موفق‌ترین ماده اصلاح‌شده: رزین فنولیک اصلاح‌شده تقویت‌شده با الیاف شیشه (FX-501)

فنولیک الیاف شیشه، در میان اولین رزین‌های مصنوعی صنعتی، معمولاً یک پلی‌کاندنسیت است که از طریق پلیمریزاسیون فنول‌ها و آلدهیدها در حضور یک کاتالیزور قلیایی تشکیل می‌شود. سپس افزودنی‌های خاصی برای ایجاد پیوند عرضی در ساختار ماکرومولکولی وارد می‌شوند و آن را به یک ساختار ماکرومولکولی سه‌بعدی نامحلول و غیرقابل ذوب تبدیل می‌کنند و در نتیجه به یک رزین معمولی تبدیل می‌شوند. مواد پلیمری گرماسخترزین‌های فنولیک به دلیل خواص برجسته‌شان، از جمله بازدارندگی عالی در برابر شعله، پایداری ابعادی و استحکام مکانیکی خوب، بسیار ارزشمند هستند. این ویژگی‌ها تحقیقات و کاربردهای گسترده‌ای را در زمینه مواد رزین الیاف شیشه فنولیک به دنبال داشته است.

با پیشرفت سریع اقتصادهای صنعتی، تقاضا برای عملکرد ترکیبات فنلی افزایش می‌یابد. جنس الیاف شیشهدر نتیجه،الیاف شیشه فنولیک اصلاح‌شده با استحکام بالا و مقاوم در برابر حرارتبه طور گسترده توسعه یافته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. رزین فنولیک اصلاح‌شده تقویت‌شده با الیاف شیشه (FX-501)در حال حاضر یکی از موفق‌ترین مواد رزینی اصلاح‌شده با الیاف شیشه فنولیک است. این نوع جدیدی از مواد فنولیک اصلاح‌شده و تقویت‌شده است که با ترکیب الیاف شیشه در ماتریس رزین اصلی از طریق اختلاط ایجاد می‌شود.

خواص مکانیکی و نقش اجزای تشکیل دهنده

رزین الیاف شیشه فنولیکاغلب به عنوان ماتریسی برای ... انتخاب می‌شود. مواد مقاوم در برابر سایش، کشش و فشاربه دلیل استحکام کششی خوب، مقاومت در برابر حلال و خواص مکانیکی عالی مانند بازدارندگی شعله. مواد ماتریسیدر درجه اول به عنوان یک اتصال دهنده عمل می کند و به صورت ارگانیک همه اجزا را به هم متصل می کند. الیاف شیشهبه عنوان واحدهای اصلی تحمل بار در مواد مقاوم در برابر سایش عمل می‌کنند و ظرفیت حمل بار را فراهم می‌کنند و عملکرد برتر آنها مستقیماً بر اثر تقویت‌کننده بر ماتریس تأثیر می‌گذارد.

نقش ماده ماتریس، پیوند محکم سایر اجزای ماده کششی است و تضمین می‌کند که بارها به طور یکنواخت منتقل، توزیع و به الیاف شیشه مختلف اختصاص داده می‌شوند. این امر استحکام و چقرمگی خاصی به ماده می‌بخشد. الیاف رایج، از جمله الیاف شیشه، الیاف آلی، الیاف فولادیها، و الیاف معدنی، در تنظیم مقاومت کششی ماده نقش دارند.

تحمل بار در کامپوزیت‌ها و تأثیر میزان الیاف

در سیستم‌های کامپوزیت الیاف شیشه فنولیک، هر دو الیاف و رزین ماتریس بار را تحمل می‌کنند، و الیاف شیشه همچنان باربر اصلی باقی می‌مانند. هنگامی که کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولی تحت تنش خمشی یا فشاری قرار می‌گیرند، تنش به طور یکنواخت از رزین ماتریس به الیاف شیشه منفرد از طریق سطح مشترک منتقل می‌شود و به طور مؤثر نیروی تحمل شده را پراکنده می‌کند. این فرآیند خواص مکانیکی ماده کامپوزیت را بهبود می‌بخشد. بنابراین، افزایش مناسب در محتوای الیاف شیشه می‌تواند استحکام کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولی را افزایش دهد..

نتایج تجربی موارد زیر را نشان می‌دهد:

• کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولیک با 20% الیاف شیشهتوزیع فیبر ناهمواری را نشان می‌دهند، و برخی مناطق حتی فاقد فیبر هستند.
• کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولیک با ۵۰٪ الیاف شیشهتوزیع یکنواخت الیاف، سطوح شکست نامنظم و عدم وجود نشانه‌های قابل توجه از بیرون زدگی گسترده الیاف را نشان می‌دهند. این نشان می‌دهد که الیاف شیشه می‌توانند به صورت جمعی بار را تحمل کنند و در نتیجه استحکام خمشی بالاتر.
• وقتی محتوای الیاف شیشه 70٪ باشد، محتوای بیش از حد فیبر منجر به محتوای رزین ماتریس نسبتاً کم می‌شود. این می‌تواند باعث پدیده "ضعیف بودن رزین" در برخی مناطق شود که مانع انتقال تنش و ایجاد تمرکز تنش موضعی می‌شود. در نتیجه، خواص مکانیکی کلی ماده کامپوزیت الیاف شیشه فنولی تمایل به کاهش دارند.

از این یافته‌ها، حداکثر مجاز افزودن الیاف شیشه در کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولیک ۵۰٪ است..

عوامل مؤثر بر بهبود عملکرد و عوامل مؤثر

از داده‌های عددی، کامپوزیت‌های الیاف شیشه فنولیک حاوی ۵۰٪ الیاف شیشهتقریباً نمایش دهید سه برابر مقاومت خمشیو چهار برابر مقاومت فشاریدر مقایسه با رزین فنلی خالص. علاوه بر این، عوامل دیگری که بر استحکام پلاستیک‌های تقویت‌شده با الیاف شیشه فنلی تأثیر می‌گذارند عبارتند از طول الیاف شیشهو آنها جهت گیری.