LGF는 SGF 복합재와 비교됩니다.
고성능 엔지니어링 플라스틱 개질 분야에서 유리 섬유 강화는 의심할 여지 없이 가장 성숙하고 널리 적용되는 기술 접근 방식입니다. 그러나 많은 엔지니어와 구매자에게는 겉보기에 단순한 매개변수인 - 섬유 길이 -가 과소평가되는 경우가 많습니다.
유리 섬유 강화 열가소성 수지에 관해 이야기할 때, 짧은 유리 섬유(SGF)와 긴 유리 섬유(LGF)는 유사한 구성을 가지고 있음에도 불구하고 미세 구조에서 거시적 성능에 이르기까지 매우 다른 특성을 나타냅니다. 이 기사에서는 이 두 재료의 기본 논리와 응용 범위를 비교하기 위해 재료 내부에 대해 자세히 설명합니다.
유래: 유전적 차이
둘 사이의 차이점은 생산 라인에서 미리 결정되어 있습니다.
단유리섬유(SGF)는 업계의 "전통적인 표준"입니다. 생산은 일반적으로 단축 섬유가 수지와 혼합되어 용융되는 이축-스크류 압출기에서 수행됩니다. 이 과정에서 강렬한 기계적 전단력이 유리 섬유를 파괴하여 최종 입자의 섬유가 일반적으로 매우 짧아집니다(약 0.2mm - 0.4mm). 이 공정은 매우 효율적이고 비용 효율적이므로-SGF는 대부분의 변형 플라스틱에 선호되는 선택이 되었습니다.
대조적으로, 장유리섬유(LGF)는 보다 "고귀한" 기원을 가지고 있습니다. 케이블-코팅 인발 성형 공정을 사용하여 생산됩니다. 유리섬유다발을 특정 금형에 있는 용융수지에 완전히 담근 후 케이블처럼 뽑아낸 후 냉각, 과립화하는 과정을 거친다. 이 공정에서 입자 길이는 섬유 길이와 동일합니다(일반적으로 10mm - 12mm 또는 그 이상). 이 특별한 공정은 섬유의 무결성을 극대화하여 후속 성능 도약을 위한 토대를 마련하도록 설계되었습니다.
GF 재질: 내부 구조
현미경으로 확대하면 완전히 다른 두 장면을 볼 수 있는데, 이것이 둘 사이의 성능 차이의 근본적인 이유입니다.
짧은 유리 섬유 부품에서는 미세 섬유가 수지 매트릭스 내에 이쑤시개처럼 분산됩니다. 재료의 강성을 향상시킬 수 있지만 섬유는 서로 독립적으로 작동하며 상호 연결이 부족합니다. 스트레스를 받으면 주로 "채우고 강화하는" 역할을 합니다.
그러나 장유리섬유 부품 내부에서는 상황이 완전히 다릅니다. 사출 성형 후 섬유 길이가 다소 줄어들더라도 유지 길이는 여전히 1 mm - 3 mm 이상(단유리 섬유의 10배 이상)에 달할 수 있습니다. 더 중요한 것은 이러한 긴 섬유가 구성요소 내에서 구부러지고 서로 얽혀 3차원-'골격 네트워크'를 형성한다는 것입니다. 이 네트워크 구조는 콘크리트의 강철 막대와 같아서 전체 재료를 단단히 고정시킵니다.
퍼포먼스 게임
특히 극한 조건을 처리할 때 긴 유리 섬유가 기계적 특성 측면에서 짧은 유리 섬유를 거의 전면적으로 억제하는 것은 바로 이 '프레임워크 네트워크' 때문입니다.{0}}
1. 충격 저항의 질적 변화.이것이 LGF 소재의 가장 핵심적인 장점이다. 단유리섬유 소재에 외력 충격이 가해지면 균열이 단섬유를 쉽게 우회하여 빠르게 팽창할 수 있고, 섬유가 뽑히기 쉬워 취성 소재의 성능이 저하됩니다. 그러나 긴 유리 섬유 내부의 와인딩 네트워크는 충격 에너지를 효과적으로 흡수하고 분산시킬 수 있습니다. 균열이 확장되려면 긴 섬유의 막힘을 극복해야 하며 심지어 섬유를 끊어야 합니다. 따라서 LGF 소재의 노치 충격 강도는 일반적으로 SGF 소재의 2~3배이며 저온 환경에서도 인성을 유지합니다.-
2. 전투 중고온 및 내구성에 대한장기간-부하가 가해지면 플라스틱은 '크리프'(즉, 시간이 지남에 따라 영구 변형이 발생)하는 경향이 있습니다. 단섬유는 폴리머 사슬의 미끄러짐을 효과적으로 방지하기에는 너무 짧습니다. 그러나 긴 유리 섬유의 네트워크 구조는 수지 매트릭스를 단단히 "유지"하여 크리프를 크게 억제할 수 있습니다. 더욱이, 고온-환경에서 LGF 재료의 고온 피로 강도는 SGF보다 훨씬 뛰어납니다. 따라서 LGF는 교번 응력 환경을 견뎌야 하는 자동차 엔진 부품, 구조 부품 등에 이상적인 선택입니다.
3. 치수 안정성의 경쟁사출 성형 부품은 뒤틀림 변형 문제에 직면하는 경우가 많습니다. 이는 흐름 방향을 따라 섬유가 정렬(배향)되어 발생하는 이방성으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 짧은 유리 섬유의 방향은 매우 강하여 성형 부품이 구부러지기 쉽습니다. 그러나 긴 유리 섬유는 서로 감겨져 있기 때문에 방향이 지정되어 있기는 하지만 수직 방향으로도 구속력을 제공합니다. 그 결과 LGF 성형 부품의 수축률이 더욱 균일해지고 뒤틀림이 작아져 치수 정확도에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 대형 부품을 제조하는 데 매우 적합합니다.
LGF와 SGF가 공존하는 이유는 무엇입니까?
장유리섬유의 성능이 이렇게 뛰어난데 왜 단유리섬유를 완전히 대체하지 못한 걸까요? 그 이유는 재료 분야에는 완벽한 재료가 없기 때문입니다. 가장 적합한 재료만 있습니다. 짧은 유리 섬유는 다음과 같은 측면에서 여전히 장점을 가지고 있습니다.
첫째, 가공의 편리성과 외관상의 측면이다. 긴 유리 섬유를 가공할 때는 섬유 파손을 방지하기 위해 매우 세심한 공정 제어가 필요하며 "섬유가 떠다니는" 경향이 있어 표면이 거칠어집니다. 반면, 단유리섬유는 유동성이 좋고, 표면을 쉽게 매끄럽고 윤기나게 만들 수 있습니다. 소비자 전자 쉘과 같이 외관 요구 사항이 높고 구조가 복잡하며 강도가 중간 수준인 제품의 경우 SGF가 여전히 선두를 달리고 있습니다.
다음 측면은 비용- 효율성입니다. LGF의 원자재 비용과 가공 비용은 일반적으로 SGF보다 높습니다. 극도의 내충격성이나 크리프 저항성을 요구하지 않는 일반 분야에서 LGF를 사용하는 것은 의심할 여지 없이 과도한-성능과 비용 낭비를 초래합니다.
그러므로 장유리섬유와 단유리섬유의 경쟁은 단순한 우열의 문제가 아닙니다. 오히려 그것은 애플리케이션 시나리오의 분할에 있습니다. 목표가 "강철을 플라스틱으로 대체"하는 것이고 상당한 충격을 견딜 수 있는 재료가 필요하거나 장기간의 무거운 하중을 견딜 수 있는 재료가 필요하거나 경량화를 위해 알루미늄 합금 다이캐스트 부품을 교체해야 하는 경우 LGF(장유리섬유)는 필수적인 고성능 솔루션입니다.-
귀하의 제품이 절묘한 외관, 복잡한 구조에 더 중점을 두고 극도의 인성에 대한 요구 사항이 낮으면서 기본적인 견고한 지지를 주로 목표로 한다면 단유리섬유(SGF)가 성능과 비용의 균형을 맞추는 최선의 선택입니다.
