เมื่อคุณหยิบโทรศัพท์ขึ้นมา ถอดชิ้นส่วนรถยนต์ หรือตรวจสอบตัวเครื่องภายในบ้าน คุณอาจไม่รู้ว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ดูเหมือนธรรมดาเหล่านี้ประกอบด้วยกลุ่มของ "แท่งเหล็กที่มองไม่เห็น" ซึ่งก็คือใยแก้ว (GF) ตั้งแต่แผ่น PC 30% GF ไปจนถึงแผ่น 30% GF PA6 เส้นใยแก้วเสริมแรงเหล่านี้รองรับส่วนต่างๆ ของแผ่นและแท่งพลาสติกอินทรีย์อย่างเงียบๆ เช่นเดียวกับแท่งเหล็กในคอนกรีต วันนี้ เรามาดูกันว่าเส้นใยแก้ว ใยแก้วสั้น และใยแก้วแบบแบนช่วยให้วัสดุพลาสติกเกิดการเปลี่ยนแปลงที่ผสมผสานความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นเข้าด้วยกันได้นานแค่ไหน
ความแตกต่างของรูปร่างและโครงสร้าง
| ช่วงความยาว | เส้นผ่านศูนย์กลาง/ความหนา | ลักษณะรูปร่าง | ลักษณะกระบวนการผลิต | |
| ใยแก้วยาว | 5~25มม. (ปกติ 6~12มม.) | 10~20um | การตัดแบบต่อเนื่องหรือแบบยาวทำให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของเส้นใยสูง | กระบวนการจำนวนมากใช้ "การเสริมเส้นใยยาวโดยตรง" โดยคงความยาวเส้นใยเดิมไว้ |
| ใยแก้วสั้น | 0.1~1 มม. (ปกติ 0.2~0.5 มม.) | 10~15um | ส่วนตัดสั้น มีแนวโน้มที่จะแตกหักระหว่างการประมวลผล | เฉือนและหักในระหว่างการผสมหลอม ส่งผลให้มีการกระจายตัวที่มีความยาวสูง |
| ใยแก้วแบน | โดยทั่วไป 0.5~5 มม | ความหนา 3~10um กว้าง 50~200um | รูปร่างแถบแบน อัตราส่วนภาพสูง (ความยาว/ความหนา) | ผลิตด้วยกระบวนการวาดลวดพิเศษให้หน้าตัดเรียบโดยคงความยาวไว้ตามที่กำหนด |
การเปรียบเทียบความแตกต่างของประสิทธิภาพ
1. คุณสมบัติทางกล
ใยแก้วยาว:
เนื่องจากความยาวของเส้นใยที่ยาวกว่าและพื้นที่เชื่อมต่อกับเรซินที่ใหญ่ขึ้น จึงสามารถถ่ายเทความเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความต้านทานแรงดึงและความต้านทานแรงดัดงอสูงกว่าใยแก้วแบบสั้น 20%~50% และความต้านทานแรงกระแทก (โดยเฉพาะแรงกระแทกที่มีรอยบาก) สามารถเพิ่มได้ 50%~100% แม้จะเข้าใกล้ระดับความต้านทานแรงกระแทกของโลหะก็ตาม
ความต้านทานต่อความล้า: ภายใต้ความเครียดในระยะยาว เส้นใยมีโอกาสน้อยที่จะหลุดออกจากเมทริกซ์ ส่งผลให้มีความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการโค้งงอและการสั่นสะเทือนซ้ำๆ
ใยแก้วสั้น:
ความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง: ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูงกว่าเรซินบริสุทธิ์ แต่ต่ำกว่าใยแก้วยาว (ความต้านทานแรงดึงต่ำกว่าใยแก้วยาว 15% ~ 30% ในปริมาณเดียวกัน) และความแตกต่างของความต้านทานแรงกระแทกมีความสำคัญมากกว่า (0.30% ~ 60%)
ไอโซโทรปี: เส้นใยที่สั้นกว่าและกระจายตัวสม่ำเสมอมากขึ้นส่งผลให้ไอโซโทรปีของคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปดีขึ้น
ไฟเบอร์กลาสแบบแบน:
ความแข็งแกร่งและคุณสมบัติพื้นผิว: โครงสร้างเรียบมีความแข็งแกร่งที่เหนือกว่าในแนวตั้งฉากกับระนาบ (เช่น ป้องกันการบิดงอ) และพื้นที่สัมผัสที่ใหญ่กว่าด้วยเรซิน (ใหญ่กว่าไฟเบอร์กลาสทรงกลมที่มีน้ำหนักเท่ากัน 3-5 เท่า) ความเรียบของพื้นผิวนั้นเหนือกว่าไฟเบอร์กลาสธรรมดา (ลดข้อบกพร่อง "ไฟเบอร์กลาสที่สัมผัส")
ทนต่อแรงกระแทกและการแตกร้าว: มีความเหนียวตามขวางที่ดี ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการต้านทานแรงกระแทกของผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง แต่ความแข็งแรงตามยาวนั้นต่ำกว่าเส้นใยแก้วยาวที่มีความยาวเท่ากันเล็กน้อย
2. ความแม่นยำของมิติ
ใยแก้วแบบยาว: เนื่องจากความยาวและเอฟเฟกต์ "โครงกระดูก" ที่เกิดขึ้น ทำให้สามารถควบคุมการหดตัวของเรซินได้ดีกว่า ส่งผลให้การหดตัวลดลง (โดยเฉพาะในทิศทางการไหล) อย่างไรก็ตาม พวกมันแสดงแอนไอโซโทรปีมากขึ้น (ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการหดตัวระหว่างทิศทางการไหลและทิศทางตั้งฉาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยว)
ใยแก้วแบบสั้น: การหดตัวจะสูงกว่าใยแก้วแบบยาว แต่ต่ำกว่าเรซินบริสุทธิ์ และแอนไอโซโทรปีของพวกมันจะอ่อนกว่า (การกระจายตัวของเส้นใยสม่ำเสมอทำให้เกิดการหดตัวที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น)
เส้นใยแก้วแบบแบน: การหดตัวอยู่ระหว่างเส้นใยแก้วแบบยาวและแบบสั้น โครงสร้างแบบเรียบช่วยให้สามารถควบคุมการหดตัวในระนาบได้สม่ำเสมอมากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการป้องกันการบิดงอที่เหมาะสมที่สุด (เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์แบบเรียบที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่)
3. ความสามารถในการประมวลผล
ใยแก้วแบบยาว: การไหลได้ไม่ดี (เส้นใยยาวมีแนวโน้มที่จะพันกัน ส่งผลให้มีความหนืดหลอมละลายเพิ่มขึ้น) ต้องใช้ความแม่นยำสูงในขนาดของอุปกรณ์สกรูและประตูแม่พิมพ์ (ประตูขนาดใหญ่ กระบวนการเฉือนต่ำ) ขนาดประตูเครื่องฉีดพลาสติก > 3mm. มีแนวโน้มที่จะบรรจุน้อยเกินไป ใช้ด้วยความระมัดระวังสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยเฉพาะ ต้องใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบเส้นใยยาวโดยเฉพาะ
ใยแก้วแบบสั้น: มีการไหลที่ดี (เส้นใยแบบสั้นมีความต้านทานการหลอมละลายน้อยกว่า) เหมาะสำหรับการฉีดขึ้นรูปโครงสร้างที่ซับซ้อนและผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง
ใยแก้วแบบแบน: การไหลได้ดีกว่าใยแก้วแบบยาว (โครงสร้างแบบแบนช่วยลดความต้านทานการไหลของของเหลว) แต่ต่ำกว่าใยแก้วแบบสั้นเล็กน้อย มีโอกาสน้อยที่จะเกิดการอุดตันของเกตในระหว่างการประมวลผล (ผ่านช่องแคบได้ง่ายกว่าใยแก้วแบบกลม)
แผ่น PPS ใยแก้ว AHD
