LGF es compara amb SGF Composite
En el camp de la modificació de plàstics d'enginyeria d'alt rendiment-, el reforç de fibra de vidre és, sens dubte, l'enfocament tècnic més madur i àmpliament aplicat. Tanmateix, per a molts enginyers i compradors, sovint se subestima un paràmetre aparentment simple - longitud de la fibra -.
Quan parlem de termoplàstics reforçats amb fibra de vidre, les fibres de vidre curtes (SGF) i les fibres de vidre llargues (LGF), tot i tenir composicions similars, presenten característiques molt diferents des de la microestructura fins al rendiment macroscòpic. Aquest article us portarà a l'interior del material per comparar la lògica subjacent i els límits d'aplicació d'aquests dos materials.
Origen: Diferències genètiques
Les diferències entre ambdues han estat predeterminades a la línia de producció.
La fibra de vidre curta (SGF) és l'"estàndard tradicional" de la indústria. La seva producció es realitza normalment en una extrusora de doble-cargol, on les fibres-de tall curt es barregen amb la resina i es fonen. Durant aquest procés, la força de cisalla mecànica intensa trenca les fibres de vidre, donant com a resultat que les fibres de les partícules finals solen ser molt curtes (uns 0,2 mm - 0.4 mm). Aquest procés és altament eficient i rendible-, de manera que SGF s'ha convertit en l'opció preferida per a la majoria de plàstics modificats.
En canvi, la fibra de vidre llarga (LGF) té un origen més "exaltat". Es produeix mitjançant el procés de pultrusió recobert de cable-. Els paquets de fibra de vidre s'immergen completament a la resina fosa en un motlle específic i després s'extreuen com un cable, seguit de refredament i granulació. Sota aquest procés, la longitud de la partícula és la mateixa que la longitud de la fibra (normalment 10 mm - 12 mm o fins i tot més). Aquest procés especial està dissenyat per maximitzar la integritat de les fibres, posant les bases per als posteriors salts de rendiment.
Material GF: Estructura interna
Si apropem amb un microscopi, veurem dues escenes completament diferents, que són la raó fonamental de les diferències de rendiment entre ambdues.
En components curts de fibra de vidre, les fibres fines es dispersen com escuradents dins de la matriu de resina. Tot i que poden millorar la rigidesa del material, les fibres funcionen de manera independent les unes de les altres i no tenen connexions mútues. Sota estrès, fan principalment el paper de "omplir i reforçar".
Tanmateix, dins dels components llargs de fibra de vidre, la situació és completament diferent. Després de l'emmotllament per injecció, encara que la longitud de la fibra es reduirà una mica, la longitud retinguda encara pot arribar a més d'1 mm - 3 mm (més de 10 vegades la de les fibres de vidre curtes). El que és més important és que aquestes fibres llargues es dobleguen i s'entrellacen dins del component, formant una "xarxa esquelètica" tridimensional. Aquesta estructura de xarxa és com les barres d'acer del formigó, tancant fortament tot el material.
Joc d'actuació
És precisament a causa d'aquesta "xarxa de marc" que les fibres de vidre llargues han exercit una supressió gairebé total- sobre les fibres de vidre curtes en termes de propietats mecàniques, especialment quan es tracta de condicions extremes:
1. El canvi qualitatiu de la resistència a l'impacte.Aquest és l'avantatge principal del material LGF. Quan el material de fibra de vidre curta està sotmès a un impacte de força externa, les esquerdes poden evitar fàcilment les fibres curtes i expandir-se ràpidament, i les fibres són propenses a ser extretes, donant lloc a un rendiment del material trencadís. Tanmateix, la xarxa de bobinatge dins de les fibres de vidre llargues pot absorbir i dispersar de manera efectiva l'energia d'impacte. Perquè l'esquerda s'expandeixi, ha de superar l'obstrucció de les fibres llargues, i fins i tot requerir trencar les fibres. Per tant, la resistència a l'impacte de l'osca del material LGF sol ser de 2 a 3 vegades la de l'SGF, i segueix sent dura fins i tot en entorns de baixa -temperatura.
2. En batallacontra alta temperatura i durabilitatSota càrrega-a llarg termini, els plàstics són propensos a "fluixar" (és a dir, es produeix una deformació permanent amb el temps). Les fibres curtes són massa curtes per evitar eficaçment el lliscament de les cadenes de polímer. No obstant això, l'estructura de xarxa de fibres de vidre llargues pot "sutenir" fermament la matriu de resina, inhibint significativament la fluïdesa. A més, en entorns d'alta-temperatura, la resistència a la fatiga d'alta-temperatura dels materials LGF supera amb escreix la de SGF. Això fa que LGF sigui l'opció ideal per a components de motor d'automoció, peces estructurals, etc., que necessiten suportar entorns d'estrès alternatius.
3. La competència de l'estabilitat dimensionalLes peces modelades per injecció sovint es troben amb el problema de la deformació deformada, que sovint és causada per l'anisotropia resultant de l'alineació (orientació) de les fibres al llarg de la direcció del flux. L'orientació de les fibres de vidre curtes és extremadament forta, fent que les peces modelades siguin propenses a la flexió. Tanmateix, les fibres de vidre llargues, tot i que també estan orientades a causa del seu enrotllament intercalat, també proporcionen força de contenció en la direcció vertical. Això resulta en una taxa de contracció més uniforme i una deformació més petita per a les peces modelades LGF, cosa que les fa molt adequades per a la fabricació de components grans amb requisits estrictes de precisió dimensional.
Per què conviuen LGF i SGF?
Com que el rendiment de les fibres de vidre llargues és tan superior, per què no han substituït completament les fibres de vidre curtes? El motiu és que en el camp dels materials, no hi ha un material perfecte; només hi ha els materials més adequats. Les fibres de vidre curtes encara tenen avantatges en els aspectes següents:
En primer lloc, hi ha l'aspecte de la comoditat i l'aspecte del processament. El processament de fibres de vidre llargues requereix un control del procés extremadament acurat per evitar el trencament de la fibra, i és propens a "fibres flotants", donant lloc a una superfície rugosa. D'altra banda, les fibres de vidre curtes tenen una bona fluïdesa i les seves superfícies es poden fer fàcilment llises i brillants. Per a productes amb requisits d'aspecte elevats, estructures complexes i exigències de resistència moderades, com ara carcassas electròniques de consum, SGF segueix sent el líder.
El següent aspecte és la-cost-efectivitat. Els costos de matèries primeres i els costos de processament de LGF són generalment més elevats que els de SGF. En aquells camps generals que no requereixen una resistència extrema a l'impacte o a la fluïdesa, l'ús de LGF és sens dubte un cas de sobre-rendiment i malbaratament de costos.
Per tant, la competència entre fibres de vidre llargues i fibres de vidre curtes no és una simple qüestió de superioritat o inferioritat; més aviat, rau en la divisió d'escenaris d'aplicació. Si el vostre objectiu és "substituir l'acer per plàstic" i necessiteu el material per suportar impactes importants, suportar-càrregues pesades a llarg termini o substituir peces de fosa-d'aliatge d'alumini per aconseguir un pes lleuger, aleshores les fibres de vidre llargues (LGF) són una solució d'alt rendiment-indispensable.
Si el vostre producte se centra més en l'aspecte exquisit, l'estructura complexa i té com a objectiu principal un suport rígid bàsic, amb un requisit baix per a una duresa extrema, llavors les fibres de vidre curtes (SGF) són la millor opció que equilibra el rendiment i el cost.
Contacta amb l'expert en materials
