatte handelt. Nehmen wir als Beispiel FRP, denn seine Oberflächenmatte besteht aus mittelalkalischem Glas und macht FRP chemisch stabil. Da die Oberflächenmatte sehr leicht und dünn ist, kann sie gleichzeitig mehr Harz absorbieren, was nicht nur eine schützende, sondern auch eine schöne Rolle spielen kann.
1.3.4Nadelmatte
Nadelmatten werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt, die erste Kategorie ist das Nadelstanzen aus gehackten Fasern. Der Herstellungsprozess ist relativ einfach: Zuerst die Glasfasern hacken, die Größe beträgt etwa 5 cm, sie nach dem Zufallsprinzip auf das Grundmaterial streuen, dann das Substrat auf das Förderband legen und dann das Substrat mit einer Häkelnadel durchstechen Durch die Wirkung der Häkelnadel werden die Fasern in den Untergrund eingestochen und dann zu einer dreidimensionalen Struktur angeregt. Auch der ausgewählte Untergrund stellt bestimmte Anforderungen und muss sich flauschig anfühlen. Nadelmattenprodukte werden aufgrund ihrer Eigenschaften häufig in Schall- und Wärmedämmstoffen eingesetzt. Natürlich kann es auch in FRP verwendet werden, hat sich jedoch nicht durchgesetzt, da das erhaltene Produkt eine geringe Festigkeit aufweist und bruchanfällig ist. Die andere Art heißt Nadelvliesmatte mit Endlosfilamenten und der Herstellungsprozess ist ebenfalls recht einfach. Zunächst wird das Filament zufällig auf das zuvor mit einer Drahtwurfvorrichtung vorbereitete Maschenband geworfen. Ebenso wird zur Akupunktur eine Häkelnadel verwendet, um eine dreidimensionale Faserstruktur zu bilden. Bei glasfaserverstärkten Thermoplasten werden Endlosfaser-Nadelmatten häufig eingesetzt.
Durch den Nähvorgang der Nähwirkmaschine können die geschnittenen Glasfasern innerhalb eines bestimmten Längenbereichs in zwei verschiedene Formen gebracht werden. Die erste besteht darin, eine Schnittgutmatte zu werden, die eine mit Bindemittel gebundene Schnittgutmatte effektiv ersetzt. Die zweite ist die Langfasermatte, die die Endlosstrangmatte ersetzt. Diese beiden unterschiedlichen Formen haben einen gemeinsamen Vorteil. Sie verwenden im Produktionsprozess keine Klebstoffe, vermeiden Umweltverschmutzung und Abfall und kommen dem Streben der Menschen nach Ressourcenschonung und Umweltschutz entgegen.
1.4 Mahlfasern
Der Herstellungsprozess von gemahlenen Fasern ist sehr einfach. Nehmen Sie eine Hammermühle oder eine Kugelmühle und geben Sie gehackte Fasern hinein. Auch in der Produktion finden Schleif- und Schleiffasern vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Beim Reaktionsinjektionsprozess fungiert die gemahlene Faser als Verstärkungsmaterial und ihre Leistung ist deutlich besser als die anderer Fasern. Um Risse zu vermeiden und die Schrumpfung bei der Herstellung von Guss- und Formprodukten zu verbessern, können gemahlene Fasern als Füllstoffe verwendet werden.
1,5 Glasfasergewebe
1.5.1Glasgewebe
Es gehört zu einer Art Glasfasergewebe. Das an verschiedenen Orten hergestellte Glasgewebe hat unterschiedliche Standards. Im Bereich der Glasgewebe wird in meinem Land hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: alkalifreies Glasgewebe und mittelalkalisches Glasgewebe. Man kann sagen, dass die Anwendung von Glasgewebe sehr umfangreich ist, und die Karosserie des Fahrzeugs, der Rumpf, der gemeinsame Lagertank usw. sind in der Abbildung aus alkalifreiem Glasgewebe zu sehen. Die Korrosionsbeständigkeit von mittelalkalischem Glasgewebe ist besser und wird daher häufig bei der Herstellung von Verpackungen und korrosionsbeständigen Produkten verwendet. Um die Eigenschaften von Glasfasergeweben zu beurteilen, müssen vor allem vier Aspekte berücksichtigt werden: die Eigenschaften der Faser selbst, die Struktur des Glasfasergarns, die Kett- und Schussrichtung und das Gewebemuster. In Kett- und Schussrichtung hängt die Dichte von der unterschiedlichen Struktur des Garns und dem Stoffmuster ab. Die physikalischen Eigenschaften des Gewebes hängen von der Kett- und Schussdichte sowie der Struktur des Glasfasergarns ab.
1.5.2 Glasband
Glasbänder werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Die erste Art ist Webkante, die zweite Art ist Vlieskante, die nach dem Muster der Leinwandbindung gewebt ist. Glasbänder können für elektrische Teile verwendet werden, die hohe dielektrische Eigenschaften erfordern. Hochfeste Teile für elektrische Geräte.
1.5.3 Unidirektionales Gewebe
Unidirektionale Stoffe im Alltag werden aus zwei unterschiedlich dicken Garnen gewebt und die resultierenden Stoffe weisen eine hohe Festigkeit in der Hauptrichtung auf.
1.5.4 Dreidimensionales Gewebe
Der dreidimensionale Stoff unterscheidet sich von der Struktur des ebenen Stoffes, er ist dreidimensional und hat daher eine bessere Wirkung als die allgemeine ebene Faser. Der dreidimensionale faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Vorteile auf, die andere faserverstärkte Verbundwerkstoffe nicht bieten. Da die Faser dreidimensional ist, ist der Gesamteffekt besser und die Schadensresistenz wird stärker. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technik hat die steigende Nachfrage danach in der Luft- und Raumfahrt, im Automobil und auf Schiffen dazu geführt, dass diese Technologie immer ausgereifter wird und mittlerweile sogar einen Platz im Bereich von Sport- und Medizingeräten einnimmt. Dreidimensionale Stoffarten werden hauptsächlich in fünf Kategorien unterteilt und es gibt viele Formen. Es ist ersichtlich, dass der Entwicklungsraum dreidimensionaler Stoffe riesig ist.
1.5.5 Geformter Stoff
Geformte Gewebe werden zur Verstärkung von Verbundwerkstoffen verwendet. Ihre Form hängt hauptsächlich von der Form des zu verstärkenden Objekts ab und muss, um die Konformität sicherzustellen, auf einer speziellen Maschine gewebt werden. In der Produktion können wir mit geringen Einschränkungen und guten Aussichten symmetrische oder asymmetrische Formen herstellen
1.5.6 Gerilltes Kerngewebe
Auch die Herstellung des Rillenkerngewebes ist relativ einfach. Zwei Stofflagen werden parallel gelegt und dann durch vertikale vertikale Stäbe verbunden, wobei ihre Querschnittsflächen garantiert regelmäßige Dreiecke oder Rechtecke sind.
1.5.7 Glasfasergenähtes Gewebe
Es ist ein ganz besonderer Stoff, man nennt ihn auch Strickmatte und Webmatte, aber es ist nicht der Stoff und die Matte, wie wir sie im üblichen Sinne kennen. Erwähnenswert ist, dass es sich um einen genähten Stoff handelt, der nicht durch Kette und Schuss miteinander verwoben ist, sondern abwechselnd durch Kette und Schuss überlappt wird. :
1.5.8 Glasfaser-Isolierhülse
Der Produktionsprozess ist relativ einfach. Zuerst werden einige Glasfasergarne ausgewählt und dann in eine röhrenförmige Form gewebt. Anschließend werden entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen an die Dämmqualität die gewünschten Produkte durch Beschichten mit Harz hergestellt.
1.6 Glasfaserkombination
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschafts- und Technologieausstellungen hat auch die Glasfasertechnologie erhebliche Fortschritte gemacht, und von 1970 bis heute sind verschiedene Glasfaserprodukte erschienen. Im Allgemeinen gibt es Folgendes:
(1) Matte aus gehackten Fasern + ungedrehtes Vorgarn + Matte aus gehackten Fasern
(2) Ungedrehter Roving-Stoff + Schnittmatte
(3) Matte aus gehackten Fasern + Matte aus kontinuierlichen Fasern + Matte aus gehackten Fasern
(4) Zufälliges Roving + gehackte Originalverhältnismatte
(5) Unidirektionale Kohlefaser + gehackte Fasermatte oder Stoff
(6) Oberflächenmatte + gehackte Stränge
(7) Glasgewebe + dünner Glasstab oder unidirektionales Roving + Glasgewebe
1.7 Glasfaservliesstoff
Diese Technologie wurde nicht zuerst in meinem Land entdeckt. Die früheste Technologie wurde in Europa hergestellt. Später wurde diese Technologie aufgrund der menschlichen Migration in die Vereinigten Staaten, Südkorea und andere Länder gebracht. Um die Entwicklung der Glasfaserindustrie voranzutreiben, hat mein Land mehrere relativ große Fabriken gegründet und viel in die Einrichtung mehrerer hochwertiger Produktionslinien investiert. . In meinem Land werden Nassvliesmatten aus Glasfaser meist in die folgenden Kategorien eingeteilt:
(1) Dachmatten spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Eigenschaften von Asphaltmembranen und farbigen Asphaltschindeln und machen sie dadurch noch besser.
(2) Rohrmatte: Wie der Name schon sagt, wird dieses Produkt hauptsächlich in Rohrleitungen verwendet. Da Glasfaser korrosionsbeständig ist, kann sie die Rohrleitung gut vor Korrosion schützen.
(3) Die Oberflächenmatte wird hauptsächlich auf der Oberfläche von FRP-Produkten verwendet, um diese zu schützen.
(4) Die Furniermatte wird hauptsächlich für Wände und Decken verwendet, da sie wirksam verhindern kann, dass die Farbe reißt. Dadurch können die Wände flacher werden und müssen viele Jahre lang nicht beschnitten werden.
(5) Bodenmatten werden hauptsächlich als Basismaterial für PVC-Böden verwendet
(6) Teppichmatte; als Grundmaterial in Teppichen.
(7) Die am kupferkaschierten Laminat befestigte kupferkaschierte Laminatmatte kann dessen Stanz- und Bohrleistung verbessern.
2 Spezifische Anwendungen von Glasfasern
2.1 Bewehrungsprinzip von Glasfaserbeton
Das Prinzip von glasfaserverstärktem Beton ist dem von glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen sehr ähnlich. Durch die Zugabe von Glasfasern zum Beton tragen die Glasfasern zunächst die innere Spannung des Materials und verzögern oder verhindern so die Ausbreitung von Mikrorissen. Bei der Bildung von Betonrissen verhindert das als Zuschlagstoff wirkende Material die Entstehung von Rissen. Wenn die Aggregatwirkung gut genug ist, können sich die Risse nicht ausdehnen und durchdringen. Die Rolle von Glasfasern im Beton besteht darin, dass sie als Zuschlagstoff dienen und die Entstehung und Ausbreitung von Rissen wirksam verhindern können. Wenn sich der Riss in die Nähe der Glasfaser ausbreitet, blockiert die Glasfaser das Fortschreiten des Risses und zwingt so den Riss, einen Umweg zu nehmen, und dementsprechend wird die Ausdehnungsfläche des Risses vergrößert, also die dafür erforderliche Energie Der Schaden wird ebenfalls erhöht.
2.2 Zerstörungsmechanismus von Glasfaserbeton
Bevor der glasfaserverstärkte Beton bricht, wird die Zugkraft, die er trägt, hauptsächlich vom Beton und der Glasfaser getragen. Beim Rissvorgang wird die Spannung vom Beton auf die angrenzende Glasfaser übertragen. Wenn die Zugkraft weiter zunimmt, wird die Glasfaser beschädigt, und die Schadensmethoden sind hauptsächlich Scherschäden, Spannungsschäden und Abzugsschäden.
2.2.1 Scherversagen
Die vom glasfaserverstärkten Beton getragene Scherspannung wird von der Glasfaser und dem Beton geteilt, und die Scherspannung wird über den Beton auf die Glasfaser übertragen, so dass die Glasfaserstruktur beschädigt wird. Glasfaser hat jedoch seine eigenen Vorteile. Es hat eine große Länge und eine kleine Scherwiderstandsfläche, sodass die Verbesserung der Scherfestigkeit von Glasfasern schwach ist.
2.2.2 Spannungsausfall
Wenn die Zugkraft der Glasfaser einen bestimmten Wert überschreitet, bricht die Glasfaser. Wenn der Beton reißt, wird die Glasfaser durch Zugverformung zu lang, ihr Seitenvolumen schrumpft und die Zugkraft bricht schneller.
2.2.3 Abziehschäden
Sobald der Beton bricht, wird die Zugkraft der Glasfaser stark erhöht und die Zugkraft wird größer sein als die Kraft zwischen Glasfaser und Beton, so dass die Glasfaser beschädigt wird und dann abgezogen wird.
2.3 Biegeeigenschaften von Glasfaserbeton
Wenn der Stahlbeton die Last trägt, wird seine Spannungs-Dehnungs-Kurve anhand einer mechanischen Analyse in drei verschiedene Stufen unterteilt, wie in der Abbildung dargestellt. Die erste Stufe: Die elastische Verformung erfolgt zunächst, bis der erste Riss auftritt. Das Hauptmerkmal dieser Stufe besteht darin, dass die Verformung linear bis zum Punkt A zunimmt, der die anfängliche Rissfestigkeit von Glasfaserbeton darstellt. Die zweite Stufe: Sobald der Beton reißt, wird die Last, die er trägt, auf die angrenzenden Fasern übertragen, die sie tragen sollen, und die Tragfähigkeit wird anhand der Glasfaser selbst und der Bindungskraft mit dem Beton bestimmt. Punkt B ist die maximale Biegefestigkeit von Glasfaserbeton. Die dritte Stufe: Beim Erreichen der Endfestigkeit bricht die Glasfaser oder wird abgezogen, wobei die verbleibenden Fasern noch einen Teil der Belastung tragen können, so dass es nicht zum Sprödbruch kommt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.07.2022
