החומר המשופר המוצלח ביותר: שרף פנולי משופר מחוזק בסיבי זכוכית (FX-501)

פנולי סיבי זכוכית, בין השרפים הסינתטיים המתועשים המוקדמים ביותר, הוא בדרך כלל פוליקונדנסט הנוצר על ידי פילמור של פנולים ואלדהידים בנוכחות זרז אלקלי. לאחר מכן מוכנסים תוספים מסוימים כדי ליצור קישור צולב של המבנה המקרומולקולרי, ולהפוך אותו למבנה מקרומולקולרי תלת-ממדי בלתי מסיס ובלתי ניתן להתכה, ובכך הופך ל... טיפוסי חומר פולימרי תרמוסטישרפים פנוליים מוערכים מאוד בזכות תכונותיהם המצוינות, כולל עמידות בעירה מעולה, יציבות ממדית וחוזק מכני טוב. תכונות אלו הניעו מחקר ויישום נרחבים של חומרי שרף פנוליים מסיבי זכוכית.

ככל שהכלכלות התעשייתיות מתקדמות במהירות, הולכות וגוברות הדרישות לביצועים של חומרים פנוליים. חומר סיבי זכוכיתכתוצאה מכך,סיבי זכוכית פנוליים שעברו שינוי בעלי חוזק גבוה ועמידות בחוםמפותחים ונמצאים בשימוש נרחב. שרף פנולי מעובד מחוזק בסיבי זכוכית (FX-501)הוא כיום אחד מחומרי שרף סיבי זכוכית פנוליים שעברו שינוי המוצלחים ביותר. זהו סוג חדש של חומר פנולי שעבר שינוי ומחוזק, שנוצר על ידי שילוב סיבי זכוכית במטריצת השרף המקורית באמצעות ערבוב.

תכונות מכניות ותפקידי מרכיבים

שרף סיבי זכוכית פנולינבחר לעתים קרובות כמטריצה ​​עבור חומרים עמידים בפני שחיקה, מתיחה ודחיסהבשל חוזק המתיחה הטוב שלו, עמידותו בפני ממס ותכונותיו המכניות המצוינות כמו מעכב בעירה. חומר מטריקסמתפקד בעיקר כקלסר, המחבר באופן אורגני את כל הרכיבים. סיבי זכוכיתמשמשים כיחידות נושאות עומס עיקריות בחומרים עמידים בפני שחיקה, ומספקים כושר נשיאת עומס, וביצועיהם המעולים משפיעים ישירות על אפקט החיזוק על המטריצה.

תפקידו של חומר המטריצה ​​הוא לחבר היטב רכיבים אחרים של חומר המתיחה, ולהבטיח שהעומסים מועברים, מפוזרים ומוקצים באופן אחיד בין סיבי זכוכית שונים. זה מקנה חוזק וקשיחות מסוימים לחומר. סיבים נפוצים, כולל סיבי זכוכית, סיבים אורגניים, סיבי פלדהוסיבים מינרליים, ממלאים תפקיד בהתאמת חוזק המתיחה של החומר.

נשיאת עומס במרוכבים והשפעת תכולת הסיבים

ב מערכות חומרים מרוכבים מסיבי זכוכית פנוליים, שניהם הסיבים ושרף המטריצה ​​נושאים את העומס, כאשר סיבי זכוכית נותרים נושאי העומס העיקריים. כאשר מרוכבים של סיבי זכוכית פנוליים נתונים למאמץ כיפוף או דחיסה, המאמץ מועבר באופן אחיד משרף המטריצה ​​לסיבים בודדים של זכוכית דרך הממשק, ומפזר ביעילות את הכוח המופעל. תהליך זה משפר את התכונות המכניות של החומר המרוכב. לכן, עלייה מתאימה ב תכולת סיבי זכוכית יכולה לשפר את חוזקם של מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית.

תוצאות הניסוי מצביעות על הדברים הבאים:

• מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית עם תכולת 20% סיבי זכוכיתמציגים פיזור סיבים לא אחיד, כאשר באזורים מסוימים אף חסרים סיבים.
• מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית עם תכולת 50% סיבי זכוכיתמראים פיזור סיבים אחיד, משטחי שבר לא סדירים, וללא סימנים משמעותיים של משיכת סיבים נרחבת. דבר זה מצביע על כך שסיבי הזכוכית יכולים לשאת את העומס יחד, וכתוצאה מכך חוזק כיפוף גבוה יותר.
• כאשר תכולת סיבי הזכוכית היא 70%, תכולת הסיבים המוגזמת מובילה לתכולת שרף מטריצה ​​נמוכה יחסית. מצב זה יכול לגרום לתופעה של "דלות בשרף" באזורים מסוימים, לעכב העברת מאמצים וליצור ריכוזי מאמצים מקומיים. כתוצאה מכך, התכונות המכניות הכוללות של חומר מרוכב סיבי זכוכית פנוליים פוגעות. נוטים לרדת.

מממצאים אלה, ה- התוספת המרבית המותרת של סיבי זכוכית במרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית היא 50%.

שיפור ביצועים וגורמים משפיעים

מהנתונים המספריים, מרוכבים פנוליים של סיבי זכוכית המכילים 50% סיבי זכוכיתלהציג בערך פי שלושה מחוזק הכיפוףו פי ארבעה חוזק דחיסהבהשוואה לשרף פנולי טהור. בנוסף, גורמים נוספים המשפיעים על חוזקם של פלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית פנוליים כוללים את אורך סיבי הזכוכיתושלהם הִתמַצְאוּת.