Efecto del diámetro en perfiles pultrusionados de FRP

Perfiles pultrusionados de FRPson un material ampliamente utilizado en la actualidad, que se puede utilizar para fabricar diversos productos, como barandas, rejillas, placas de cubierta y tubos cuadrados. En el proceso de producción de perfiles pultruidos de FRP, los diferentes diámetros afectarán su rendimiento. Entonces, para los perfiles pultruidos de FRP, ¿cuál es su requisito de diámetro? Averigüemos juntos.

En el proceso de producción de fibra de vidrio, el diámetro de la fibra de vidrio se puede controlar cambiando la temperatura de fusión de la materia prima de fibra de vidrio, el diámetro del orificio de la placa del buje, la temperatura del trefilado y la velocidad del alambre, etc. En el pasado, las fibras de vidrio con un El diámetro de 9-10 μm se usaba a menudo como material de refuerzo para materiales compuestos, pero ahora las fibras de vidrio con un diámetro de 13-18 μm se usan gradualmente.

¿Cuanto más delgado es el diámetro, mayor es su fuerza?
En teoría, cuanto más fino es el diámetro de la fibra de vidrio, mayor es su resistencia, pero en la producción real, la resistencia de la fibra de vidrio es mucho menor que el valor teórico, lo que se debe a la formación de muchas microfisuras en la superficie de la monofilamento durante el proceso de estirado. La investigación muestra que cuando el diámetro de la fibra de vidrio cambia en el rango de 9-13 μm, la resistencia a la rotura por tracción del precursor de fibra de vidrio de alta resistencia permanece básicamente estable.

Sin embargo, cuando el diámetro de la fibra de vidrio aumenta, el área superficial específica de la fibra de vidrio y su actividad superficial disminuyen.
La cantidad de agente humectante adsorbido sobre la superficie de la fibra de vidrio se reduce considerablemente, lo que da como resultado un aumento sustancial de los defectos superficiales de la fibra de vidrio y una disminución de la resistencia. De acuerdo con el principio del refuerzo de fibra, solo cuando la longitud de la fibra está por encima de la longitud crítica se puede ejercer por completo el efecto de refuerzo de la fibra. En teoría, la longitud mínima de la fibra de refuerzo es de 50 a 100 veces el diámetro. Sin embargo, a medida que la longitud de la fibra continuó aumentando, la resistencia a la tracción disminuyó significativamente.

A medida que aumenta la longitud de la fibra, aumenta la eficiencia del refuerzo de la fibra.
Cuando la longitud de la fibra supera los 12 mm, el efecto de refuerzo de la fibra sobre las propiedades del material compuesto básicamente alcanza el mejor. Aunque a medida que aumenta la longitud de la fibra, las microfisuras de la fibra aumentarán en consecuencia, lo que reducirá la resistencia de la fibra, pero en términos de rigidez, resistencia a la compresión, resistencia a la flexión, resistencia a la fluencia, resistencia al impacto, etc., el FRP de fibra larga es mejor que la fibra corta. FRP exhibe un mejor rendimiento. Hay tres formas en que los compuestos de fibra absorben la resistencia al impacto: rotura de la fibra, extracción de la fibra y rotura de la resina. A medida que aumenta la longitud de la fibra, se consume más energía al tirar de la fibra, lo que es beneficioso para mejorar la resistencia al impacto. Además, el extremo de la fibra es fácil de causar concentración de tensión, que es el punto de inicio del crecimiento de grietas, por lo que las fibras largas con una pequeña cantidad de extremos también pueden mejorar la resistencia al impacto del material.