소개
화학 가공 공장에서 해양 구조에 이르기까지 까다로운 환경에서는 해제가 강도 나 내구성을 희생하지 않고 공격적인 매체에 저항해야합니다. 에폭시 유리 섬유 복합재는 에폭시 수지의 인성을 유리 섬유 강화의 높은 인장 특성과 결합하여 고용 용액으로 나타났습니다. 이 안내서는 구성, 성능 특성, 제조 기술 및 주요 응용 프로그램을 탐구합니다. 보너스로, 대체 부식 내성 플라스틱 및 복합재를 간략하게 조사하여 모든 프로젝트에 재료 선택을 조정할 수 있도록 도와줍니다.
1. 에폭시 유리 섬유 복합재를 특별하게 만드는 이유는 무엇입니까?
1.1 구성 및 구조
매트릭스 (에폭시 수지) :
2 개성 시스템 (에폭시 단량체 + 경화제)은 경화시 밀접하게 교차 연결된 네트워크를 형성합니다.
우수한 접착력, 낮은 수축 및 좋은 차원 안정성을 제공합니다.
강화 (유리 섬유) :
일반적으로 전자 글라스 또는 고급 S -Glass 섬유.
직물 직물, 단방향 테이프 또는 다진 매트로 제공되므로 설계자는 원하는 방향으로 강도와 강성을 최적화 할 수 있습니다.
1.2 기계적 특성
| 재산 | 일반적인 범위 | 중요성 |
| 인장 강도 | 600–1000 MPa | 높은 풀 하중을 견딜 수 있습니다 |
| 굽힘 강도 | 300–600 MPA | 하중 아래에서 구부러지는 저항 |
| 탄성 계수 | 20-30 GPA | 강성을 결정합니다 |
| 섬유 부피 분획 | 40–60 % | 강도와 체중 사이의 균형을 조절합니다 |
| 밀도 | 1.8–2.0 g/cm³ | 금속에 대한 경량 대안 |
| 열 변형 온도. | 60–100 ° C | 연속 서비스 온도를 제한합니다 |
2. 부식 저항 및 환경 성과
에폭시 유리 섬유 복합재는 가혹한 화학적 노출을 견딜 수있는 능력으로 유명합니다.
강산 및 알칼리 : pH의 탁월한 안정성은 2 내지 12 사이이며 화학 저장 탱크 및 배관에 이상적입니다.
소금 솔루션 및 해수 : 해양 구조물은 염화물이 풍부한 환경에서 최소한의 분해로부터 혜택을받습니다.
UV & Weathering : 첨가제 및 클리어 코트 마감 처리는 자외선 방사선을 차단하여 야외 서비스 수명을 연장 할 수 있습니다.
참고 : 공격적인 유기 용매 (예 : 케톤, 에스테르)와 직접 접촉하려면 매트릭스 팽창을 방지하기 위해 추가 장벽 코팅이 필요할 수 있습니다.
3. 제조 기술
몇몇 확립 된 프로세스는 유연한 생산량 및 부품 복잡성을 가능하게합니다.
핸드 레이 업 :
브러시 또는 롤러 적용 수지에 의해 습윤 된 섬유 플라이의 수동 배치.
대규모 형식 또는 저용량 부품에 적합한 툴링 비용이 낮습니다.
진공 보조 수지 전달 성형 (VARTM) :
곰팡이에 놓인 섬유는 진공 상태에서 밀봉되어 있습니다. 강화에 침투하기 위해 수지를 끌어 당깁니다.
더 나은 섬유 습식, 낮은 공허 함량 및보다 일관된 기계적 특성을 제공합니다.
오토 클레이브 경화 :
사전 임신 ( 'prepreg ') Lay -ups는 높은 압력 및 온도로 경화됩니다.
항공 우주 및 고성능 해양 응용 분야에서 선호하는 높은 섬유 부피 분획 및 최소 다공성을 생산합니다.
압축 성형 :
다진 섬유 - 레신 혼합물을 가열 금형에 넣고 형성되도록 압축된다.
중간 규모의 중간 정도의 복잡한 구성 요소에 적합합니다.
4. 일반적인 응용 프로그램
화학적 가공 장비 : 산, 알칼리 및 용매를위한 저장 탱크, 세정기 및 덕트.
물 및 폐수 처리 : 클로라이드 및 기타 오염 물질에 노출 된 정화기, 필터 하우징 및 배관.
Marine & Offshore : 선체 패널, 격자 및 구조적 지원은 부식 및 바이오 오피에 저항합니다.
인프라 : 미학과 내구성을 결합한 교량 난간, 소음 장벽 및 건축 패널.
재생 에너지 : 풍력 터빈 블레이드는 유리 섬유/에폭시의 피로 저항성과 가벼운 중량을 활용합니다.
5. 장점 및 제한
| 장점 | 제한 |
| 탁월한 강도 비중 비율 | 서비스 온도는 일반적으로 ~ 100 ° C로 제한됩니다 |
| 뛰어난 부식과 풍화 저항 | 용매 내성에 추가 코팅이 필요할 수 있습니다 |
| 고도로 사용자 정의 가능한 섬유 방향 및 기하학 | 더 긴 치료주기 및 수동 인건비의 잠재력 |
| 전기 절연 특성 | 일부 열가소성 대안보다 연성이 적습니다 |
6. 다른 부식성 플라스틱 및 복합재
비닐 에스테르 유리 섬유 (VE -GFRP) : 에폭시의 부식 저항을 폴리 에스테르의 비용 장점과 혼합합니다. 최대 ~ 120 ° C를 수행합니다.
불포화 폴리 에스테르 GFRP (UP -GFRP) : 배수 및 지하 배관에서 저온 (<80 ° C) 적용에 적합한 경제적이며 경제적입니다.
탄소 섬유 복합재 (CFRP) : 에폭시 또는 기타 고성능 수지의 탄소 보강재는 프리미엄 비용으로 우수한 강성과 피로 수명을 산출합니다.
고성능 열가소성 복합재 (Peek -GFRP, PEI -GFRP) : 150 ° C 이상의 적용 또는 방사선이 풍부한 환경에서 열가소성 강도와 섬유 강도를 결합하십시오.
Fluoropolymer -Lined Systems (PTFE, PFA, PVDF) : 거의 보편적 인 화학 저항성을 제공하지만 섬유 복합재보다 무겁고 덜 뻣뻣합니다.
7. 올바른 자료 선택
부식성 복합재를 선택할 때 다음 요소를 평가하십시오.
화학적 노출 : 용매, 산, 알칼리 및 농도를 식별하십시오.
작동 온도 : 재료의 열 변형 온도가 서비스 조건을 초과하는지 확인하십시오.
기계적 부하 요구 사항 : 인장, 굴곡 및 충격 강도를 적용 요구와 일치시킵니다.
제조 고려 사항 : 균형 도구 비용, 생산량 및 부품 복잡성.
수명주기 및 유지 보수 : 예상 수명, 검사 간격 및 수리 가능성의 요소.
결론
에폭시 유리 섬유 복합재는 부식성 환경을위한 다목적 고성능 재료로 두드러집니다. 구성, 처리 방법 및 서비스 특성을 이해함으로써 엔지니어 및 지정자는 산업 전반에 걸쳐 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 극심한 화학 저항성, 고온 내구성 또는 울트라 조명 중력 구조를 요구하는 프로젝트의 경우, 비닐 에스테르 복합재에서 플루오 폴리머 라이닝에 이르기까지 대체 시스템은 보완 솔루션을 제공합니다.
