ในสาขาวัสดุศาสตร์อันกว้างขวาง ผ้าใยแก้ว มีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในหลายอุตสาหกรรมด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแกร่งทางกล ในฐานะที่เป็นวัสดุเสริมแรงที่ทอจากเส้นใยแก้วที่ต่อเนื่อง ผ้าใยแก้วไม่เพียงแต่สืบทอดข้อดีหลายประการของใยแก้วเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเสถียรของโครงสร้างและคุณสมบัติทางกลผ่านเทคโนโลยีการทอผ้าอีกด้วย กลายเป็นหนึ่งในวัสดุที่ต้องการในการใช้งานทางวิศวกรรมหลายประเภท
ประสิทธิภาพหลักของความแข็งแรงทางกล
ความแข็งแรงทางกลเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดความสามารถของวัสดุในการต้านทานความเสียหายจากแรงภายนอก สำหรับผ้าใยแก้ว ความแข็งแรงเชิงกลจะสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในด้านต่อไปนี้:
ความต้านทานแรงดึง: ผ้าใยแก้ว มีความต้านทานแรงดึงสูงมาก ซึ่งหมายความว่าสามารถทนต่อแรงดึงขนาดใหญ่ได้โดยไม่แตกหัก คุณสมบัตินี้ทำให้ผ้าใยแก้วทำงานได้ดีในสถานการณ์ที่ต้องทนต่อแรงดึงหรือแรงตึง เช่น การเสริมโครงสร้างอาคาร สายเคเบิลสะพาน เป็นต้น
ความต้านทานแรงดัดงอ: นอกจากความต้านทานแรงดึงแล้ว ผ้าใยแก้วยังมีคุณสมบัติดัดงออีกด้วย เมื่ออยู่ภายใต้แรงดัดงอ จะสามารถกระจายความเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันความเสียหายที่เกิดจากความเข้มข้นของความเครียดในพื้นที่ คุณสมบัตินี้ช่วยให้ผ้าใยแก้วสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความมั่นคงสูงเมื่อผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีรูปร่างซับซ้อน
แรงเฉือน: แรงเฉือนคือแรงทำลายล้างที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุถูกแรงขนานกับพื้นผิวรับแรง ผ้าใยแก้วมีความต้านทานแรงเฉือนสูงผ่านการสานและการยึดเกาะระหว่างเส้นใย ซึ่งสามารถต้านทานความเสียหายจากแรงเฉือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้ผ้าใยแก้วแสดงประสิทธิภาพในสถานการณ์ที่มีการรับแรงเฉือน เช่น คอมโพสิตลามิเนต การเสริมแรงของท่อ ฯลฯ
ความเหนียวทนต่อแรงกระแทก: แม้ว่าผ้าใยแก้วจะเป็นวัสดุที่เปราะ แต่ความเหนียวทนต่อแรงกระแทกสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านการดูแลเป็นพิเศษและเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทอผ้า เมื่ออยู่ภายใต้แรงกระแทก ผ้าใยแก้ว สามารถดูดซับและกระจายพลังงานกระแทกและลดความเสียหายต่อโครงสร้าง คุณสมบัตินี้ทำให้ผ้าใยแก้วมีค่าการใช้งานที่สำคัญในสถานการณ์ที่ต้องต้านทานแรงกระแทก เช่น การทดสอบการชนกันของรถยนต์ และการออกแบบการชนกันของนกสำหรับยานยนต์และอวกาศ
วิธีปรับปรุงความแข็งแรงทางกล
เพื่อที่จะปรับปรุงความแข็งแรงทางกลของ ผ้าใยแก้ว ผู้ผลิตได้ใช้แนวทางที่หลากหลายในการปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพ:
เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของเส้นใย: การลดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยและการเพิ่มความยาวของเส้นใยสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของผ้าใยแก้วได้ เส้นใยบางและยาวสามารถส่งผ่านและกระจายความเครียดได้ดีขึ้น และลดโอกาสที่จะแตกหัก
กระบวนการทอผ้า: การใช้กระบวนการทอขั้นสูง เช่น ผ้าทอธรรมดา สิ่งทอลายทแยง ผ้าซาติน ฯลฯ รวมถึงการเพิ่มความหนาแน่นของการทอผ้า สามารถปรับปรุงเสถียรภาพของโครงสร้างและความแข็งแรงเชิงกลของผ้าใยแก้วได้อย่างมีนัยสำคัญ วิธีการทอผ้าที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานและความต้องการที่แตกต่างกัน
การรักษาพื้นผิว: การรักษาพื้นผิวของผ้าใยแก้ว เช่น การเคลือบด้วยเรซิน การชุบด้วยสารเสริมแรง ฯลฯ สามารถเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุคอมโพสิตโดยรวม
การผสมและการเคลือบ: การผสมหรือเคลือบผ้าใยแก้วกับวัสดุอื่นๆ (เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ อะรามิด ฯลฯ) สามารถสร้างวัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่ที่มีความแข็งแรงเชิงกลสูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ครอบคลุม
ก่อนหน้า
