Najbardziej udany modyfikowany materiał: modyfikowana żywica fenolowa wzmocniona włóknem szklanym (FX-501)

Fenolowy Włókno szklane, 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 typową materiał 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.

W miarę szybkiego rozwoju gospodarki przemysłowej wzrastają wymagania dotyczące wydajności fenoli Materiał z włókna szklanegos. W związku z tym,wysoce 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 dla materiały 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. To nadaje materiałowi określoną wytrzymałość i udarność. Powszechnie stosowane włókna, w tym włókna szklane, włókna organiczne, Włókno staloweWłókna mineralne i włókna mineralne wpływają na wytrzymałość materiału na rozciąganie.

Nośność w kompozytach i wpływ zawartości włókien

W systemy materiałów kompozytowych z włókna szklanego fenolowego, oba włókna 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 wzrost zawartość 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 skutkuje wyższa 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 włóknem szklanym i fenolem. 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 liczbowych kompozyty z włókna szklanego fenolowego zawierające 50% włókna szklanegowystawić około trzykrotnie większa wytrzymałość na zginanieI czterokrotnie większa wytrzymałość na ściskaniew porównaniu z czystą żywicą fenolową. Ponadto, inne czynniki wpływające na wytrzymałość tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym fenolowym obejmują długość włókien szklanychi ich orientacja.