보강재는 FRP 제품의 지지 골격 역할을 하며, 압출 성형 제품의 기계적 특성을 결정하는 핵심 요소입니다. 또한 보강재를 사용하면 제품의 수축률을 줄이고 열 변형 온도 및 저온 충격 강도를 높이는 데에도 효과가 있습니다.
FRP 제품 설계 시 보강재 선택은 제품의 성형 공정을 충분히 고려해야 합니다. 보강재의 종류, 적층 방법 및 함량은 FRP 제품의 성능에 큰 영향을 미치며, 기본적으로 FRP 제품의 기계적 강도와 탄성 계수를 결정하기 때문입니다. 또한, 서로 다른 보강재를 사용한 압출 성형 제품의 성능도 다릅니다.
또한, 성형 공정의 제품 성능 요구 사항을 충족하는 동시에 비용도 고려해야 하며, 가능한 한 저렴한 보강재를 선택해야 합니다. 일반적으로 유리 섬유 가닥의 비픽킹 로빙은 섬유 직물보다 비용이 저렴합니다.유리섬유 매트알칼리 섬유는 직물보다 투과율이 낮고 불투과성이 우수하지만 강도가 낮습니다. 알칼리 섬유는 무알칼리 섬유보다 저렴하지만 알칼리 함량이 증가함에 따라 내알칼리성, 내식성 및 전기적 특성이 저하됩니다.
일반적으로 사용되는 보강재의 종류는 다음과 같습니다.
1. 꼬임이 없는 유리 섬유 로빙
강화된 사이징제를 사용하여 꼬임을 풀었습니다.유리 섬유 로빙생사는 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다: 합사된 생사, 직접 꼬임이 없는 로빙, 그리고 벌크 처리된 꼬임이 없는 로빙.
꼬인 가닥의 장력이 고르지 않아 처지기 쉽고, 이로 인해 압출 성형 장비의 공급단에서 느슨한 고리가 생겨 작업의 원활한 진행을 방해합니다.
직접 미연마 로빙은 뭉침성이 좋고, 수지 침투 속도가 빠르며, 제품의 기계적 특성이 우수하다는 특징이 있어 현재는 대부분 직접 미연마 로빙이 사용되고 있습니다.
벌크 로빙은 크림프 로빙이나 에어 텍스처드 로빙과 같이 제품의 횡강도를 향상시키는 데 유용합니다. 벌크 로빙은 긴 연속 섬유의 높은 강도와 짧은 섬유의 부피감을 모두 가지고 있습니다. 또한 내열성, 낮은 열전도율, 내식성, 높은 용량 및 우수한 여과 효율을 지닌 소재입니다. 일부 섬유는 모노필라멘트 형태로 벌크화되어 있어 압출 성형 제품의 표면 품질을 향상시킬 수도 있습니다. 현재 벌크 로빙은 국내외에서 장식용 또는 산업용 직물의 경사 및 위사로 널리 사용되고 있으며, 마찰재, 절연재, 보호재 또는 밀봉재 생산에도 활용될 수 있습니다.
압출 성형용 꼬임 없는 유리 섬유 로빙의 성능 요구 사항:
(1) 오버행 현상 없음;
(2) 섬유 장력이 균일합니다.
(3) 좋은 묶음;
(4) 우수한 내마모성;
(5) 부서진 머리가 거의 없고, 털을 부풀리기도 쉽지 않습니다.
(6) 우수한 습윤성 및 빠른 수지 함침.
(7) 높은 강도와 강성.
2. 유리섬유 매트
인발 성형 FRP 제품이 충분한 횡방향 강도를 갖도록 하기 위해서는 단섬유 매트, 연속섬유 매트, 복합 매트, 무연사 직물과 같은 보강재를 사용해야 합니다. 연속섬유 매트는 현재 가장 일반적으로 사용되는 유리섬유 횡방향 보강재 중 하나입니다. 제품의 외관을 개선하기 위해,표면 매트때때로 사용됩니다.
연속 섬유 매트는 여러 겹의 연속 유리 섬유가 원형으로 무작위로 배열되어 있으며, 섬유들은 접착제로 접착되어 있습니다. 표면 펠트는 일정한 길이의 잘게 자른 섬유들을 무작위로 균일하게 배열하고 접착제로 접착하여 만든 얇은 종이와 같은 펠트입니다. 섬유 함량은 5%~15%이고 두께는 0.3~0.4mm입니다. 이 소재는 제품 표면을 매끄럽고 아름답게 만들 뿐만 아니라 제품의 내구성을 향상시킵니다.
유리섬유 매트의 특징은 다음과 같습니다: 우수한 도포성, 수지 흡수 용이성, 높은 접착 함량
유리섬유 매트의 압출 성형 공정 요구 사항:
(1) 기계적 강도가 높다
(2) 화학적으로 결합된 잘게 자른 섬유 매트의 경우, 바인더는 성형 공정 중 충분한 강도를 보장하기 위해 침지 및 사전 성형 중 화학적 및 열적 영향에 대한 저항성을 가져야 합니다.
(3) 우수한 습윤성;
(4) 솜털이 적고 머리가 부러지는 경우가 적습니다.
유리섬유 스티치 매트
유리섬유 복합 매트
3. 폴리에스터 섬유 표면 매트
폴리에스터 섬유 표면 펠트는 압출 성형 산업에서 새롭게 등장하는 보강 섬유 소재입니다. 미국에서는 넥서스(Nexus)라는 제품이 널리 사용되고 있으며, 압출 성형 제품에서 기존 소재를 대체하는 데 활용되고 있습니다.유리섬유 표면 매트효과가 좋고 비용이 저렴합니다. 10년 이상 성공적으로 사용되어 왔습니다.
폴리에스터 섬유 티슈 매트 사용의 장점:
(1) 제품의 내충격성, 내식성 및 대기노화성을 향상시킬 수 있습니다.
(2) 제품의 표면 상태를 개선하고 제품 표면을 더욱 매끄럽게 만들 수 있습니다.
(3) 폴리에스터 섬유 표면펠트의 적용성 및 인장 특성은 C 유리 표면펠트보다 훨씬 우수하며 압출 공정 중 끝부분이 쉽게 파손되지 않아 주차 사고를 줄입니다.
(4) 압출 속도를 높일 수 있습니다.
(5) 금형의 마모를 줄이고 금형의 수명을 연장할 수 있습니다.
4. 유리섬유 천 테이프
일부 특수 압출 성형 제품의 경우, 특정한 성능 요구 사항을 충족하기 위해 폭이 고정되고 두께가 0.2mm 미만인 유리 섬유 직물이 사용되며, 이러한 직물은 인장 강도와 횡강도가 매우 우수합니다.
5. 2차원 직물과 3차원 직물의 응용
인발 성형 복합 제품의 횡방향 기계적 특성은 좋지 않지만, 양방향 편조를 사용하면 인발 성형 제품의 강도와 강성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
이 직물의 날실과 씨실 섬유는 서로 엮이지 않고 다른 직조 소재와 엮여 있어 기존의 유리 섬유 직물과는 완전히 다릅니다. 각 방향의 섬유는 평행하게 배열되어 굽힘이 발생하지 않으므로, 압출 성형된 제품의 강도와 강성은 연속 펠트로 만든 복합재보다 훨씬 높습니다.
현재 삼방향 편조 기술은 복합재료 산업에서 가장 매력적이고 활발한 기술 개발 분야로 자리 잡았습니다. 하중 요구 조건에 따라 보강 섬유를 3차원 구조로 직접 편조하여 복합재료 제품과 동일한 형상을 구현할 수 있습니다. 이 삼방향 직물은 압출 성형 공정에서 기존 보강 섬유 압출 성형 제품의 층간 전단 문제를 극복하는 데 사용됩니다. 기존 제품은 전단 강도가 낮고 박리가 쉽게 발생하는 단점이 있었지만, 삼방향 직물은 층간 성능이 매우 우수합니다.
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게시 시간: 2022년 7월 23일
