Tworzywa konstrukcyjne z włóknem szklanym

Inżynieria materiałowa stale podąża za postępem technologicznym oferując coraz to lepsze modyfikacje tworzyw. Odpowiedzią na zwiększające się wymagania techniczne są kompozyty – materiały tworzone z połączeń polimeru (matrycy) i włókna spełniającego rolę wzmacniającą. W wyniku tego powstaje innowacyjny produkt o lepszych właściwościach (zwłaszcza mechanicznych) nieosiągalnych w przypadku bazowych tworzyw. Włókna szklane to jeden z najczęściej wykorzystywanych dodatków wzmacniających w polimerach ulepszanych włóknami. Tworzywa konstrukcyjne z włóknem szklanym zyskują lepszą wytrzymałość mechaniczną, są lekkie i odporne na korozję.  

Dodatek włókna szklanego

Włókno szklane jest stosowane przede wszystkim w celu wzmocnienia i zwiększenia wytrzymałości tworzywa na rozciąganie i ściskanie. Dodatkowo nadaje materiałowi twardość i sztywność oraz zwiększa jego termiczną stabilność wymiarową. Jest to bardzo efektywne połączenie i w niektórych aplikacjach wzmocnione polimery mogą zastępować metal. Wytrzymałość materiału zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości włókien szklanych i ich ustawieniem w jednym kierunku. Ponadto ich dodatek warunkuje dobre właściwości dielektryczne, dzięki czemu tworzywo nie przewodzi prądu. Wszystkie wymienione właściwości sprawiają, że tworzywa konstrukcyjne z włóknem szklanym należą obecnie do najchętniej wybieranych materiałów przeznaczonych do wytwarzania wyrobów o dużej wytrzymałości mechanicznej i sztywności, szczególnie w motoryzacji, elektrotechnice i do budowy maszyn. Należy pamiętać, że domieszka włókna szklanego może ścierać powierzchnie współpracujące, dlatego w mniejszym stopniu sprawdza się do rozwiązań ślizgowych i wymagających odporności na zużycie.

 

 

Tworzywa konstrukcyjne z włóknem szklanym

Dodatek włókna szklanego jest szeroko stosowanym w inżynierii materiałowej. Do tworzyw domieszkowanych włóknami szkła należą:

• Poliamid (PA)
• Poliacetal (POM-C)
• Polipropylen (PP)
• Teflon (PTFE)
• Peek
• Poliwęglan (PC)

  Poliamid wytłaczany wypełniony włóknem szklanym (PA66 GF30) Materiał wypełniony w 30% swojej objętości włóknem szklanym. W porównaniu do poliamidu naturalnego wykazuje większą wytrzymałość mechaniczną, sztywność oraz lepszą stabilność wymiarową, a także posiada wyższą dopuszczalną temperaturę pracy. Dostępny w kolorze czarnym. Poliacetal z włóknem szklanym (POM-C GF25) Modyfikacja poliacetalu z 25% domieszką włókna szklanego. Tworzywo zyskało lepszą sztywność i wytrzymałość zmęczeniową oraz odporność na odkształcenia termiczne. Dodatkowo POM-C GF25 zapewnia bardzo dobrą izolację elektryczną i wyjątkową odporność chemiczną. Jednak dodatek włókien szklanych może mieć znaczące działanie cierne na powierzchnie współpracujące i może nie sprawdzać się do elementów ślizgowych. Polipropylen wypełniony włóknem szklanym (PP 30 GF) PP z 30% dodatkiem włókna szklanego zwiększa wytrzymałość materiału. Nadaje twardość, sztywność i warunkuje znakomitą stabilność wymiarową tworzywa. Teflon + szkło (PTFE + GF) Podstawowa wersja PTFE dopełniona włóknami szkła w 10-40%. Modyfikacja jest zdecydowanie sztywniejsza od bazowego tworzywa oraz wykazuje większą termiczną wytrzymałość kształtu, a także odporność na ścieranie, ściskanie i zużycie. Z drugiej jednak strony pogorszeniu uległy właściwości elektryczne i chemiczne. PEEK  domieszkowany włóknem szklanym GF 30 Kompozyt w 30% wypełniony włóknem szklanym zyskuje przez to dużą sztywność i wytrzymałość materiałową oraz stabilność wymiarową szczególnie w wysokich temperaturach.