Стекловолокно для армирования полимеров — E-glass, ECR-glass, S-glass

Описание

Стекловолокно (Glass Fiber) для армирования полимерных компаундов и композитов от Material Wizard — широкая линейка типов стекла (E-glass, S-glass, ECR-glass), геометрий (chopped 3–4.5 мм, long-fiber 10–12 мм, roving для pultrusion, milled fiber 0.2 мм) и замаслывателей (sizing), адаптированных под конкретный тип полимерной матрицы (PA, PBT, PC, PP, эпоксид, винил-эстер). Базовый армирующий наполнитель для всех GF-grade компаундов в каталоге MW: Examid PA66 GF30/GF50, Exablend PBT GF30-W3201, PC GF30-930, Ultraplen PP GF30-530 и десятков других.

Типы стекла — выбирается под среду эксплуатации

• E-glass (alumino-borosilicate) — стандартный, 85 % мирового рынка. Tensile fiber ~3500 MPa, modulus ~73 GPa. Универсальный для PA/PBT/PP/PC.
• ECR-glass (E-Corrosion Resistant) — boron-free, повышенная стойкость к кислотам, щелочам, морской воде. Для химической промышленности, шельфовых и agro-применений.
• S-glass / R-glass / T-glass — высокопрочное (tensile ~4700 MPa, modulus ~86 GPa), для aerospace, ballistic-protection, high-end композитов. В 3–5 раз дороже E-glass.
• C-glass (chemical) — для химической стойкости в кислых средах (без щелочей)
• AR-glass (alkali-resistant) — для armoring цементных композитов (GFRC)

Геометрия и форма поставки

• Chopped strands (chopped fiber): длина 3.0, 4.5, 6.0 мм; для compounding с термопластами через двухшнековый экструдер. После переработки фактическая длина волокна в детали 0.2–0.4 мм.
• Long-fiber pellets (LFT-G): 10–12 мм пеллеты, в которых волокно сохраняется на всю длину гранулы. После литья — волокно 3–8 мм в детали, обеспечивает существенно лучший impact и creep performance.
• Direct roving (assembled/single): 600–4800 tex, для pultrusion, filament winding, weaving в ткани (woven roving).
• Milled fiber: 0.1–0.2 мм длина, для тонкостенных деталей и SMC/BMC compounds.
• Chopped strand mat (CSM): для ручного и контактного формования.
• Continuous filament mat (CFM): для непрерывной формовки.

Замаслыватель (sizing) — критично для адгезии к матрице

Sizing — это микро-тонкий полимерный слой на поверхности волокна, обеспечивающий совместимость с конкретной полимерной матрицей и анти-абразивность. Без правильного sizing GF-grade компаунд теряет 30–50 % механических характеристик.

• Aminosilane sizing — для PA6, PA66 (взаимодействует с -NH₂ и -COOH концевыми группами)
• Epoxy-compatible sizing — для эпоксидных композитов и PC
• Polyester-compatible sizing — для PBT, PET
• Vinyl-ester / unsaturated polyester sizing — для GFRP композитов
• Multi-compatible sizing — универсальные для compatibility с разными матрицами

Brand-mapping мировых производителей

• Owens Corning (OCV) — глобальный лидер, флагман — Advantex® ECR-glass; Sustainwise® eco-line
• Jushi Group (КНР) — крупнейший китайский производитель E-glass для compounding
• Taishan Fiberglass (КНР) — близкий конкурент Jushi
• 3B Fibreglass (Бельгия) — премиум E/ECR-glass для technical applications
• Nittobo (Япония) — premium high-modulus glass
• Johns Manville (США) — wide range E-glass и спец-grades
• NEG (Nippon Electric Glass) — high-performance glass для electronics

Типичная дозировка в полимерных компаундах

• 10–15 % GF — лёгкая армировка, рост модуля в 1.5–2 раза, минимальное снижение impact
• 20–30 % GF — стандарт инженерных деталей (наш Examid PA66 GF30, Exablend PBT GF30-W3201, PC GF30-930)
• 40–50 % GF — high-modulus для metal-replacement (наш Examid PA66 GF50, PA66 CF40)
• 60+ % GF — экстремально высокая армировка для специальных задач (например, дугогасящие плиты в электроаппарате)

Типичные параметры моноволокна (E-glass)

• Диаметр: 10–14 µm (стандарт), 7–9 µm (fine), 17–20 µm (coarse)
• Плотность: 2.54 г/см³
• Tensile strength фибры: ~3500 МПа
• Tensile modulus фибры: ~73 ГПа
• Удлинение при разрыве: ~4 %
• CTE: 5 × 10⁻⁶ /K (один из самых низких среди наполнителей)
• Размягчение: ~840 °C; плавление: ~1200 °C

Use в наших MW-компаундах

Стекловолокно используется во всех наших GF-grade продуктах:

• Examid® PA66 GF30 — стандарт инженерных PA66
• Examid® PA66 GF50 — high-modulus metal-replacement
• Exablend® PBT GF30-W3201 — V-0 GF30 для электротехники
• Exablend® PC GF30-930 — конструкционный PC
• Ultraplen® PP GF30-530 — PP GF30 заменитель PA GF
• Ultraplen® PP GF30-4164 — PP GF30 sopolymer
• Ultraplen® PP LGF55 — long-fiber concentrate

Ограничения и trade-offs

• Анизотропия усадки и модуля по линии течения волокна — критично для прецизионных и плоских деталей
• Видимая поверхность волокна (white-streaks) на тонкостенных деталях
• Повышенный износ оснастки и шнека — рекомендуется stainless steel или DLC-coated
• Снижение ударной вязкости (характерная хрупкость GF-армированных полимеров)
• Для high-impact GF-grade нужны impact-modifiers в комбинации с GF

Test methods (для characterization партии)

ISO 1888 (диаметр моноволокна), ISO 5025 (LOI — sizing content burn-off), ISO 1889 (диаметр и tex roving), ISO 3344 (моисток sizing), ASTM D2256 (tensile strength single filament), SEM-микроскопия для морфологии sizing.

Указанные показатели — типичные для E-glass; конкретные значения зависят от производителя, типа sizing и партии. Перед промышленным применением просим запросить TDS для конкретной партии.