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Das Verstärkungsmaterial ist das tragende Skelett des FRP-Produkts und bestimmt im Wesentlichen die mechanischen Eigenschaften des pultrudierten Produkts. Die Verwendung des Verstärkungsmaterials hat auch einen gewissen Einfluss auf die Verringerung der Schrumpfung des Produkts und die Erhöhung der thermischen Verformungstemperatur und der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen.

Bei der Konstruktion von GFK-Produkten sollte die Auswahl der Verstärkungsmaterialien den Formgebungsprozess des Produkts berücksichtigen, da Art, Verlegemethode und Zusammensetzung der Verstärkungsmaterialien einen großen Einfluss auf die Leistung von GFK-Produkten haben und maßgeblich deren mechanische Festigkeit und Elastizitätsmodul bestimmen. Auch die Leistung pultrudierter Produkte mit unterschiedlichen Verstärkungsmaterialien ist unterschiedlich.

Darüber hinaus sollten neben der Erfüllung der Produktleistungsanforderungen des Formprozesses auch die Kosten berücksichtigt und möglichst günstige Verstärkungsmaterialien ausgewählt werden. Im Allgemeinen ist das nicht pflückende Roving von Glasfasersträngen kostengünstiger als Fasergewebe; die Kosten fürGlasfasermattenist niedriger als bei Stoff und die Undurchlässigkeit ist gut, aber die Festigkeit ist gering; die alkalische Faser ist billiger als die alkalifreie Faser, aber mit zunehmendem Alkaligehalt nehmen ihre Alkalibeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und elektrischen Eigenschaften ab.

Die Arten der üblicherweise verwendeten Verstärkungsmaterialien sind wie folgt

1. Ungedrehtes Glasfaserroving

Mit verstärktem Schlichtemittel, ungedrehtGlasfaserrovingkann in drei Typen unterteilt werden: gezwirnte Rohseide, direkt ungedrehtes Roving und gebauschtes ungedrehtes Roving.

Aufgrund der ungleichmäßigen Spannung der gezwirnten Stränge kommt es leicht zum Durchhängen, wodurch am Zufuhrende der Pultrusionsanlage eine lose Schlaufe entsteht, die den reibungslosen Ablauf des Vorgangs beeinträchtigt.

Direkt ungedrehte Rovings zeichnen sich durch gute Bündelung, schnelle Harzdurchdringung und hervorragende mechanische Produkteigenschaften aus, weshalb derzeit überwiegend direkt ungedrehte Rovings verwendet werden.

Bauschige Rovings verbessern die Querfestigkeit von Produkten wie gekräuselten und lufttexturierten Rovings. Bauschige Rovings vereinen die hohe Festigkeit von Endlosfasern mit der Bauschigkeit von Kurzfasern. Sie sind ein Material mit hoher Temperaturbeständigkeit, geringer Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hoher Kapazität und hoher Filterleistung. Einige Fasern werden zu einem Monofilament gebauscht, wodurch sich auch die Oberflächenqualität von pultrudierten Produkten verbessern lässt. Bauschige Rovings finden derzeit im In- und Ausland breite Anwendung als Kett- und Schussgarne für dekorative oder industrielle Gewebe. Sie eignen sich zur Herstellung von Reibungs-, Isolier-, Schutz- und Dichtungsmaterialien.

Leistungsanforderungen an ungedrehte Glasfaserrovings für die Pultrusion:

(1) Kein Überhangphänomen;

(2) Die Faserspannung ist gleichmäßig;

(3) Gute Bündelung;

(4) Gute Verschleißfestigkeit;

(5) Es gibt wenige gebrochene Köpfe, und es ist nicht leicht, sie aufzuplustern;

(6) Gute Benetzbarkeit und schnelle Harzimprägnierung;

(7) Hohe Festigkeit und Steifigkeit.

Fiberglas-Sprühroving 

2. Glasfasermatte

Um pultrudierten FRP-Produkten eine ausreichende Querfestigkeit zu verleihen, müssen Verstärkungsmaterialien wie Kurzfasermatten, Endlosfasermatten, kombinierte Matten und ungedrehte Garngewebe verwendet werden. Endlosfasermatten gehören derzeit zu den am häufigsten verwendeten Glasfaser-Querverstärkungsmaterialien. Um das Erscheinungsbild der Produkte zu verbessern,Oberflächenmattewird manchmal verwendet.

Die Endlosfasermatte besteht aus mehreren Lagen endloser Glasfasern, die zufällig kreisförmig angeordnet und mit Klebstoffen verbunden sind. Der Oberflächenfilz ist ein dünner, papierähnlicher Filz, der durch zufälliges und gleichmäßiges Verlegen der geschnittenen Fasern fester Länge gebildet und mit Klebstoff verbunden wird. Der Fasergehalt beträgt 5 % bis 15 %, die Dicke 0,3 bis 0,4 mm. Dadurch wird die Oberfläche des Produkts glatt und schön und die Alterungsbeständigkeit verbessert.

Die Eigenschaften der Glasfasermatte sind: gute Deckkraft, leichte Harztränkung, hoher Klebstoffgehalt

Die Anforderungen des Pultrusionsverfahrens an die Glasfasermatte:

(1) Hat eine hohe mechanische Festigkeit

(2) Bei chemisch gebundenen Kurzfasermatten muss das Bindemittel beständig gegen chemische und thermische Einflüsse beim Tauchen und Vorformen sein, um eine ausreichende Festigkeit während des Umformvorgangs zu gewährleisten.

(3) Gute Benetzbarkeit;

(4) Weniger Flaum und weniger kaputte Köpfe.

Fiberglas Genähte Matte

Glasfaser-Verbundmatte

3. Polyesterfaser-Oberflächenmatte

Polyesterfaser-Oberflächenfilz ist ein neuer Typ von Verstärkungsfasermaterial in der Pultrusionsindustrie. In den USA gibt es ein Produkt namens Nexus, das in pultrudierten Produkten weit verbreitet ist und ersetztGlasfaser-Oberflächenmatten. Es hat eine gute Wirkung und ist kostengünstig. Es wird seit mehr als 10 Jahren erfolgreich eingesetzt.

Die Vorteile der Verwendung von Polyesterfasergewebematten:

(1) Es kann die Schlagfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und atmosphärische Alterungsbeständigkeit von Produkten verbessern;

(2) Es kann den Oberflächenzustand des Produkts verbessern und die Oberfläche des Produkts glatter machen;

(3) Die Anwendungs- und Zugfestigkeitseigenschaften von Polyesterfaser-Oberflächenfilz sind wesentlich besser als die von C-Glas-Oberflächenfilz, und es kommt beim Pultrusionsprozess nicht so leicht zu einem Abbrechen der Enden, wodurch die Zahl der Parkunfälle verringert wird.

(4) Die Pultrusionsgeschwindigkeit kann erhöht werden.

(5) Es kann den Verschleiß der Form verringern und die Lebensdauer der Form verbessern

4. Glasfasergewebeband

Um bestimmte Leistungsanforderungen zu erfüllen, wird bei einigen speziellen pultrudierten Produkten Glasgewebe mit einer festen Breite und einer Dicke von weniger als 0,2 mm verwendet, dessen Zugfestigkeit und Querfestigkeit sehr gut sind.

5. Anwendung von zweidimensionalen Geweben und dreidimensionalen Geweben

Die Quermechanischen Eigenschaften der pultrudierten Verbundprodukte sind schlecht, und die Verwendung von bidirektionalem Flechten verbessert effektiv die Festigkeit und Steifigkeit der pultrudierten Produkte.

Die Kett- und Schussfasern dieses Gewebes sind nicht miteinander verflochten, sondern mit einem anderen Gewebe. Es unterscheidet sich daher grundlegend vom herkömmlichen Glasgewebe. Die Fasern in jeder Richtung sind kollimiert und verbiegen sich nicht. Daher ist die Festigkeit und Steifigkeit des pultrudierten Produkts viel höher als bei einem Verbundwerkstoff aus Endlosfilz.

Die Dreiwegeflechttechnologie ist derzeit das attraktivste und aktivste Technologieentwicklungsfeld in der Verbundwerkstoffindustrie. Je nach Belastungsanforderung wird die Verstärkungsfaser direkt in eine dreidimensionale Struktur eingewebt, deren Form der des Verbundwerkstoffs entspricht. Das Dreiwegegewebe wird im Pultrusionsverfahren eingesetzt, um die interlaminare Scherung herkömmlicher Verstärkungsfaser-Pultrusionsprodukte zu überwinden. Es weist die Nachteile geringer Scherfestigkeit und leichter Delamination auf, während die Zwischenschichteigenschaften ideal sind.

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