El material de refuerzo constituye el esqueleto de soporte del producto de FRP y determina básicamente las propiedades mecánicas del producto pultruido. Su uso también contribuye a reducir la contracción del producto y a aumentar la temperatura de deformación térmica y la resistencia al impacto a baja temperatura.
En el diseño de productos de FRP, la selección de los materiales de refuerzo debe considerar plenamente el proceso de moldeo, ya que el tipo, el método de colocación y el contenido de los materiales de refuerzo influyen considerablemente en el rendimiento de los productos de FRP y determinan básicamente su resistencia mecánica y módulo elástico. El rendimiento de los productos pultruidos con diferentes materiales de refuerzo también varía.
Además, al cumplir con los requisitos de rendimiento del producto en el proceso de moldeo, también se debe considerar el costo y, en la medida de lo posible, se deben seleccionar materiales de refuerzo económicos. Generalmente, la mecha antidesgarro de hebras de fibra de vidrio es más económica que las telas de fibra; el costo deesteras de fibra de vidrioes más bajo que el de la tela y la impermeabilidad es buena, pero la resistencia es baja; la fibra alcalina es más barata que la fibra libre de álcali, pero con el aumento del contenido de álcali, su resistencia a los álcalis, su resistencia a la corrosión y sus propiedades eléctricas disminuirán.
Los tipos de materiales de refuerzo comúnmente utilizados son los siguientes:
1. Roving de fibra de vidrio sin torcer
Utilizando agente de encolado reforzado, sin torcerfibra de vidrio en mechaSe puede dividir en tres tipos: seda cruda torcida, mecha directa sin torcer y mecha a granel sin torcer.
Debido a la tensión desigual de los hilos trenzados, es fácil que se deformen, lo que forma un bucle suelto en el extremo de alimentación del equipo de pultrusión, lo que afecta el progreso suave de la operación.
El roving directo sin torsión tiene las características de buen agrupamiento, rápida penetración de resina y excelentes propiedades mecánicas de los productos, por lo que la mayoría de los rovings directos sin torsión tienden a usarse en la actualidad.
Los rovings a granel son beneficiosos para mejorar la resistencia transversal de productos como los ondulados y los texturizados. El roving a granel posee tanto la alta resistencia de las fibras largas continuas como la voluminosidad de las fibras cortas. Es un material con resistencia a altas temperaturas, baja conductividad térmica, resistencia a la corrosión, alta capacidad y alta eficiencia de filtración. Algunas fibras se aglomeran en estado monofilamento, lo que también puede mejorar la calidad superficial de los productos pultruidos. Actualmente, el roving a granel se utiliza ampliamente en el país y en el extranjero como hilos de urdimbre y trama para tejidos decorativos o industriales. Se puede utilizar para producir materiales de fricción, aislamiento, protección o sellado.
Requisitos de rendimiento para mechas de fibra de vidrio sin torcer para pultrusión:
(1) No existe fenómeno de voladizo;
(2) La tensión de la fibra es uniforme;
(3) Buen agrupamiento;
(4) Buena resistencia al desgaste;
(5) Hay pocas cabezas rotas, y no es fácil de esponjar;
(6) Buena humectabilidad y rápida impregnación de resina;
(7) Alta resistencia y rigidez.
Roving de fibra de vidrio en aerosol
2. Estera de fibra de vidrio
Para que los productos de FRP pultruidos tengan suficiente resistencia transversal, se deben utilizar materiales de refuerzo como esteras de hilos cortados, esteras de hilos continuos, esteras combinadas y tela de hilo sin torsión. Las esteras de hilos continuos son uno de los materiales de refuerzo transversal de fibra de vidrio más utilizados actualmente. Para mejorar la apariencia de los productos,estera de superficieA veces se utiliza.
La estera de filamento continuo se compone de varias capas de fibras de vidrio continuas dispuestas aleatoriamente en círculo, unidas mediante adhesivos. El fieltro superficial es un fieltro fino similar al papel, formado mediante la colocación aleatoria y uniforme de filamentos cortados de longitud fija, unidos mediante adhesivo. El contenido de fibra oscila entre el 5 % y el 15 % y el grosor es de 0,3 a 0,4 mm. Esto permite que la superficie del producto sea lisa y elegante, y mejora su resistencia al envejecimiento.
Las características de la estera de fibra de vidrio son: buena cobertura, fácil de saturar con resina, alto contenido de pegamento.
Requisitos del proceso de pultrusión para la estera de fibra de vidrio:
(1) Tiene alta resistencia mecánica
(2) Para las esteras de hebras cortadas unidas químicamente, el aglutinante debe ser resistente a los efectos químicos y térmicos durante la inmersión y el preformado para garantizar una resistencia suficiente durante el proceso de formación;
(3) Buena mojabilidad;
(4) Menos pelusa y menos cabezas rotas.
Estera cosida de fibra de vidrio
Estera compuesta de fibra de vidrio
3. Estera de superficie de fibra de poliéster
El fieltro superficial de fibra de poliéster es un nuevo tipo de material de fibra de refuerzo en la industria de la pultrusión. Existe un producto llamado Nexus en Estados Unidos, que se utiliza ampliamente en productos pultruidos para reemplazar...esteras de superficie de fibra de vidrioTiene buenos resultados y es económico. Se ha utilizado con éxito durante más de 10 años.
Las ventajas de utilizar esterilla de tejido de fibra de poliéster:
(1) Puede mejorar la resistencia al impacto, la resistencia a la corrosión y la resistencia al envejecimiento atmosférico de los productos;
(2) Puede mejorar el estado de la superficie del producto y hacer que la superficie del producto sea más lisa;
(3) Las propiedades de aplicación y tracción del fieltro de superficie de fibra de poliéster son mucho mejores que las del fieltro de superficie de vidrio C, y no es fácil romper los extremos durante el proceso de pultrusión, lo que reduce los accidentes de estacionamiento;
(4) Se puede aumentar la velocidad de pultrusión;
(5) Puede reducir el desgaste del molde y mejorar la vida útil del molde.
4. Cinta de tela de fibra de vidrio
En algunos productos pultruidos especiales, para cumplir con algunos requisitos de rendimiento especiales, se utiliza tela de vidrio con un ancho fijo y un espesor de menos de 0,2 mm, y su resistencia a la tracción y resistencia transversal son muy buenas.
5. Aplicación de tejidos bidimensionales y tridimensionales
Las propiedades mecánicas transversales de los productos compuestos pultruidos son deficientes y el uso de trenzado bidireccional mejora eficazmente la resistencia y la rigidez de los productos pultruidos.
Las fibras de urdimbre y trama de este tejido no están entrelazadas, sino con otro material, lo que lo diferencia por completo del tejido de fibra de vidrio tradicional. Las fibras en ambas direcciones están colimadas y no se doblan, por lo que la resistencia y rigidez del producto pultruido son mucho mayores que las de un compuesto de fieltro continuo.
Actualmente, la tecnología de trenzado tridireccional se ha convertido en el campo de desarrollo tecnológico más atractivo y dinámico en la industria de los materiales compuestos. Según los requisitos de carga, la fibra de refuerzo se teje directamente en una estructura tridimensional, cuya forma es idéntica a la del producto compuesto que la compone. El tejido tridireccional se utiliza en el proceso de pultrusión para superar el esfuerzo cortante interlaminar de los productos tradicionales de pultrusión con fibra de refuerzo. Presenta las desventajas de su baja resistencia al esfuerzo cortante y su fácil delaminación, y su rendimiento entre capas es ideal.
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Hora de publicación: 23 de julio de 2022