ما هو القماش المتشابك ودوره في تقوية FRP؟

فهم النسيج القطني

النسيج القطني هو نسيج من الألياف الزجاجية ويُعد أحد مكونات المواد المركبة. يتم إنتاجه عن طريق نسج خيوط مستمرة من الغزل الزجاجي بأنماط بسيطة أو حك. وهذا يمنح النسيج القطني بنية سميكة وقوية. وهو خيار شائع في عمليات التصنيع المختلفة نظرًا لقدرته العالية على تحمل قوة الشد وإمكانية امتصاص الراتنج. يختلف النسيج القطني عن أقمشة الألياف الزجاجية الأخرى بأنه يتمتع أيضًا بدرجة ملحوظة من المرونة. يمكنه الانحناء وفقًا لشكل القالب، ويمكنه تلبية متطلبات القوة والمرونة.

ما هي خصائص النسيج القطني؟

يتميز النسيج المتشابك أيضًا بنسبة عالية من حجم الألياف، وهي النسبة بين الألياف وبقية مادة المركب. وهذا يعني تراص الألياف وجودة ميكانيكية عالية لمادة المركب. كما يتمتع باستقرار أبعادي عالٍ، ما يعني تشوهات ضئيلة أثناء عملية علاج مادة المركب. ويسمح بتدفق الراتنج وتشبّعه والارتباط الكيميائي مع الألياف. كما يتميز بأنه خفيف الوزن وكفاءة هيكلية عالية في المواد المركبة.

عملية تصنيع النسيج المتشابك

يبدأ القماش الشبكي المنسوج من خيوط ألياف زجاجية عالية الجودة. تُغزل هذه الخيوط إلى خيوط لف، ثم تُنسج على أقمشة باستخدام نسج عادي أو نسج حك. في النسج العادي، تُحاك الخيوط بنمط متقاطع بسيط. أما في نسج الحك، فيتم التداخل بطريقة تسمح للقماش بالتدفق بشكل أفضل. بعد ذلك يمر القماش المنسوج عبر معالجة سطحية تعزز توافق معالجة القماش الشبكي المنسوج مع الراتنجات. وتقوي هذه المعالجة ربط ألياف القماش بمادة المصفوفة، وبالتالي تحسين أداء المركب.

لماذا يعتبر القماش الشبكي المنسوج مثاليًا لتقوية FRP

يُعد القماش المنسوج أفضل نسيج لتعزيز البوليمرات المدعمة بالألياف (FRP) بسبب قدرة الهيكل المنسوج على توزيع الأحمال بشكل متساوٍ في المادة المركبة. ويتميز بمقاومة عالية للشد والانحناء، ما يجعل منتجات FRP أكثر مقاومة للصدمات والإجهاد التعبي. كما أن هذا النسيج يعزز الصلابة الهيكلية لمكونات FRP، مما يجعلها أكثر مقاومة للظروف البيئية القاسية. وبما أنه يتلاءم بسهولة مع الأشكال المعقدة، فإنه يستخدم على نطاق واسع في تطبيقات FRP، بدءًا من الهياكل الكبيرة وحتى الأجزاء الدقيقة.

التطبيقات الشائعة للقماش المنسوج في FRP

في البناء البحري، يُستخدم القماش المنسوج في بناء قوارب FRP والأرضيات. تستفيد هذه الهياكل من القماش المنسوج لتحمل الضغوط العالية والمواد الكاشطة. ويُستخدم القماش المنسوج أيضًا في صناعة الألواح المقاومة للعوامل الجوية وشبكات الأرضيات والمكونات الإنشائية في قطاع البناء. وتشمل التطبيقات الأخرى في قطاعات السيارات والفضاء والطاقة الريحية تصنيع مكونات وهياكل تعتمد على نسبة القوة إلى الوزن العالية التي يتميز بها القماش المنسوج.

أولاً، مقارنةً بطبقة الخيوط المقطعة، يوفر القماش المحبوك القوة الشعاعية والمحورية، مما يزيد من الصلابة، كما أن التعامل مع الأقمشة المحبكة أسهل. كما أن للقماش المحبوك نسبة قوة إلى وزن أعلى مقارنة بالأقمشة الأخرى، وهو المعيار الصناعي المعتمد في التسليح متعدد الاتجاهات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأقمشة المحبكة أسهل في الاستخدام ولها نسبة قوة إلى وزن أعلى مقارنة بالأقمشة. وأخيرًا، يمكن تعزيز الأقمشة المحبكة بسهولة باستخدام أنظمة راتنج مختلفة لتعزيز كفاءة وتكلفة تصنيع هياكل FRP.

الاعتبارات عند استخدام القماش المحبوك في مشاريع FRP

يجب أن يُؤخذ في الاعتبار وزن وسمك القماش عند اختيار نوع النسيج المستخدم في التسليح المنسوج للبوليمر المعزز بالألياف (FRP). فالأقمشة الأثقل والأكثر سماكة توفر قوة أكبر، ولكنها قد تتطلب كمية أكبر من الراتنج. كما أن نوع النسج له أهمية أيضًا؛ على سبيل المثال، يُعد النسج العادي الأنسب للأسطح المسطحة، بينما يُفضل استخدام نسج التويل للأشكال المنحنية. ويجب أن يكون نظام الراتنج المختار متوافقًا مع القماش لضمان التصاق كافٍ. كما يجب اتباع إجراءات مناسبة في التعامل والتخزين للحفاظ على أداء القماش، إذ يساعد منع دخول الرطوبة في تحسين ظروف التخزين. ويُحقق تأثير التسليح بالتسليح المنسوج في منتجات البوليمر المعزز بالألياف (FRP) على أفضل وجه عند اتباع إجراءات التصلب الصحيحة.