Які основні сировинні матеріали для виробництва склопластику?

Скловолокно: основний матеріал для армування у склопластику

Скловолокно є основним армуючим компонентом у склопластику та безпосередньо впливає на якість продуктів із склопластику. Серед багатьох його переваг — високе співвідношення міцності до ваги: воно значно легше за такі матеріали, як сталь, і при цьому забезпечує порівняну структурну міцність. Крім переваг у міцності та вазі, скловолокно має високу стійкість до корозії.

Скловолокно використовується різними способами під час виробництва склопластику. Для створення великих шарів склопластику, що використовуються в інфраструктурних об'єктах, таких як резервуари для води чи елементи мостів, застосовують тканий ровінг, оскільки він товстий і міцний. Для складних форм, наприклад, товарів для спорту та дозвілля чи будівельних матеріалів, легше формувати рубані стренги та рубані мати. Млинарне скловолокно має дрібні частинки й використовується в смолах для поліпшення поверхонь склопластику, що підлягають експозиції.

Полімери: зв'язуючий компонент у склопластику

Завдяки полімерам-зв'язувачам смоли у склопластику надають форму та забезпечують структурну цілісність. Навіть «найкраще скловолокно» є марним, якщо для виготовлення виробу зі склопластику використовуються смоли «низької якості». Кожна нитка оточена, інтегрована та щільно затверджена, зв'язуючись з кожною ниткою, після чого відбувається затвердіння.

Різні типи полімерних смол вибирають залежно від конкретного призначення виробу зі склопластику. Для високоефективних застосунків, таких як аерокосмічні деталі або високоточні електричні компоненти, найкраще підходять епоксидні смоли завдяки своїй високій адгезії та великій механічній міцності. Для будівельних матеріалів, деталей транспорту, а також товарів для спорту та відпочинку достатньо менш коштовних і простіших у переробці поліестерних смол. У хімічній промисловості, для обладнання, що має витримувати жорсткі умови, найкращими є вінілестерні смоли, оскільки вони мають виняткову стійкість до корозії та високу механічну міцність. Вони також є поєднанням епоксидних і поліестерних смол.

Довгострокова ефективність склопластику також залежить від якості смоли. Вироби зі склопластику, що використовуються на вулиці, наприклад, елементи інфраструктури або зовнішні частини будівель, піддаються впливу навколишнього середовища й потребують стійких до погодних умов смол, щоб сонце, дощ і перепади температур не призводили до деградації матеріалу. Деталі зі склопластику, призначені для застосування за високих температур, наприклад, у деякому обладнанні для енергозбереження, повинні мати жароміцні смоли.

Добавки — це важливі, проте часто недостатньо враховані, сировинні матеріали у виробництві склопластику. Вони покращують властивості склопластику, забезпечуючи відповідність конкретним вимогам застосування. Без них вироби зі склопластику були б обмежені у функціональності та не змогли б адаптуватися до різних експлуатаційних і навколишніх умов.

Закріплювачі — це одні з найпоширеніших добавок, що використовуються у виробництві композитів. Добре підібраний закріплювач контролює процес твердіння смоли на бажаній швидкості та температурі для отримання потрібної остаточної структури композиту. Також добре підібраний закріплювач забезпечить, що час, необхідний для виготовлення виробів із армованого скловолокном пластику (FRP), не буде надто довгим або надто коротким, щоб запобігти перевідвердінню або утворенню тріщин через неоднорідне відвердіння. УФ-стабілізатори також є важливими добавками. Вони запобігають витіканню кольору, крихкості та втраті структурної міцності виробів FRP із часом під дією ультрафіолетового випромінювання. Ця властивість є дуже корисною для виробів FRP, призначених для використання на відкритому повітрі, наприклад, деталей для транспорту чи будівельних матеріалів.

Вироби з склопластика, що використовуються в громадських будівлях, а також ті, які виготовлені для застосування у електротехнічній галузі, містять антипожежні добавки. Ці добавки знижують горючість склопластика, забезпечуючи певну безпеку у разі пожежі. Для склопластика, що використовується в хімічній промисловості, додають інгібітори корозії, щоб підвищити стійкість матеріалу до хімічних речовин і продовжити термін служби виробу в агресивних хімічних середовищах. Зниження вартості досягається за рахунок використання наповнювачів, які також є добавками. Наприклад, жорсткість композиту може бути покращена завдяки наповнювачам, таким як карбонат кальцію або тальк, що призводить лише до незначного зниження міцності композиту, що в окремих випадках може бути бажаним.