Pogoste vrste steklenih vlaken in tkanin

Steklene vlaknene podloge

1.Podloga iz sesekljanih pramenov (CSM)Steklena vlakna(včasih tudi neprekinjeni roving) se razreže na 50 mm dolge kose, ki se naključno, a enakomerno položijo na tekoči trak. Nato se nanese emulzijsko vezivo ali pa se nanj posipa praškasto vezivo, material pa se segreje in strdi, da se tvori sesekljana preproga. CSM se uporablja predvsem pri ročnem polaganju, neprekinjeni izdelavi plošč, brizganju v kalupih in postopkih SMC (Sheet Molding Compound). Zahteve glede kakovosti za CSM vključujejo:

• Enakomerna površinska teža po vsej širini.
• Enakomerna porazdelitev sesekljanih pramenov na površini podloge brez velikih praznin in enakomerna porazdelitev veziva.
• Zmerna trdnost suhe podloge.
• Odlične lastnosti omočenja in penetracije smole.

2.Neprekinjena filamentna podloga (CFM)Neprekinjeni filamenti iz steklenih vlaken, ki nastanejo med postopkom vlečenja ali se odvijajo iz rovinga, se položijo v vzorcu osmice na neprekinjeno premikajoči se mrežasti trak in vežejo s praškastim vezivom. Ker so vlakna v CFM neprekinjena, zagotavljajo boljšo ojačitev kompozitnih materialov kot CSM. Uporablja se predvsem v postopkih pultruzije, RTM (Resin Transfer Molding), tlačnega brizganja v vrečke in GMT (Glass Mat Reinforced Thermoplastics).

3.Površinska podlogaIzdelki iz FRP (vlakno ojačane plastike) običajno zahtevajo površinsko plast, bogato s smolo, kar se običajno doseže z uporabo površinske podloge iz srednje alkalnega stekla (C-steklo). Ker je ta podloga izdelana iz C-stekla, zagotavlja FRP kemično odpornost, zlasti odpornost na kisline. Poleg tega lahko zaradi svoje tankosti in manjšega premera vlaken absorbira več smole in tvori plast, bogato s smolo, ki prekriva teksturo materialov za ojačitev iz steklenih vlaken (kot je tkani roving) in služi kot površinska obdelava.

4.Iglana podlogaLahko se razdeli v podlogo iz sesekljanih vlaken in podlogo iz neprekinjenih filamentov.

•  Sesekljana vlaknasta iglana podlogaIzdeluje se tako, da se steklena vlakna narežejo na 50 mm dolge kose, se naključno položijo na podlago, ki je bila predhodno nameščena na tekočem traku, nato pa se vanjo prebodejo z bodičastimi iglami. Igle potisnejo sesekljana vlakna v podlago, bodice pa dvignejo tudi nekaj vlaken, s čimer se oblikuje tridimenzionalna struktura. Uporabljeni substrat je lahko ohlapno tkana tkanina iz steklenih ali drugih vlaken. Ta vrsta iglane podloge ima teksturo, podobno filcu. Uporablja se predvsem za toplotno in zvočno izolacijske materiale, obloge in filtracijske materiale. Uporablja se lahko tudi pri proizvodnji FRP, vendar ima nastali FRP manjšo trdnost in omejeno področje uporabe.
•  Neprekinjena filamentna iglana podlogaIzdeluje se z naključnim metanjem neprekinjenih filamentov iz steklenih vlaken na neprekinjen mrežast trak z uporabo naprave za razporejanje filamentov, čemur sledi iglanje z iglano ploščo, da se oblikuje podloga s prepleteno tridimenzionalno strukturo vlaken. Ta podloga se uporablja predvsem pri proizvodnji termoplastičnih štampiljk, ojačanih s steklenimi vlakni.

5.Šivana podlogaSesekljana steklena vlakna dolžine od 50 mm do 60 cm se lahko sešijejo skupaj s šivalnim strojem, da se tvori podloga iz sesekljanih vlaken ali podloga iz dolgih vlaken. Prva lahko v nekaterih aplikacijah nadomesti tradicionalni CSM, vezan z vezivom, druga pa lahko do neke mere nadomestijo CFM. Njihove skupne prednosti so odsotnost veziv, preprečevanje onesnaženja med proizvodnjo, dobra impregnacija s smolo in nižji stroški.

Tkanine iz steklenih vlaken

V nadaljevanju so predstavljene različne tkanine iz steklenih vlaken, tkane izpreje iz steklenih vlaken.

1. Steklena tkaninaSteklena tkanina, proizvedena na Kitajskem, je razdeljena na brezalkalno (E-steklo) in srednjealkalno (C-steklo); večina tuje proizvodnje uporablja brezalkalno stekleno tkanino E-GLASS. Steklena tkanina se uporablja predvsem za izdelavo različnih električnih izolacijskih laminatov, tiskanih vezij, karoserij vozil, rezervoarjev za shranjevanje, čolnov, kalupov itd. Srednjealkalna steklena tkanina se uporablja predvsem za izdelavo embalažnih tkanin s plastično prevleko in za korozijsko odporne aplikacije. Značilnosti tkanine so določene z lastnostmi vlaken, gostoto osnove in votka, strukturo preje in vzorcem tkanja. Gostoto osnove in votka določata struktura preje in vzorec tkanja. Kombinacija gostote osnove in votka ter strukture preje določa fizikalne lastnosti tkanine, kot so teža, debelina in pretržna trdnost. Obstaja pet osnovnih vzorcev tkanja: navadna (podobna tkanemu rovingu), keper (običajno ±45°), satenasta (podobna enosmerni tkanini), leno (glavna vezava za mrežo iz steklenih vlaken) in mat tkanina (podobna oksfordski tkanini).

2.Trak iz steklenih vlakenDelimo ga na trak s tkanim robom (rob z obrobo) in trak z netkanim robom (obrabljen rob). Glavni vzorec tkanja je enobarvni. Trak iz steklenih vlaken brez alkalij se pogosto uporablja za izdelavo komponent električne opreme, ki zahtevajo visoko trdnost in dobre dielektrične lastnosti.

3.Enosmerna tkanina iz steklenih vlaken

•  Enosmerna osnovna tkaninaje štiripramenska prekinjena satenasta ali dolgodelna satenasta tkanina, tkana iz grobih osnovnih in finih votkovnih niti. Njena značilnost je visoka trdnost predvsem v smeri osnove (0°).
• Obstaja tudiEnosmerna votkovna tkanina iz steklenih vlaken, na voljo tako v osnovni pletenini kot v tkani izvedbi. Zanj so značilne grobe votkovne preje in fine osnovne preje, pri čemer so steklene vlakna večinoma usmerjene v smeri votka, kar zagotavlja visoko trdnost v smeri votka (90°).

4.3D tkanina iz steklenih vlaken (stereoskopska tkanina)3D tkanine so sorodne ravninskim tkaninam. Njihove strukturne značilnosti so se razvile iz enodimenzionalnih in dvodimenzionalnih v tridimenzionalne, kar daje kompozitnim materialom, ki jih ojačajo, dobro integriteto in prilagodljivost, kar znatno izboljša medplastno strižno trdnost in odpornost proti poškodbam kompozitov. Razvite so bile za posebne potrebe vesoljskega, letalskega, orožarskega in pomorskega sektorja, njihova uporaba pa se je zdaj razširila na avtomobilsko industrijo, športno opremo in medicinsko opremo. Obstaja pet glavnih kategorij: tkane 3D tkanine, pletene 3D tkanine, ortogonalne in neortogonalne negubane 3D tkanine, pletene 3D tkanine in druge oblike 3D tkanin. Oblike 3D tkanin vključujejo blokovne, stebraste, cevaste, votle prisekane stožce in nepravilne preseke s spremenljivo debelino.

5. Tkanina iz steklenih vlaken (oblikovana tkanina)Oblika predoblikovanih tkanin je zelo podobna obliki izdelka, ki ga naj bi ojačale, in jih je treba tkati na namenskih statvah. Simetrično oblikovane tkanine vključujejo: okrogle kape, stožce, klobuke, tkanine v obliki uteži itd. Izdelati je mogoče tudi asimetrične oblike, kot so škatle in trupi čolnov.

6.Tkanina iz steklenih vlaken (tkanina za šivanje po celotni debelini)Jedrna tkanina je sestavljena iz dveh vzporednih plasti tkanine, povezanih z vzdolžnimi navpičnimi trakovi. Njen prečni prerez je lahko trikotne, pravokotne ali satjaste oblike.

7.Tkanina, vezana s steklenimi vlakni (pletena podloga ali tkana podloga)Razlikuje se od običajnih tkanin in od običajnega pojma podloga. Najbolj tipična tkanina, vezana s šivanjem, je oblikovana tako, da se ena plast osnovne preje in ena plast votka prekrijeta, nato pa se ju sešije skupaj, da se tvori tkanina. Prednosti tkanin, vezanih s šivanjem, vključujejo:

• Lahko poveča končno natezno trdnost, trdnost proti delaminaciji pod napetostjo in upogibno trdnost FRP laminatov.
• Zmanjšuje težoIzdelki iz steklenih vlaken.
• Ravna površina naredi površino FRP bolj gladko.
• Poenostavlja ročno polaganje in izboljšuje produktivnost dela. Ta ojačitveni material lahko nadomesti CFM pri pultrudiranih FRP in RTM materialih, prav tako pa lahko nadomesti tkani roving pri proizvodnji centrifugalno litih FRP cevi.