W jaki sposób temperatura i wilgotność wpływają na stabilność wymiarową laminatu epoksydowego z włókna szklanego?

Powody, dla których temperatura i wilgotność wpływają na stabilność wymiarową laminatu epoksydowego z włókna szklanego, są następujące:

Temperatura wpływa na

• Rozszerzalność i kurczliwość termiczna: Podobnie jak większość materiałów, laminaty epoksydowo-szklane wykazują rozszerzalność i kurczliwość termiczną wynikającą ze zmian temperatury. Gdy temperatura rośnie, zwiększona aktywność molekularna powoduje, że cząsteczki rozszerzają się we wszystkich kierunkach wraz ze wzrostem średniej odległości między nimi. Z kolei, gdy temperatura spada, zmniejszona aktywność molekularna prowadzi do skompresowania cząsteczek i skurczu laminatu. Zjawisko to jest zazwyczaj mierzone za pomocą współczynnika rozszerzalności termicznej (CTE). Chociaż laminaty epoksydowo-szklane mają stosunkowo niskie wartości CTE, znaczne zmiany wymiarowe podczas ekstremalnych wahnięć temperatury mogą nadal wpływać na zastosowania mechaniczne wymagające wysokiej precyzji.

• Wahania właściwości materiału: Zbyt wysokie, jak i zbyt niskie temperatury mogą wpływać na właściwości laminatów epoksydowo-szklanych. Na przykład, gdy temperatury zbliżają się do, lub przekraczają temperaturę przejścia szklanego, właściwości mechaniczne paneli ulegają pogorszeniu, stając się bardziej elastyczne. Pod wpływem obciążeń zewnętrznych lub naprężeń wewnętrznych, płyty stają się bardziej narażone na odkształcenia, co wpływa na ich stabilność wymiarową. W środowiskach o niskiej temperaturze laminaty mogą stawać się kruche i mniej odporne na uderzenia, co może prowadzić do powstawania mikropęknięć w strukturze wewnętrznej. Te wady mogą stopniowo się rozprzestrzeniać w trakcie długotrwałego użytkowania, ostatecznie naruszając ogólną stabilność wymiarową laminatów.

Wpływ wilgotności

• Rozszerzalność higroskopijna: Laminaty szklane epoksydowe wykazują właściwości higroskopijne. Gdy są narażone na wysoką wilgotność, płyty pochłaniają wilgoć z powietrza. Gdy cząsteczki wody przenikają w strukturę laminatu, powodują napęcznienie masy żywicznej i mogą osłabić wiązanie międzymy warstwami włókna i żywicy. To napęcznienie masy prowadzi do odkształceń wymiarowych zarówno w grubości, jak i w wymiarach płaszczyzny, co skutkuje mierzalnymi zmianami rozmiaru. Warto zaznaczyć, że pojemność wchłaniania wilgoci jest wprost proporcjonalna do poziomu wilgotności otoczenia – wyższa wilgotność nasila ten proces, powodując bardziej widoczne zmiany wymiarowe.

• Zmniejszenie właściwości mechanicznych: Nadmierna wilgotność może pogorszyć wydajność mechaniczną laminatu szklanego z żywicą epoksydową, znacząco obniżając ich wytrzymałość i sztywność. Gdy te właściwości ulegają pogorszeniu, płyty stają się bardziej narażone na odkształcanie się pod działaniem równoważnych sił zewnętrznych, co negatywnie wpływa na stabilność wymiarową. Dodatkowo, cykliczne zmiany wilgotności mogą powodować naprężenia wewnętrzne w płytach. Długotrwałe narażenie na takie warunki może prowadzić do wyginania, odkształceń i innych problemów konstrukcyjnych, ostatecznie naruszając integralność wymiarową.

Aby zapewnić stabilność wymiarową arkuszy z włókna szklanego z żywicą epoksydową przy zmieniającej się temperaturze i wilgotności otoczenia, możemy skupić się na następujących aspektach:

• Wybór wysokiej jakości materiałów: wybierać sprawne i stabilne arkusze z włókna szklanego z żywicą epoksydową. Materiały wysokiej jakości są zaawansowane pod względem receptury i procesu produkcji, a także lepsze pod względem współczynnika rozszerzalności cieplnej, higroskopijności i innych wskaźników.
• Pretreatment suszenia: przed użyciem arkusze można wysuszyć, umieszczając je w środowisku suszącym lub używając suszarki i innego sprzętu w celu usunięcia zawartej wilgoci, aby zmniejszyć zmiany wymiarów spowodowane higroskopijnością.
• Zarezerwuj miejsce na rozszerzalność: w projektowaniu mechanicznym należy uwzględnić możliwość zmiany rozmiaru arkusza w wyniku zmian temperatury i wilgotności, pozostawiając pewną ilość miejsca na jego rozszerzalność.
• Optymalizacja strukturalna: poprawić stabilność wymiarową arkusza poprzez racjonalne projektowanie strukturalne. Na przykład wzmocnić sztywność płyty, stosując żeberka wzmacniające i konstrukcję ramową, tak aby lepiej oprawiać się przed odkształceniem przy zmianach temperatury i wilgotności.

Kontrola temperatury: utrzymuj płytkę ze szkłoplastu epoksydowego w stosunkowo stabilnym zakresie temperatury.

Kontrola wilgotności: stosowanie osuszaczy, nawilżaczy i innego sprzętu do utrzymywania wilgotności środowiska w odpowiednim zakresie. Zazwyczaj wilgotność środowiskowa powinna być utrzymywana na poziomie 40% - 60%.

Ochrona powłokowa: powierzchnia płyty szklanej epoksydowej jest pokryta powłoką ochronną, taką jak powłoka żywicy epoksydowej, powłoka poliuretanowa itp.

Obróbka chemiczna: powierzchnia płyty poddawana jest obróbce chemicznej w celu poprawy właściwości wiązania między włóknem a żywicą, zwiększenia odporności płyty na wodę i wilgoć, a tym samym zmniejszenia problemu niestabilności wymiarowej spowodowanego zmianami wilgotności.

Ponadto należy regularnie sprawdzać i konserwować laminat epoksydowo-szklany, aby na czas wykrywać odkształcenia, pęknięcia i inne problemy spowodowane zmianami temperatury i wilgotności oraz podejmować odpowiednie działania naprawcze lub wymienne.

RDS Composite dostarcza na rynek wysokiej jakości produkty z żywicy epoksydowej i włókna szklanego. Jego produkty są starannie zarządzane od zakupu surowców przez cały proces produkcji, aby zapewnić zgodność z normami międzynarodowymi.