Quando prendi in mano il telefono, smonti una parte di un'auto o esamini l'involucro di un elettrodomestico, potresti non renderti conto che questi prodotti di plastica apparentemente ordinari contengono un gruppo di "barre di acciaio invisibili": fibra di vetro (GF). Dal foglio in PC con 30% GF al foglio in PA6 con 30% GF, queste fibre di vetro rinforzanti supportano silenziosamente il corpo di fogli e barre di plastica organica, proprio come le barre di acciaio nel cemento. Oggi diamo un'occhiata a come le fibre di vetro lunghe, le fibre di vetro corte e le fibre di vetro piatte consentono ai materiali plastici di ottenere una trasformazione che combina rigidità e flessibilità.
Differenze di forma e strutturali
| Intervallo di lunghezza | Diametro/spessore | Caratteristiche della forma | Caratteristiche del processo produttivo | |
| Fibra di vetro lunga | 5~25mm (comunemente 6~12mm) | 10~20um | I tagli continui o a segmenti lunghi garantiscono un'elevata integrità della fibra. | Molti processi utilizzano il "rinforzo diretto a fibra lunga", preservando la lunghezza originale della fibra. |
| Fibra di vetro corta | 0,1~1 mm (comunemente 0,2~0,5 mm) | 10~15um | Segmenti tagliati corti, soggetti a rotture durante la lavorazione | Tagliato e rotto durante la miscelazione allo stato fuso, con conseguente dispersione ad alta lunghezza |
| Fibra di vetro piatta | Tipicamente 0,5~5 mm | Spessore 3~10um, larghezza 50~200um | Forma a striscia piatta, proporzioni elevate (lunghezza/spessore) | Realizzato con uno speciale processo di trafilatura per creare una sezione trasversale piatta, mantenendo una certa lunghezza |
Confronto delle differenze di prestazioni
1. Proprietà meccaniche
Fibra di vetro lunga:
Grazie alla maggiore lunghezza delle fibre e all'area interfacciale più ampia con la resina, può trasferire più efficacemente lo stress. La resistenza alla trazione e alla flessione è superiore del 20%~50% rispetto alla fibra di vetro corta e la resistenza agli urti (in particolare all'impatto con intaglio) può essere aumentata del 50%~100%, anche avvicinandosi al livello di resistenza all'impatto dei metalli.
Resistenza alla fatica: sotto stress a lungo termine, le fibre hanno meno probabilità di staccarsi dalla matrice, con conseguente resistenza superiore alle flessioni e alle vibrazioni ripetute.
Fibra di vetro corta:
Resistenza e rigidità: resistenza e rigidità sono superiori a quelle della resina pura, ma inferiori a quelle della fibra di vetro lunga (la resistenza alla trazione è inferiore del 15%~30% rispetto alla fibra di vetro lunga allo stesso contenuto) e la differenza nella resistenza agli urti è più significativa (0,30%~60%).
Isotropia: le fibre più corte e disperse in modo più uniforme determinano una migliore isotropia delle proprietà meccaniche del prodotto finito.
Fibra di vetro piatta:
Rigidità e proprietà superficiali: la struttura piatta presenta una rigidità superiore perpendicolare al piano (ad esempio, anti-deformazione) e un'area di contatto più ampia con la resina (3-5 volte più grande della fibra di vetro rotonda dello stesso peso). La sua levigatezza superficiale è superiore alla normale fibra di vetro (riducendo il difetto della "fibra di vetro esposta").
Resistenza agli urti e alle crepe: ha una buona tenacità trasversale, adatta ai requisiti di resistenza agli urti dei prodotti a pareti sottili, ma la sua resistenza longitudinale è leggermente inferiore a quella delle fibre di vetro lunghe della stessa lunghezza.
2. Precisione dimensionale
Fibre di vetro lunghe: grazie alla loro lunghezza e all'effetto "scheletro" che formano, offrono un controllo maggiore sul ritiro della resina, con conseguente restringimento inferiore (soprattutto nella direzione del flusso). Tuttavia, mostrano una maggiore anisotropia (differenza significativa nel ritiro tra la direzione del flusso e la direzione perpendicolare, che li rende soggetti a deformazioni).
Fibre di vetro corte: il restringimento è maggiore rispetto alle fibre di vetro lunghe ma inferiore a quello della resina pura e la loro anisotropia è più debole (la dispersione uniforme delle fibre porta a un restringimento più uniforme).
Fibre di vetro piatte: il restringimento è compreso tra quello delle fibre di vetro lunghe e corte. La loro struttura piatta fornisce un controllo più uniforme sul ritiro nel piano, con conseguenti prestazioni anti-deformazione ottimali (adatte per prodotti piatti di grandi dimensioni).
3. Fluidità del processo
Fibra di vetro lunga: scarsa fluidità (le fibre lunghe tendono ad aggrovigliarsi, aumentando la viscosità del fuso). Richiede un'elevata precisione nelle dimensioni della vite dell'attrezzatura e dell'apertura dello stampo (apertura grande, processo a basso taglio). Dimensioni del cancello della macchina per stampaggio a iniezione > 3 mm. Inoltre incline al riempimento insufficiente. Utilizzare con cautela per parti strutturali particolarmente complesse. Richiede una macchina dedicata per lo stampaggio a iniezione di fibre lunghe.
Fibra di vetro corta: buona fluidità (le fibre corte offrono una minore resistenza alla fusione), adatta per lo stampaggio a iniezione di strutture complesse e prodotti a pareti sottili.
Fibra di vetro piatta: migliore fluidità rispetto alla fibra di vetro lunga (la struttura piatta riduce la resistenza al flusso di fusione), ma leggermente inferiore rispetto alla fibra di vetro corta. Meno incline all'intasamento del cancello durante la lavorazione (più facile da passare attraverso fessure strette rispetto alla fibra di vetro rotonda).
Foglio PPS in fibra di vetro AHD
