Ανθεκτικά στη φλόγα και προσαρμοσμένα υλικά Prepreg από γυάλινη ίνα | Weihai Dushi

Βασική ταξινόμηση: Ακριβής διαίρεση με βάση την επιδοσιακή προσανατολισμένη και τις περιπτώσεις χρήσης

Το σύστημα κατηγοριών των προ-εμποτισμένων γυάλινων ινών είναι πλούσιο και ποικίλο, και μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις κύριες κατηγορίες με βάση τον τύπο ρητίνης, τη διάταξη των ινών, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και τον τύπο γυάλινης ινας. Κάθε τύπος προϊόντος επικεντρώνεται σε διαφοροποιημένες περιπτώσεις χρήσης, με αυściκό έλεγχο της επανάληψης κάτω από 50%, επιτυγχάνοντας ακριβή προσαρμογή στις ανάγκες διαφορετικών κλάδων.

1. Διαίρεση λειτουργικών ορίων με βάση τον τύπο ρητίνης: θερμοσκληρυνόμενες και θερμοπλαστικές

Το σύστημα ρητίνης είναι το βασικό στοιχείο που καθορίζει τα χαρακτηριστικά μορφοποίησης και το πεδίο εφαρμογής του προεμποτισμένου υαλοϋφασματος, το οποίο μπορεί να διαιρεθεί σε δύο βασικές κατηγορίες. Οι δύο κατηγορίες παρουσιάζουν σαφείς διαφορές ως προς τον μηχανισμό σκλήρυνσης και την επικέντρωση στις επιδόσεις:

• Προεμποτισμένο Υαλοΰφασμα Θερμοσκληρυνόμενο Βασισμένο σε εποξειδική ρητίνη, φαινολική ρητίνη, πολυεστερική ρητίνη κ.λπ., απαιτεί αναστρέψιμη διασύνδεση και σκλήρυνση μέσω θέρμανσης και πίεσης. Προς το παρόν αποτελεί την κυρίαρχη κατηγορία στην αγορά, με ποσοστό άνω του 82% έως το 2024. Ανάμεσα σε αυτά, τα προϊόντα βασισμένα σε εποξειδική ρητίνη χρησιμοποιούνται ευρέως σε δομικά στοιχεία αεροδιαστημικών, περιβλήματα υψηλής τεχνολογίας ηλεκτρονικού εξοπλισμού και άλλες εφαρμογές λόγω των ισορροπημένων μηχανικών τους ιδιοτήτων (η αντοχή σε εφελκυσμό μπορεί να ξεπεράσει τα 320MPa) και της εξαιρετικής συνάφειάς τους· τα προϊόντα βασισμένα σε φαινολική ρητίνη διαθέτουν εξαιρετική αντοχή στη φωτιά ως βασικό πλεονέκτημα, με χαμηλή πυκνότητα καπνού και χαμηλή τοξικότητα κατά την καύση, γεγονός που τα καθιστά την προτιμώμενη επιλογή για την εσωτερική διακόσμηση οχημάτων σιδηροδρομικών μεταφορών και πυράντοχα εξαρτήματα πλοίων· τα προϊόντα βασισμένα σε πολυεστέρα/βινυλεστέρα έχουν χαμηλότερο κόστος και είναι κατάλληλα για εφαρμογές ευαίσθητες στο κόστος, όπως καταστρώματα πλοίων και βιομηχανικές δεξαμενές αποθήκευσης. Οι βασικοί χαρακτηριστικοί τύποι αυτού του είδους Glass fiber prereg είναι η σταθερή δομή και η υψηλή διαστατική ακρίβεια μετά τη σκλήρυνση, αλλά ο κύκλος μόρφωσης είναι σχετικά μεγάλος (συνήθως 30-90 λεπτά) και δύσκολος ο επανακύκλωση.
• Προεμποτισμένο Θερμοπλαστικό με Γυάλινη Ίνα: Κατασκευασμένο από τήξιμα ρητίνες όπως πολυαιθέρας-αιθέρας-κετόνη (PEEK), πολυπροπυλένιο (PP) και πολυαμίδιο (PA), διαθέτει αντιστρέψιμες ιδιότητες «θέρμανση-μαλάκυνση-ψύξη-σκλήρυνση» και έχει αναπτυχθεί γρήγορα τα τελευταία χρόνια, με μερίδιο αγοράς 18% έως το 2024. Το σπουδαίο πλεονέκτημά του είναι η υψηλή απόδοση στη διαμόρφωση, μειώνοντας τον χρόνο κύκλου κατά περισσότερο από 60% σε σύγκριση με τα θερμοσκληρυνόμενα προϊόντα. Ο χρόνος διαμόρφωσης ανά παρτίδα μπορεί να ελεγχθεί σε 10-20 λεπτά, ενώ μπορεί να ανακυκλωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί, καλύπτοντας τις ανάγκες μαζικής παραγωγής για εξαρτήματα αμαξωμάτων οχημάτων νέας ενέργειας, περιβλήματα οικιακών συσκευών και άλλα προϊόντα. Για παράδειγμα, πάνελ πόρτας αυτοκινήτου κατασκευασμένα από PP με προεμποτισμένη γυάλινη ίνα έχουν μείωση βάρους 40% σε σύγκριση με παραδοσιακά μεταλλικά εξαρτήματα, και μπορούν να επισκευάσουν ορισμένες ζημιές με θέρμανση μετά από σύγκρουση, βελτιώνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής τους.

2. Διάταξη Ινών: Σχεδιασμός Διαφοροποίησης Μηχανικής Απόδοσης Μονόδρομης και Πλεξούδας

Η διάταξη των γυάλινων ινών καθορίζει απευθείας την κατεύθυνση των μηχανικών ιδιοτήτων των προ-σχηματισμένων γυάλινων ινών, δημιουργώντας δύο βασικές κατηγορίες για διαφορετικά σενάρια φόρτισης:

• Μονοκατευθυντικό Προεμποτισμένο Γυάλινο Ίνα: Οι γυάλινες ίνες διατάσσονται παράλληλα κατά μήκος ενός ενιαίου άξονα, με κατευθυντική συνέπεια άνω του 99,5%, προσδίδοντας στο υλικό απόλυτες μηχανικές ιδιότητες κατά μήκος του άξονα της ίνας. Το μέτρο εφελκυσμού μπορεί να ξεπεράσει τα 28 GPa, ενώ η εγκάρσια απόδοση είναι σχετικά ασθενής. Αυτό το είδος προϊόντος χρησιμοποιείται κυρίως για δομικά στοιχεία που αντέχουν μονόδρομες φορτίσεις, όπως ενισχυτικές πλευρές αεροπλάνων, κύριες δοκοί πτερυγίων ανεμογεννητριών, ενισχυτικά στρώματα γεφυρών κ.λπ. Μέσω σχεδιασμού πολυκατευθυντικής στοίβασης, μπορούν να επιτευχθούν πολύπλοκες απαιτήσεις αντοχής. Η επιφανειακή πυκνότητα καλύπτει το εύρος από 80 g/㎡ έως 450 g/㎡ και μπορεί να επιλέγεται με ακρίβεια ανάλογα με το μέγεθος του φορτίου. Για παράδειγμα, η κύρια δοκός πτερυγίου ανεμογεννήτριας 10 MW χρησιμοποιεί μονόδρομη γυάλινη ίνα προεμποτισμένη 300 g/㎡, η οποία μπορεί να μειώσει το βάρος κατά 25% ενώ αυξάνει τη δυσκαμψία κατά 30%.
• Προεμποτισμένη Γυάλινη Ίνα Ιστού Οι γυάλινες ίνες πλέκονται και διαμορφώνονται με απλό πλεξίματο, διαγώνιο πλεξίματο, πλεξίματο τύπου σατέν και άλλους τρόπους, με πολυκατευθυντική ισορροπημένη κατανομή των μηχανικών ιδιοτήτων και καλύτερη ευκαμψία και αντοχή σε κρούση. Τα προϊόντα με απλό πλεξίματο έχουν πυκνή δομή, ισχυρή αντοχή στη φθορά και είναι κατάλληλα για επικαλύψεις αντιδιαβρωτικής προστασίας σωληνώσεων και προστατευτικά κελύφη ηλεκτρονικού εξοπλισμού· τα προϊόντα με πλεξίματο τύπου twill έχουν εξαιρετική ευελιξία και προσαρμόζονται σε πολύπλοκες καμπύλες επιφάνειες, χρησιμοποιούνται σε κατασκευές καταράκτη πλοίων και επενδύσεις αμαξωμάτων αυτοκινήτων· τα προϊόντα με πλεξίματο σατέν διακρίνονται για υψηλή αντοχή σε κρούση, με εφελκυστική αντοχή έως 280MPa, κατάλληλα για εσωτερικά εξαρτήματα αεροδιαστημικών και εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας για αθλητικά. Προϊόντα με διαφορετικές μεθόδους πλεξίματος μπορούν να συνδυαστούν με προδιαγραφές δέσμης ινών από 1K έως 24K, δημιουργώντας μια ποικιλία επιλογών από λεπτές υφές έως χοντρές δομές.

3. Προσαρμοσμένες παράγωγες κατηγορίες για ειδικά σενάρια βάσει λειτουργικών χαρακτηριστικών

Για ακραία περιβάλλοντα ή ειδικές ανάγκες, η Glass fiber prepeg έχει αναπτύξει πολλές λειτουργικές υποκατηγορίες, γίνοντας το κλειδί για τη διεύρυνση των ορίων εφαρμογής:

• Εποξειδική ρητίνη ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες με γυαλόνημα: χρησιμοποιώντας τροποποιημένη εποξειδική ρητίνη ή ρητίνη πολυϊμιδίου, η θερμοκρασία μακροπρόθεσμης χρήσης μπορεί να φτάσει τους 150-350 °C, ενώ ο βαθμός διατήρησης των μηχανικών ιδιοτήτων σε υψηλές θερμοκρασίες υπερβαίνει το 85%. Για παράδειγμα, τα προϊόντα σειράς BMS 8-139 της Hexcel χρησιμοποιούν το σύστημα ρητίνης HexPy® F161, με θερμοκρασία σκλήρυνσης 350 °F, κατάλληλα για υψηλές θερμοκρασίες σε εφαρμογές όπως περιφερειακά εξαρτήματα αεροσκαφών και δομικά στοιχεία βιομηχανικών καμινιών.
• Ανθεκτική στη φωτιά Glass fiber prereg: Προστέθηκε αντιπυρικό χωρίς φωσφόρο, άζωτο και αλογόνα, το οποίο μπορεί να επιτύχει επίπεδο αντίστασης στη φλόγα UL94 V0. Ορισμένα προϊόντα έχουν περάσει πιστοποιήσεις αεροπορίας όπως BMS 8-80, για παράδειγμα το προϊόν Solvay TY6 CL1 GR A, το οποίο χρησιμοποιεί τη ρητίνη Cycom® 4102 πολυεστέρα και χρησιμοποιείται ειδικά για σενάρια με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις ασφάλειας από πυρκαϊά, όπως τα εσωτερικά αεροσκαφών και οι αμαξοστοιχίες σιδηροδρομικών μεταφορών.
• Ανθεκτικότητα στις καιρικές συνθήκες Προεμποτισμένο υαλονήμα: η ρητίνη περιέχει συστατικά αντι-υπεριώδης και αντιγήρανσης, που της επιτρέπουν να έχει διάρκεια ζωής πάνω από 15 χρόνια σε εξωτερικούς και υγρούς χώρους, ενώ η βαθμολογία πυκνότητας καπνού (SDR) είναι μικρότερη του 20. Είναι κατάλληλη για εξωτερικές πινακίδες, προστατευτικές πλάκες γεφυρών, εξοπλισμό αιολικής ενέργειας σε ανοικτή θάλασσα και άλλα σενάρια.
• Προεμποτισμένο υαλονήμα υψηλής συχνότητας μόνωσης: βελτιστοποιεί τις διηλεκτρικές ιδιότητες της ρητίνης, με διηλεκτρική σταθερά ≤ 3,2 και εφαπτομένη απωλειών ≤ 0,005, γίνοντας το βασικό υλικό για καλύμματα κεραιών σταθμών βάσης 5G και καλύμματα ραντάρ. Για παράδειγμα, το Air Preg PE CF 6550 χρησιμοποιεί ίνες S-2 γυαλιού, κατάλληλες ειδικά για εφαρμογές καλυμμάτων ραντάρ στην αεροπορία.

4. Διαφοροποίηση της Βασικής Απόδοσης ανά Τύπο Ίνας Γυαλιού

Οι ιδιότητες του υλικού της ίνας γυαλιού παρέχουν διαφορετικά υποστρώματα απόδοσης για τα προεμποτισμένα υλικά ίνας γυαλιού, τα οποία διακρίνονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες:

• Προεμποτισμένο υλικό με βάση ίνα E-glass: η πιο συνηθισμένη βασική κατηγορία, με εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση και χημική σταθερότητα, μέτριο κόστος, κατάλληλη για τις περισσότερες συνηθισμένες εφαρμογές όπως ηλεκτρονικός εξοπλισμός και βιομηχανικές δεξαμενές αποθήκευσης, αποτελώντας περισσότερο από το 75% των συνολικών πωλήσεων προεμποτισμένων υλικών ίνας γυαλιού.
• Προεμποτισμένο υλικό με βάση ίνα S-2 γυαλιού: Τύπος υψηλής αντοχής, με αύξηση της εφελκυστικής αντοχής πάνω από 30% σε σύγκριση με την ίνα E-glass και καλύτερη αντίσταση σε κρούση. Χρησιμοποιείται κυρίως σε δομικά στοιχεία αεροδιαστημικών, πτερύγια υψηλής τεχνολογίας ανεμογεννητριών και άλλες εφαρμογές με αυστηρές απαιτήσεις αντοχής.
• Προεμποτισμένη ίνα C-glass: Με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση ως βασικό χαρακτηριστικό, μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση από ισχυρά οξέα και αλκαλικά μέσα και είναι κατάλληλη για ιδιαίτερα διαβρωτικά περιβάλλοντα, όπως σε χημικούς αγωγούς και δομικά στοιχεία πλατφόρμων στη θάλασσα.

Βασικό πλεονέκτημα: Έξι βασικά χαρακτηριστικά που αναδιαμορφώνουν την εφαρμοστική αξία των υλικών

Ο λόγος για τον οποίο η προεμποτισμένη υάλινη ίνα ξεχωρίζει ανάμεσα σε πολλά σύνθετα υλικά και γίνεται «υλικό πρώτης επιλογής» για την υψηλής τεχνολογίας παραγωγή είναι η συνολική της υπέρταση σε μηχανικές ιδιότητες, προσαρμοστικότητα διεργασιών, προσαρμογή στο περιβάλλον και άλλες διαστάσεις. Αυτά τα χαρακτηριστικά μαζί δημιουργούν την αντικατάστατη θέση της στην αγορά.

1. Ισορροπημένες μηχανικές ιδιότητες και πλεονεκτήματα ελαφρύτητας

Το προεμπρέγνισμα ίνης γυαλιού συνδυάζει άψογα τα πλεονεκτήματα απόδοσης της ίνης γυαλιού και της ρητίνης, επιτυγχάνοντας ισορροπία μεταξύ «υψηλής αντοχής + ελαφρύτητας». Η εφελκυστική αντοχή του προεμπρέγνισματος με βάση τη συνηθισμένη E-γυάλινη ίνα μπορεί να φτάσει τα 280-350MPa, δηλαδή 1,2-1,5 φορές αυτή του συνηθισμένου χάλυβα, ενώ η πυκνότητα είναι μόλις 1,8-2,0g/cm³, λιγότερο από το 1/4 του χάλυβα και τα 2/3 του κράματος αλουμινίου. Στον τομέα των σιδηροδρομικών μεταφορών, οι επενδύσεις εσωτερικού χώρου και οι κατασκευές καθισμάτων από προεμπρέγνισμα ίνης γυαλιού μπορούν να μειώσουν το βάρος ενός μοναδικού βαγονιού κατά περισσότερα από 250kg, εξοικονομώντας περίπου 42.000 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ανά τρένο ετησίως· Στον αεροδιαστημικό τομέα, το κάλυμμα ραντάρ του αεροσκάφους χρησιμοποιεί προεμπρέγνισμα με βάση την S-2 γυάλινη ίνα, το οποίο μειώνει το βάρος κατά 55% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μεταλλικά καλύμματα και βελτιώνει τον ρυθμό διείσδυσης σήματος κατά 15%. Επιπλέον, το μέτρο κάμψης μπορεί να φτάσει τα 25-30GPa, δεν παραμορφώνεται εύκολα μετά από μακροχρόνια χρήση και είναι κατάλληλο για διάφορα φορτιζόμενα δομικά σενάρια.

2. Άριστη προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον και ανθεκτικότητα

Το προεμποτισμένο υαλονήματος έχει ανθεκτικότητα στο περιβάλλον πολύ μεγαλύτερη από τα παραδοσιακά υλικά, καθιστώντας το αξιόπιστη επιλογή για περίπλοκες συνθήκες λειτουργίας. Ως προς την ανθεκτικότητα στη διάβρωση, μετά από βύθιση προπρεγ υαλονήματος C-glass σε διάλυμα 5% θειικού οξέος για 1000 ώρες, ο ρυθμός επιδείνωσης της μηχανικής απόδοσης είναι λιγότερος από 5%, πολύ καλύτερος από τον ρυθμό επιδείνωσης 40% της γαλβανισμένης χαλυβδόλωσης, κατάλληλο για ισχυρά διαβρωτικά περιβάλλοντα όπως η ναυτιλία και η χημική βιομηχανία· ως προς την ανθεκτικότητα στις καιρικές συνθήκες, τα προϊόντα που περιέχουν συστατικά ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία έχουν ποσοστό διατήρησης του χρώματος πάνω από 90% μετά από 5 χρόνια έκθεσης σε εξωτερικούς χώρους, χωρίς ρωγμές ή αποσάθρωση· ως προς την ανθεκτικότητα στην κόπωση, υπό κύκλους δυναμικών φορτίων (όπως κραδασμοί αυτοκινήτου και περιστροφή ανεμιστήρα), το ποσοστό διατήρησης της αντοχής στην κόπωση φτάνει το 88%, δηλαδή 10 ποσοστιαίες μονάδες πάνω από τον βιομηχανικό μέσο όρο. Μετά τη χρήση προεμποτισμένου υαλονήματος για πτερύγια ανεμογεννητριών, το χρονικό διάστημα ζωής μπορεί να επεκταθεί σε πάνω από 20 χρόνια.

3. Εξαιρετικά ευέλικτη δυνατότητα προσαρμογής

Το προεμποτισμένο υαλοϋφασμα μπορεί να επιτύχει πλήρη προσαρμογή διαστάσεων, ακριβώς σύμφωνα με τις προσωπικές ανάγκες διαφορετικών βιομηχανιών. Το σύστημα ρητίνης μπορεί να ρυθμιστεί ανάλογα με την εφαρμογή, όπως ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες φαινολική ρητίνη για αεροναυπηγική και γρήγορης σκλήρυνσης εποξειδική ρητίνη για αυτοκίνητα· Η ακρίβεια ελέγχου περιεκτικότητας ρητίνης φτάνει το ±0,5%, εξασφαλίζοντας τη συνέπεια της απόδοσης του προϊόντος· Το πλάτος υποστηρίζει προσαρμογή από 0,5m έως 2,0m, ενώ για μεγάλα καταστρώματα σκαφών μπορούν να χρησιμοποιηθούν προϊόντα πλάτους 2,0m, μειώνοντας τον αριθμό των αρμών σύνδεσης κατά περισσότερο από 50%· Οι λειτουργικές ιδιότητες μπορούν να συνδυαστούν και να επικαλυφθούν, όπως σύνθετες λειτουργίες «αντιφλεγόμενο+αντιστατικό» και «ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες+ανθεκτικό σε διάβρωση». Για παράδειγμα, το σύνθετο λειτουργικό προεμποτισμένο υαλοΰφασμα που χρησιμοποιείται σε εξαρτήματα αμαξωμάτων σιδηροδρομικών μεταφορών όχι μόνο πληροί τις απαιτήσεις αντιφλεγόμενου UL94 V0, αλλά έχει και αντιστατική απόδοση με επιφανειακή αντίσταση ≤ 10 ΩΩ.

4. Άριστη προσαρμογή διεργασίας και απόδοση μορφοποίησης

Το προκατασκευασμένο υλικό από γυάλινες ίνες είναι συμβατό με κυρίαρχες διεργασίες δημιουργίας σύνθετων υλικών, όπως θερμικής πίεσης σε καλούπια, ενεμαγωγή με πίεση, κενό και τύλιξη, και είναι κατάλληλο για διάφορες ανάγκες, από εξατομίκευση μονών κομματιών έως μαζική παραγωγή. Η διαδικασία ενεμαγωγής με πίεση είναι κατάλληλη για τυποποιημένα εξαρτήματα (όπως πλαίσια καθισμάτων αυτοκινήτων), και ο χρόνος παραγωγής ανά μονάδα μπορεί να ελεγχθεί σε 15-30 λεπτά με σφάλμα διαστατικής ακρίβειας ≤±0,2 mm. Η διαδικασία μορφοποίησης με θερμική πίεση σε καλούπι είναι κατάλληλη για εξειδικευμένα εξαρτήματα αεροδιαστημικής, και ο εσωτερικός βαθμός ελαττωμάτων του προϊόντος είναι μικρότερος του 0,3% μέσω ελέγχου πίεσης 0,8-1,2 MPa και ελέγχου θερμοκρασίας 120-180 °C· Η σπειροειδής διαμόρφωση είναι κατάλληλη για κυλινδρικά εξαρτήματα όπως σωληνώσεις και δοχεία πίεσης. Η κατευθυνόμενη διάταξη των γυάλινων ινών επιτρέπει ο λόγος αξονικής και περιφερειακής αντοχής του προϊόντος να φτάνει το 3:1, καλύπτοντας τις απαιτήσεις μεταφοράς υπό υψηλή πίεση. Επιπλέον, η ημι-σκληρυμένη κατάσταση του υλικού επιτρέπει εύκολο κόψιμο και τοποθέτηση, με ποσοστό αποβλήτων μόλις 4%-6%, πολύ χαμηλότερο από το 15%-20% της παραδοσιακής υγρής διαμόρφωσης, μειώνοντας σημαντικά τα απόβλητα υλικού.

5. Πλεονεκτήματα κόστους και οφέλους σε όλο τον κύκλο ζωής

Αν και το αρχικό κόστος προμήθειας του προεμποτισμένου υάλου είναι υψηλότερο από αυτό των παραδοσιακών υλικών, το πλεονέκτημα στο συνολικό κύκλο ζωής είναι σημαντικό. Στον τομέα του βιομηχανικού εξοπλισμού, η αντοχή του στη διάβρωση μπορεί να επεκτείνει τον κύκλο συντήρησης του εξοπλισμού από 6 σε 24 μήνες, μειώνοντας το κόστος συντήρησης κατά 60%· Στον τομέα των νέων πηγών ενέργειας, η χρήση προεμποτισμένου υάλου για πτερύγια ανεμογεννητριών μπορεί να αυξήσει την απόδοση παραγωγής ενέργειας κατά 5% -8%, και μία μόνο ανεμογεννήτρια 10 MW μπορεί να παράγει επιπλέον 1,2 εκατομμύρια kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως· Στον ναυπηγικό τομέα, η χρήση προεμποτισμένου υάλου μειώνει τις διεργασίες επίστρωσης κατά 3 σε σύγκριση με τα χαλυβδένια κύτη, μειώνει τη διάρκεια κατασκευής κατά 30% και μειώνει την κατανάλωση καυσίμου κατά 15%. Η δυνατότητα ανακύκλωσης των θερμοπλαστικών προϊόντων μειώνει περαιτέρω το κόστος πρώτων υλών, με ποσοστό διατήρησης απόδοσης πάνω από 70% για τα ανακυκλωμένα υλικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή δευτερεύοντων δομικών στοιχείων.

6. Χαρακτηριστικά εφαρμογής ασφάλειας και προστασίας του περιβάλλοντος

Το υαλοϋφασμα προεμποτισμένο με ρητίνη έχει καλή φιλικότητα προς το περιβάλλον τόσο στις διεργασίες παραγωγής όσο και χρήσης. Στο στάδιο παραγωγής εφαρμόζεται διαδικασία προ-εμποτισμού, αποφεύγοντας έτσι τη ρύπανση από VOC λόγω εξάτμισης ρητίνης κατά την υγρή μόρφωση, με μείωση των εκπομπών επιβλαβών ουσιών κατά περισσότερο από 80%. Κατά τη φάση χρήσης, τα αντιφλεγόμενα προϊόντα δεν εκλύουν τοξικά αέρια κατά την καύση και συμμορφώνονται με περιβαλλοντικά πρότυπα της ΕΕ, όπως το EN45545. Στο στάδιο ανακύκλωσης, τα θερμοπλαστικά προϊόντα μπορούν να ανακυκλωθούν μέσω τήξης και επαναδιαμόρφωσης, ενώ τα θερμοσκληραίνοντα προϊόντα μπορούν να θρυμματιστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν ως γεμίστρες, σύμφωνα με την τάση της πράσινης παραγωγής στο πλαίσιο του στόχου "διπλής αποκαρβονικοποίησης". Στον τομέα των ηλεκτρονικών συσκευών, η εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση του υλικού μπορεί επίσης να μειώσει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και να βελτιώσει την ασφάλεια χρήσης.

Σημείο πώλησης διαδικασίας: Ακριβής έλεγχος και αύξηση αξίας από τις πρώτες ύλες μέχρι το τελικό προϊόν.

Η αριστεία του προεμποτισμένου υάλου κυμαίνεται στην ακριβή διαδικασία παραγωγής και τον πλήρη έλεγχο ποιότητας σε όλη τη διαδικασία. Το διαδικαστικό σύστημα δεν εξασφαλίζει μόνο τη συνέπεια του προϊόντος, αλλά επιτυγχάνει και μια βέλτιστη ισορροπία μεταξύ απόδοσης και κόστους, αποτελώντας την πυρήνα υποστήριξη της ανταγωνιστικότητας του προϊόντος.

• 1. Βασική διαδικασία παραγωγής: Διπλή εγγύηση μεθόδου θερμής τήξης και μεθόδου εμποτισμού με διάλυμα. Η κυρίαρχη βιομηχανία υιοθετεί δύο βασικές διαδικασίες εμποτισμού, οι οποίες μπορούν να επιλεγούν ευέλικτα ανάλογα με τον προσανατολισμό του προϊόντος και τις απαιτήσεις ποιότητας, για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της απόδοσης του προεμποτισμένου υάλου
• 2. Διαδικασία θερμής τήξης: Θερμάνετε τη ρητίνη σε θερμοκρασία 80-120 ℃ για να μειωθεί η ιξώδης, καλύψτε ομοιόμορφα τη ρητίνη στην επιφάνεια της γυάλινης ίνας μέσω ενός ακριβούς ζεστού κυλίνδρου πίεσης και, στη συνέχεια, ψύξτε γρήγορα σε θερμοκρασία δωματίου μέσω ενός ψυκτικού κυλίνδρου για να ολοκληρωθεί η ημι-σκλήρυνση και η διαμόρφωση. Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της διαδικασίας είναι η απουσία υπολειμμάτων διαλύτη, ο ακριβής έλεγχος του περιεχομένου ρητίνης έως ± 0,5% και η υψηλή συνέπεια στη διάταξη των ινών, γεγονός που την καθιστά ιδανική για την παραγωγή υψηλής ποιότητας προ-εμποτισμένων υαλοϊνών για αεροδιαστημικές εφαρμογές. Όλες οι σειρές προϊόντων HexPy από την εταιρεία Hexcel Corporation ® χρησιμοποιούν αυτή τη διαδικασία, η οποία ελέγχει την πίεση (0,8-1,2 MPa) και την ταχύτητα (5-10 m/min) του ζεστού κυλίνδρου πίεσης μέσω υπολογιστικού ελέγχου, εξασφαλίζοντας ότι το σφάλμα κατανομής ρητίνης ανά τετραγωνικό μέτρο προϊόντος είναι μικρότερο από 0,3%.
• 3. Διεργασία εμποτισμού με διάλυμα: Η ρητίνη διαλύεται σε οργανικούς διαλύτες όπως το ακετόνη και το αιθανόλη, προκειμένου να σχηματιστεί διάλυμα χαμηλού ιξώδους. Αφού η γυάλινη ίνα απορροφήσει πλήρως τη ρητίνη στη δεξαμενή εμποτισμού, ο διαλύτης εξατμίζεται μέσω πολυβάθμιου καναλιού ξήρανσης με θερμό αέρα (κλίμακα θερμοκρασίας 50-120 ℃), και τελικά δημιουργείται ημι-σκληρυμένη κατάσταση. Αυτός ο εξοπλισμός διαδικασίας έχει χαμηλό κόστος επένδυσης και υψηλή παραγωγικότητα (με ταχύτητα γραμμής έως 15-20 m/min), γεγονός που τον καθιστά κατάλληλο για μεγάλης κλίμακας παραγωγή γενικής χρήσης προσχηματισμών από γυάλινη ίνα. Για την επίλυση του προβλήματος των υπολειμμάτων διαλύτη, η βιομηχανία έχει υιοθετήσει ευρέως την τεχνολογία απομάκρυνσης με κενό, η οποία μειώνει την περιεκτικότητα σε υπολείμματα διαλύτη σε λιγότερο από 0,1% και αποτρέπει φυσαλίδες και ελαττώματα αποφλοιώσεως μετά τη στερέωση του προϊόντος.
• 4. Βασικά σημεία ελέγχου διαδικασίας: Οι πέντε βασικές διεργασίες που καθορίζουν την απόδοση, όπως η σταθερότητα ποιότητας του προπλάσματος γυαλονήματος, προέρχονται από τον εξειδικευμένο έλεγχο ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής. Ανάμεσά τους, οι πέντε κύριες διεργασίες καθορίζουν άμεσα την τελική απόδοση του προϊόντος:
• 5. Επιφανειακή επεξεργασία του γυαλονήματος: Η επιφανειακή δραστικότητα του νήματος αυξάνεται μέσω οξειδωτικής επεξεργασίας και στη συνέχεια επικαλύπτεται με πρωτεύοντα σύζευξης σιλάνης, ώστε να ενισχυθεί η διασυνδετική αντοχή μεταξύ του γυαλονήματος και της ρητίνης. Μετά την επεξεργασία, η αντοχή αποκόλλησης στη διεπιφάνεια αυξήθηκε κατά περισσότερο από 40%, επιλύοντας αποτελεσματικά το πρόβλημα αποφλοιώσεως που είναι συνηθισμένο στα παραδοσιακά προϊόντα. Μετά από αυτή την επεξεργασία, η αντοχή σε κρούση του προεμποτισμένου υλικού με βάση το S-2 γυαλόνημα μπορεί να βελτιωθεί κατά 35%.
• 6. Ακριβής ρύθμιση του τύπου ρητίνης: Σύμφωνα με τις λειτουργικές απαιτήσεις του προϊόντος, η ρητίνη, ο παράγοντας σκλήρυνσης, τα πρόσθετα και τα άλλα συστατικά αναμιγνύονται με ακριβή αναλογία. Για παράδειγμα, τα αντιφλεγόμενα προϊόντα απαιτούν την προσθήκη 15% -20% φωσφορούχων και αζωτούχων αντιφλεγόμενων παραγόντων, μαζί με 0,5% αντι-σταγονωτικών παραγόντων· για προϊόντα ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, ο στοιχειομετρικός λόγος εποξειδικής ρητίνης προς παράγοντα σκλήρυνσης πρέπει να ρυθμιστεί σε 1:1,05 για να διασφαλιστεί η πυκνότητα διασύνδεσης. Η σύνθεση παρασκευάζεται με χρήση πλήρως αυτόματου συστήματος ανάμειξης, με σφάλμα ελεγχόμενο εντός ±0,1%.
• 7. Δυναμικός έλεγχος παραμέτρων εμποτισμού: Προσαρμογή σε πραγματικό χρόνο της ταχύτητας, θερμοκρασίας και πίεσης εμποτισμού βάσει των προδιαγραφών των δεσμών γυάλινων ινών και του ιξώδους της ρητίνης. Για παράδειγμα, η ταχύτητα εμποτισμού προϊόντων με δέσμη 1K ελέγχεται στα 8-10 m/min, ενώ η πίεση μειώνεται στα 0,6 MPa για να αποφευχθεί η θραύση των ινών· για προϊόντα με χονδρότερη δέσμη 12K, η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί στα 15 m/min και η πίεση στα 1,0 MPa, ώστε να εξασφαλιστεί επαρκής διείσδυση ρητίνης.
• 8. Ακριβής έλεγχος προ-σκλήρυνσης B-stage: Με τη ρύθμιση της θερμοκρασίας και του χρόνου ξήρανσης, ο βαθμός σκλήρυνσης της ρητίνης ελέγχεται σε ημι-σκληρυμένη κατάσταση 30% - 40%, διασφαλίζοντας ότι το προϊόν διατηρεί ορισμένη ιξώδης συμπεριφορά για εύκολη επίστρωση και αποφεύγοντας τον πρόωρο πλήρη σκληρυνση. Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο του βαθμού σκλήρυνσης με διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC), με σφάλμα μικρότερο του 2%.
• 9. Αυστηρός έλεγχος ποιότητας τελικών προϊόντων: Κάθε παρτίδα προϊόντων πρέπει να υποβάλλεται σε πολλαπλές δοκιμές, συμπεριλαμβανομένης της περιεκτικότητας ρητίνης (ακρίβεια ± 0,1%), της επιφανειακής πυκνότητας ινών (± 2 g/㎡), της εφελκυστικής αντοχής, της αντίστασης στη φωτιά κ.λπ. Το σύστημα όρασης με υπολογιστή χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της ομοιομορφίας της διάταξης των ινών, με ποσοστό ανίχνευσης ελαττωμάτων 99,9%, διασφαλίζοντας ότι τα μη επαρκή προϊόντα δεν εισέρχονται στην αγορά.
• 10. Τάση καινοτομίας διαδικασιών: Τρεις μεγάλες κατευθύνσεις για την προώθηση της αναβάθμισης κατηγορίας. Η βιομηχανία συνεχίζει να βελτιώνει την απόδοση και τη σχέση κόστους-απόδοσης του προεμποτισμένου υαλοϋφάσματος μέσω καινοτομίας διαδικασιών, και οι τρεις βασικές κατευθύνσεις καινοτομίας καθοδηγούν την ανάπτυξη της κατηγορίας:
• 11. Αναβάθμιση της αυτοματοποιημένης γραμμής παραγωγής: Εισαγωγή βιομηχανικών ρομπότ και συστημάτων ελέγχου με τεχνητή νοημοσύνη για την επίτευξη πλήρους αυτοματοποίησης διεργασιών, από την ξετύλιξη γυαλοβάμβακα, την εμποτισμό, τη σκλήρυνση μέχρι την τύλιξη, αυξάνοντας την παραγωγικότητα περισσότερο από 50% και μειώνοντας το σφάλμα συνέπειας του προϊόντος σε ± 0,3%. Για παράδειγμα, η αυτοματοποιημένη γραμμή παραγωγής μιας κορυφαίας επιχείρησης μπορεί να επιτύχει ημερήσια παραγωγή 5000 τετραγωνικών μέτρων ανά γραμμή, η οποία είναι τρεις φορές υψηλότερη από τις παραδοσιακές χειροκίνητες γραμμές παραγωγής.
• 12. Επαναστατική Τεχνολογία Πολλαπλών Αξόνων: Αναπτύχθηκε μια γραμμή παραγωγής προ-εμποτισμένου πολυάξονα γυαλοβάμβακα, η οποία μπορεί να επιτύχει ταυτόχρονο εμποτισμό ινών σε πολλαπλές κατευθύνσεις, όπως 0°, 90°, ±45°, μειώνοντας τις επόμενες διεργασίες επιστρώσεων και αυξάνοντας την παραγωγικότητα κατά 40%. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την κατασκευή μεγάλων εξαρτημάτων, όπως πτερύγια ανεμογεννητριών και κατασκευές καταστρώματος πλοίων.
• 13. Έρευνα και εφαρμογή πράσινων διεργασιών: Προωθήστε τη διαδικασία εμποτισμού χωρίς διαλύτες και τη χρήση ρητίνων βιολογικής προέλευσης (όπως εποξειδικές ρητίνες από φυτικά συστατικά) για μείωση της εξάρτησης από πρώτες ύλες που βασίζονται στο πετρέλαιο. Ταυτόχρονα, αναπτύξτε τεχνολογία χημικής ανακύκλωσης για θερμοσκληρυνόμενα προϊόντα, ώστε να αυξηθεί ο βαθμός ανακύκλωσης πάνω από 60%, κάτι που συμφωνεί με την τάση της πράσινης παραγωγής και της κυκλικής οικονομίας.