Keliling fiberglass yang tidak dipilin: Bagaimana cara memilih substrat secara ilmiah untuk penguatan material komposit?

Tidak terpilinkeliling fiberglassadalah bahan penguat utama di bidang material komposit, dan sifat serta penerapannya sangat bervariasi tergantung pada metode klasifikasi. Hal ini terutama dapat diklasifikasikan dari tiga aspek: struktur tenunan, arah penguatan benang, dan komposisi kimia serat.

 

01 Klasifikasi berdasarkan Struktur Tenun

 

Struktur tenunan secara langsung mempengaruhi sifat fisik dan kemampuan beradaptasi pemrosesan kain:

 

1. Kain Tenun Polos:

 

Menggunakan tenunan polos (1/1), dengan jalinan benang lusi dan benang pakan secara bergantian. Jumlah titik jalinan (ng) dalam satu siklus tenun lengkap adalah 2, yang tertinggi di antara ketiganya. Hal ini membuat strukturnya padat, kainnya kaku, rata, dan tidak mudah berubah bentuk. Hal ini terutama digunakan untuk memperkuat produk fiberglass dengan permukaan datar atau lengkungan kecil (seperti lembaran, struktur datar). Jika digunakan untuk produk dengan bentuk yang rumit dan cekungan/cembung yang besar, rawan kusut.

 

2. Kain Tenun Kepar:

 

Menggunakan tenunan kepar (seperti 1/2, 2/1, 2/2, dst.), dengan pelampung lusi atau pakan yang disusun dalam pola berundak, membentuk tekstur diagonal kontinu pada permukaan kain.

 

3. Keliling fiberglass:

 

Jumlah titik jalinan (ng) dalam siklus tenun lengkap adalah 3 atau 4, lebih rendah dibandingkan dengan tenunan fiberglass. Oleh karena itu, benang lusi dan benang pakan memiliki kerutan yang lebih sedikit, sehingga menghasilkan struktur yang relatif longgar dan lembut serta mudah berubah bentuk. Karakteristik ini memberikan sifat mampu dibentuk dan dibentuk yang sangat baik ketika membuat produk fiberglass dengan bentuk kompleks dan kelengkungan tinggi (seperti lambung kapal dan cangkang kompleks), serta tidak mudah kusut.

 

4. Tenunan satin:

 

Hal ini ditandai dengan setidaknya 5 titik jalinan (ng Lebih besar dari atau sama dengan 5) dalam satu siklus tenun lengkap. Struktur ini menghasilkan benang mengapung lebih panjang dan permukaan kain lebih halus, namun penerapannya pada kain keliling fiberglass relatif terbatas.

 

Efek sinergis dari struktur tenunan dan diameter serat:

 

Kemampuan suatu kain untuk dibentuk tidak hanya bergantung pada struktur tenunan tetapi juga pada diameter fiberglass yang digunakan. Diameter fiberglass yang digunakan untuk menghasilkan roving biasanya berkisar antara 12 hingga 24 μm. Diameter yang lebih besar menghasilkan kain keliling yang lebih kaku; diameter yang lebih halus menghasilkan kain keliling yang lebih lembut dengan kemampuan cetakan yang lebih baik.

 

02. Klasifikasi Berdasarkan Arah Penguatan Benang

 

Kekuatan roving yang tidak dipilin terutama terkonsentrasi pada lungsin (arah panjang) dan pakan (arah lebar) kain:

Kain dua arah standar: Kepadatan benang lusi dan benang pakan pada dasarnya seimbang, memberikan penguatan dalam dua arah utama.

 

Kain searah: Dirancang untuk memenuhi persyaratan kekuatan tinggi dalam arah tertentu. Dengan memusatkan sejumlah besar putaran yang tidak dipilin pada benang lungsin atau benang pakan, kekuatan dan modulus pada arah tersebut meningkat secara signifikan, sehingga membentuk kain lungsin-searah atau benang pakan-searah. Jenis kain ini sering digunakan pada komponen struktur yang perlu menahan beban tinggi pada arah tertentu.

 

03. Klasifikasi Berdasarkan Komposisi Kimia Serat

 

Komposisi kimia matriks serat kaca menentukan sifat mekanik dan ketahanan lingkungan keliling:

 

1. Keliling -serat kaca bebas alkali yang tidak dipilin (kain tenun bebas alkali-): Terbuat dari serat kaca E. Dibandingkan dengan kain alkali-sedang, kain ini memiliki kekuatan lebih tinggi, modulus lebih tinggi, dan ketahanan cuaca, ketahanan air, dan ketahanan alkali yang lebih baik. 1. **Menggunakan Kain Fiberglass Reinforced Plastic (FRP):** Ini adalah pilihan yang lebih disukai untuk pembuatan produk FRP kelas atas yang memerlukan daya tahan dan keandalan jangka panjang, misalnya untuk kapal, saluran pipa bertekanan, dan bilah kipas.

 

2. Kain Keliling Tak Dipilin Serat Kaca Alkali-Sedang (Kain/Kain Tenun Alkali Sedang): Terbuat dari serat kaca tipe C-. Ia memiliki ketahanan air yang buruk tetapi ketahanan asam yang baik. Hal ini terutama digunakan dalam lingkungan korosif asam, seperti lapisan tangki penyimpanan bahan kimia tertentu dan bahan filter untuk media asam.

 

3. Kain Keliling -Serat Kaca Tahan Alkali: Diproduksi menggunakan serat kaca khusus yang tahan alkali-(seperti serat kaca AR). Kain ini memiliki ketahanan alkali dan air yang lebih unggul dibandingkan kain serat kaca bebas alkali-dan dirancang khusus untuk paparan jangka panjang terhadap lingkungan yang sangat basa (seperti beton bertulang dan produk GRC).

 

4.Kain Keliling Tak Terpilin Serat Kaca Modulus-Kekuatan/Tinggi-Tinggi:

 

Dibuat menggunakan serat kaca khusus seperti kaca tipe S-(kekuatan tinggi) atau HMG (modulus tinggi). Dalam aplikasi canggih yang memerlukan kekuatan, kekakuan (modulus), atau ketahanan benturan ekstrem (seperti dirgantara, peralatan olahraga berperforma tinggi, dan pelindung antipeluru), kinerjanya jauh melampaui kain fiberglass kelas E biasa.

 

Fleksibilitas keliling fiberglass yang tidak dipilin memungkinkannya memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi dalam industri material komposit.

 

Memahami klasifikasinya berdasarkan struktur tenunan (kisi, kepar, satin), arah penguatan (biaksial, uniaksial), dan komposisi kimia (bebas-alkali,-alkali sedang, tahan alkali-,kekuatan-tinggi/modulus-tinggi) dan karakteristik inti yang sesuai (seperti kekakuan, kemampuan cetakan, arah kekuatan, dan ketahanan terhadap korosi) sangat penting untuk pemilihan bahan ilmiah dan mengoptimalkan kinerja dan proses produk. Hanya dengan memilih secara komprehensif jenis untwisted roving yang paling sesuai berdasarkan kompleksitas struktural, keadaan tegangan, dan lingkungan penggunaan produk akhir, keseimbangan optimal antara kinerja material dan efektivitas biaya dapat dicapai.