Sợi thủy tinh – Vật liệu gia cường phổ biến cho Composite

Ngày đăng: 10/01/2019

1. Tóm tắt
Sợi thuỷ tinh liên tục, gia cường cho vật liệu chất dẻo được sản xuất thương mại đầu tiên ở Anh vào khoảng năm 1930. Trong thời gian đầu, thuỷ tinh A (Alkali glass) được sử dụng phổ biến để sản xuất sợi thuỷ tinh gia cường. Tuy nhiên, hiện nay thuỷ tinh A được thay thế hoàn toàn bằng thuỷ tinh E (Electrical grade glass). Thuỷ tinh E là thuỷ tinh borosilicat chứa rất ít kiềm, có các tính chất cơ học, cách điện và chịu hoá chất tốt.
Một loại thuỷ tinh thương mại khác là thuỷ tinh C (C-glass) bền hoá chất. Các loại thuỷ tinh R và S có độ bền cao hầu như chỉ sử dụng trong lĩnh vực vũ trụ.
Tất cả các loại sợi thuỷ tinh cần phải được xử lý bề mặt khi sản xuất. Việc xử lý này quyết định khả năng gia công của sợi và ngăn chặn ma sát bên trong sợi. Điều đó cũng giúp giữ các sợi đơn với nhau khi bện hay dệt.

2. Thành phần hóa học của các loại sợi thủy tinh
Các loại sợi thủy tinh phổ biến hiện nay, bao gồm:
                    + Sợi A: sợi thủy tinh có hàm lượng kiềm cao, kháng ẩm kém;
                    + Sợi C: Sợi thủy tinh bền hóa chất, dùng cho mục đích chống ăn mòn;
                    + Sợi E: Sợi thủy tinh dùng cho vật liệu cách điện;
                    + Sợi S, R: sợi thủy tinh có modun và độ bền kéo cao sử dụng cho những mục đích đặc biệt.

Sợi thủy tinh

Thành phần

A C E R S

 SiO2
 Al2O3.Fe2O3
 CaO
 MgO
 Na2O.K2O
 B2O3
 BaO

72.0
1.5
10.0
2.5
14.2
-
-
64.6
4.1
13.4
3.3
9.6
4.7
0.9
52.4
14.4
17.2
4.6
0.8
10.6
-
60.0
25.5
9.0
6.0
-
-
-
64.4
25.0
-
10.3
0.3
-
-

3. Tính chất cơ, lý, hóa của sợi thủy tinh

Tính chất A C E S
Khối lượng riêng, g/cm3 2.45 2.45 2.56 2.49
Độ bền kéo, GPa 2.45 3.03 3.45 4.59
Modul đàn hồi, MPa - 69 72.4 85.5
Hệ số dẫn nở nhiệt, l/0K 8.6 7.2 5.0 5.6
Hệ số truyền nhiệt, w/m0K - - 10.4 -
Nhiệt dung riêng, cal/g - 0.212 0.197 0.170
Nhiệt độ chảy mềm, oC 700 690 850 990
Hằng số điện môi ở 20oC, 1Hz 6.9 7.0 6.3 5.1
Chỉ số khúc xạ 1.512 1.520 1.548 1.523
Vận tốc âm, m/s - - 5330 5850

4. Các dạng sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh được sử dụng có thể ở dạng mat rời, dệt thành từng tấm vải với các phương pháp dệt các nhau hoặc ở dạng sợi cắt ngắn (hay sợi băm). Mỗi loại có tính năng cơ lý tương ứng phù hợp từng mục đích sử dụng.
                    + Vải phẳng: sự bố trí lên xuống của sợi ngang và sợi dọc xen kẽ nhau làm tăng độ bền va đập
                    + Vải chéo: bố chí 1 sợi dọc và 2 sợi ngang xen kẽ nhau, do đó vài mềm hơn vải phẳng dùng để phủ các góc cạnh
                    + Vải đơn hướng: sợi dọc lớn hơn sợi ngang và khít hơn sợi ngang nhiều lần nằm tạo sản phẩm có độ bền cao hơn hướng dọc
                    + Vải thô: vải dệt từ sợi roving (sợi roving liên tục được se thành), có khối lượng riêng 0.407-1.350 kg/m2, có bề dày từ 0.51-1.02mm. Loại này được sử dụng rộng rãi
                    + Vải mat: gồm các sợi sơ hay sợi liên tục được phân bố hỗn hợp đa hướng. Sợi mat bao gồm 3 loại: mat từ sợi xơ, mat từ sợi liên tục, mat trang trí.

5. Ưu điểm sợi thủy tinh
                    + Độ đàn hồi cao, độ cứng tốt.
                    + Là sợi vô cơ, không gây cháy.
                    + Độ bền hóa học, cơ học cao.
                    + Thấm nước ít.
                    + Tính chịu nhiệt cao.
                    + Gia công thuận lợi, phổ biến, có thể đạt nhiều thành phẩm với hình thái khác nhau như: sợi, bó, nỉ, vải...
                    + Tỉ số giữa tính năng cơ học / giá thành cao hơn các loại cốt sợi gia cường khác.

6. Nhựa điểm sợi thủy tinh

                    + Sợi thủy tinh có nhiều khuyết tật trên bề mặt (bong tróc, lồi lõm) do ma sát giữa các sợi với nhau, sợi càng dài thì khuyết tật này càng lớn.
                    + Độ ẩm làm giảm độ bền thủy tinh.
                    + Nhiệt độ càng tăng, độ bền sợi thủy tinh càng giảm và sợi E giảm nhiều hơn sợi S, nhưng mođun cả sợi E và sợi S lại giảm như nhau.
                    + Cơ tính giảm là do sự sắp xếp lại trật tự phân tử theo khuynh hướng ít bị nén hơn nên sợi dẻo dai hơn.

Xem thêm các sản phẩm sợi cacbon khác tại đây

Liên hệ trực tiếp để được tư vấn:
Công ty Hóa nhựa Phú Hưng
VPHN: Tòa nhà 17T5, Hoàng Đạo Thúy, Cầu Giấy, Hà Nội
Hotline: Mr Quân Cao 094.294.5885
Website: hoanhuaphuhung.com

Thong ke
HOTLINE : 094.294.5885