Nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng như thế nào đến độ ổn định kích thước của tấm laminate sợi thủy tinh epoxy?

Lý do nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước của tấm laminate sợi thủy tinh epoxy bao gồm các điểm sau:

Nhiệt độ ảnh hưởng

• Sự giãn nở và co lại do nhiệt: Giống như hầu hết các vật liệu khác, các lớp laminate sợi thủy tinh epoxy cũng thể hiện hiện tượng giãn nở và co lại do thay đổi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng lên, chuyển động phân tử gia tăng khiến các phân tử giãn nở theo mọi hướng khi khoảng cách trung bình giữa chúng lớn lên. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm xuống, hoạt động phân tử giảm dẫn đến sự nén phân tử và lớp laminate co lại. Hiện tượng này thường được đo bằng hệ số giãn nở nhiệt (CTE). Mặc dù các lớp laminate sợi thủy tinh epoxy có giá trị CTE tương đối thấp, những thay đổi về kích thước xảy ra trong các dao động nhiệt độ cực đoan vẫn có thể ảnh hưởng đến các ứng dụng cơ học đòi hỏi độ chính xác cao.

• Sự biến đổi về hiệu suất vật liệu: Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các tấm laminate epoxy sợi thủy tinh. Ví dụ, khi nhiệt độ tiến đến hoặc vượt quá nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (glass transition temperature) của chúng, các đặc tính cơ học của tấm sẽ suy giảm, trở nên mềm dẻo hơn. Dưới tác động của tải trọng bên ngoài hoặc ứng suất bên trong, các tấm này sẽ dễ bị biến dạng hơn, từ đó làm giảm tính ổn định về kích thước. Trong môi trường nhiệt độ thấp, các tấm laminate có thể trở nên giòn hơn và độ dẻo dai giảm, dẫn đến nguy cơ hình thành các vết nứt vi mô trong cấu trúc bên trong. Những khuyết tật này có thể dần lan rộng theo thời gian sử dụng, cuối cùng làm mất đi tính ổn định về kích thước tổng thể của tấm laminate.

Tác động của độ ẩm

• Sự giãn nở do hấp thụ ẩm: Tấm laminate sợi thủy tinh epoxy có tính chất hút ẩm. Khi tiếp xúc với độ ẩm cao, các tấm này hấp thụ độ ẩm từ không khí. Khi các phân tử nước thâm nhập vào cấu trúc laminate, chúng gây ra hiện tượng trương nở chất nền nhựa và có thể làm suy yếu liên kết giao diện giữa sợi và nhựa. Sự trương nở này dẫn đến biến dạng kích thước theo cả độ dày và các chiều mặt phẳng, tạo ra sự thay đổi kích thước có thể đo được. Điều quan trọng là khả năng hấp thụ độ ẩm tỷ lệ thuận với mức độ ẩm của môi trường – độ ẩm càng cao thì quá trình này càng mạnh, dẫn đến sự biến đổi kích thước rõ rệt hơn.

• Suy giảm tính chất cơ học: Độ ẩm quá mức có thể làm suy giảm hiệu suất cơ học của tấm laminate sợi thủy tinh epoxy, đặc biệt làm giảm độ bền và độ cứng. Khi các tính chất này suy giảm, các tấm ván dễ bị biến dạng hơn dưới tác động của lực bên ngoài tương đương, ảnh hưởng tiêu cực đến độ ổn định kích thước. Ngoài ra, sự thay đổi độ ẩm lặp đi lặp lại có thể gây ra ứng suất nội bộ trong các tấm ván. Việc tiếp xúc lâu dài với điều kiện này có thể dẫn đến cong vênh, biến dạng và các vấn đề cấu trúc khác, cuối cùng làm tổn hại đến độ toàn vẹn về kích thước.

Để đảm bảo độ ổn định kích thước của các tấm sợi thủy tinh epoxy khi nhiệt độ và độ ẩm môi trường thay đổi, chúng ta có thể bắt đầu từ những khía cạnh sau:

• Chọn vật liệu chất lượng cao: lựa chọn các tấm sợi thủy tinh epoxy đáng tin cậy và ổn định. Vật liệu chất lượng cao có công thức và quy trình sản xuất tiên tiến, đồng thời có các chỉ số tốt hơn về hệ số giãn nở nhiệt, độ hút ẩm và các thông số khác.
• Xử lý sấy khô trước: trước khi sử dụng, các tấm có thể được sấy khô trước bằng cách đặt trong môi trường khô ráo hoặc sử dụng buồng sấy và các thiết bị khác để loại bỏ độ ẩm bên trong, nhằm giảm sự thay đổi kích thước do hiện tượng hút ẩm gây ra.
• Dự phòng không gian giãn nở: trong thiết kế cơ khí, cần tính đến khả năng thay đổi kích thước của tấm do ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm, và dự phòng một khoảng không gian giãn nở nhất định.
• Tối ưu hóa kết cấu: cải thiện độ ổn định kích thước của tấm thông qua thiết kế kết cấu hợp lý. Ví dụ, tăng độ cứng của tấm bằng cách sử dụng gân gia cường và kết cấu khung, để giúp nó chống biến dạng tốt hơn khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi.

Kiểm soát nhiệt độ: Giữ cho tấm sợi thủy tinh epoxy ở trong khoảng nhiệt độ tương đối ổn định.

Điều chỉnh độ ẩm: sử dụng máy hút ẩm, máy tạo ẩm và các thiết bị khác để kiểm soát độ ẩm môi trường trong khoảng thích hợp. Nói chung, độ ẩm môi trường được duy trì ở mức 40% - 60% là phù hợp hơn cả.

Bảo vệ lớp phủ: bề mặt tấm sợi thủy tinh epoxy được phủ lớp bảo vệ, chẳng hạn như lớp phủ epoxy, lớp phủ polyurethane, v.v.

Xử lý hóa chất: bề mặt tấm được xử lý bằng hóa chất để cải thiện khả năng kết dính giữa sợi và nhựa, tăng khả năng chống nước và chống ẩm của tấm, từ đó giảm vấn đề biến dạng kích thước do thay đổi độ ẩm gây ra.

Ngoài ra, cần định kỳ kiểm tra và bảo trì tấm laminate sợi thủy tinh epoxy, phát hiện kịp thời các vấn đề như biến dạng, nứt vỡ do thay đổi nhiệt độ và độ ẩm gây ra, và thực hiện các biện pháp sửa chữa hoặc thay thế phù hợp.

RDS composite đã và đang cung cấp các sản phẩm thủy tinh sợi epoxy hiệu suất cao cho thị trường. Các sản phẩm của công ty được quản lý cẩn thận từ khâu mua nguyên liệu cho đến toàn bộ quá trình sản xuất để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.