วัสดุดัดแปลงที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด: เรซินฟีนอลิกดัดแปลงเสริมใยแก้ว (FX-501)

ฟีนอล ใยแก้วเรซินสังเคราะห์ชนิดแรกๆ ที่ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมนั้น โดยทั่วไปแล้วจะเป็นพอลิคอนเดนเซตที่เกิดจากการพอลิเมอไรเซชันของฟีนอลและอัลดีไฮด์ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นด่าง จากนั้นจะมีการเติมสารเติมแต่งบางชนิดเพื่อเชื่อมโยงโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ ทำให้เกิดโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่สามมิติที่ไม่ละลายและไม่หลอมเหลว จึงกลายเป็นเรซินสังเคราะห์ทั่วไปชนิดหนึ่ง วัสดุพอลิเมอร์เทอร์โมเซตติงเรซินฟีนอลิกได้รับการยกย่องอย่างสูงเนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ ได้แก่ การหน่วงไฟที่ดีเยี่ยม ความคงตัวของขนาด และความแข็งแรงเชิงกลที่ดี คุณสมบัติเหล่านี้ได้ผลักดันให้มีการวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุเรซินใยแก้วฟีนอลิกอย่างกว้างขวาง

เนื่องจากเศรษฐกิจอุตสาหกรรมก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ความต้องการด้านประสิทธิภาพของฟีนอลิกจึงเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย วัสดุใยแก้วดังนั้นเส้นใยแก้วฟีนอลดัดแปลงที่มีความแข็งแรงสูงและทนความร้อนกำลังได้รับการพัฒนาและใช้งานอย่างกว้างขวาง เรซินฟีนอลิกดัดแปลงเสริมใยแก้ว (FX-501)ปัจจุบันเป็นหนึ่งในวัสดุเรซินฟีนอลิกเสริมใยแก้วที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด เป็นวัสดุฟีนอลิกชนิดใหม่ที่ได้รับการดัดแปลงและเสริมแรง โดยสร้างขึ้นจากการผสมใยแก้วเข้าไปในเมทริกซ์เรซินดั้งเดิม

คุณสมบัติเชิงกลและบทบาทของส่วนประกอบ

เรซินใยแก้วฟีนอลิกมักถูกเลือกใช้เป็นเมทริกซ์สำหรับ วัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ แรงดึง และแรงอัดเนื่องจากมีความแข็งแรงดึงสูง ทนต่อตัวทำละลาย และมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม เช่น ทนไฟ วัสดุเมทริกซ์โดยหลักแล้วทำหน้าที่เป็นตัวประสาน เชื่อมโยงส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างเป็นธรรมชาติ เส้นใยแก้วทำหน้าที่เป็นหน่วยรับน้ำหนักหลักในวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ โดยให้ความสามารถในการรับน้ำหนัก และประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของพวกมันส่งผลโดยตรงต่อผลการเสริมแรงในเนื้อวัสดุ

บทบาทของวัสดุเมทริกซ์คือการยึดส่วนประกอบอื่นๆ ของวัสดุรับแรงดึงให้แน่นหนา เพื่อให้แน่ใจว่าแรงจะถูกถ่ายโอน กระจาย และจัดสรรอย่างสม่ำเสมอไปยังเส้นใยแก้วต่างๆ ซึ่งจะทำให้วัสดุมีความแข็งแรงและความเหนียวในระดับหนึ่ง เส้นใยทั่วไป ได้แก่ เส้นใยแก้ว เส้นใยอินทรีย์ เส้นใยเหล็กเส้นใยโลหะและเส้นใยแร่มีบทบาทในการปรับความแข็งแรงดึงของวัสดุ

การรับน้ำหนักในวัสดุคอมโพสิตและผลกระทบของปริมาณเส้นใย

ใน ระบบวัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลทั้งสอง เส้นใยและเรซินที่เป็นเมทริกซ์เป็นตัวรับน้ำหนักโดยที่เส้นใยแก้วยังคงเป็นตัวรับน้ำหนักหลัก เมื่อวัสดุคอมโพสิตฟีนอลไฟเบอร์แก้วถูกแรงดัดหรือแรงอัด แรงจะถูกถ่ายโอนอย่างสม่ำเสมอจากเรซินเมทริกซ์ไปยังเส้นใยแก้วแต่ละเส้นผ่านทางส่วนต่อประสาน ทำให้แรงที่กระทำกระจายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการนี้ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิต ดังนั้น การเพิ่มปริมาณที่เหมาะสมใน ปริมาณใยแก้วสามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลได้.

ผลการทดลองแสดงให้เห็นดังต่อไปนี้:

• วัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลิกที่มีปริมาณใยแก้ว 20%มีลักษณะการกระจายตัวของเส้นใยที่ไม่สม่ำเสมอ โดยบางบริเวณอาจไม่มีเส้นใยเลย
• วัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลิกที่มีปริมาณใยแก้ว 50%แสดงให้เห็นการกระจายตัวของเส้นใยที่สม่ำเสมอ พื้นผิวการแตกหักที่ไม่สม่ำเสมอ และไม่มีสัญญาณสำคัญของการดึงเส้นใยออกอย่างกว้างขวาง ซึ่งบ่งชี้ว่าเส้นใยแก้วสามารถรับน้ำหนักได้โดยรวม ส่งผลให้ ความแข็งแรงดัดงอที่สูงขึ้น.
• เมื่อปริมาณใยแก้วอยู่ที่ 70%ปริมาณเส้นใยที่มากเกินไปจะส่งผลให้ปริมาณเรซินในเมทริกซ์ค่อนข้างต่ำ ซึ่งอาจก่อให้เกิดปรากฏการณ์ "เรซินน้อย" ในบางพื้นที่ ขัดขวางการถ่ายโอนแรงและทำให้เกิดการกระจุกตัวของแรงเฉพาะจุด ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลโดยรวมของวัสดุคอมโพสิตเส้นใยแก้วฟีนอลลดลง มีแนวโน้มลดลง.

จากผลการค้นพบเหล่านี้ ปริมาณสูงสุดที่อนุญาตให้เติมใยแก้วในวัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลคือ 50%.

ปัจจัยส่งเสริมและเพิ่มประสิทธิภาพ

จากข้อมูลเชิงตัวเลข วัสดุคอมโพสิตใยแก้วฟีนอลที่มีใยแก้ว 50%จัดแสดงโดยประมาณ ความแข็งแรงดัดงอมากกว่าสามเท่าและ ความแข็งแรงในการรับแรงอัดมากกว่าถึงสี่เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับเรซินฟีนอลบริสุทธิ์ นอกจากนี้ ปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อความแข็งแรงของพลาสติกเสริมใยแก้วฟีนอล ได้แก่ ความยาวของเส้นใยแก้วและพวกเขา ปฐมนิเทศ.