Скловолокно для армування полімерів — E-glass, ECR-glass, S-glass

Опис

Скловолокно (Glass Fiber) для армування полімерних компаундів і композитів від Material Wizard — широка лінійка типів скла (E-glass, S-glass, ECR-glass), геометрій (chopped 3–4.5 мм, long-fiber 10–12 мм, roving для pultrusion, milled fiber 0.2 мм) і замаслювачів (sizing), адаптованих під конкретний тип полімерної матриці (PA, PBT, PC, PP, епоксид, вініл-естер). Базовий армувальний наповнювач для всіх GF-grade компаундів у каталозі MW: Examid PA66 GF30/GF50, Exablend PBT GF30-W3201, PC GF30-930, Ultraplen PP GF30-530 та десятків інших.

Типи скла — обирається під середовище експлуатації

• E-glass (alumino-borosilicate) — стандартний, 85 % світового ринку. Tensile fiber ~3500 MPa, modulus ~73 GPa. Універсальний для PA/PBT/PP/PC.
• ECR-glass (E-Corrosion Resistant) — boron-free, підвищена стійкість до кислот, лугів, морської води. Для хімічної промисловості, шельфових і agro-застосувань.
• S-glass / R-glass / T-glass — високоміцне (tensile ~4700 MPa, modulus ~86 GPa), для aerospace, ballistic-protection, high-end композитів. У 3–5 разів дорожче за E-glass.
• C-glass (chemical) — для хімічної стійкості у кислих середовищах (без лугів)
• AR-glass (alkali-resistant) — для armoring цементних композитів (GFRC)

Геометрія та форма постачання

• Chopped strands (chopped fiber): довжина 3.0, 4.5, 6.0 мм; для compounding з термопластами через двошнековий екструдер. Після переробки фактична довжина волокна у деталі 0.2–0.4 мм.
• Long-fiber pellets (LFT-G): 10–12 мм пеллети, у яких волокно зберігається на всю довжину гранули. Після лиття — волокно 3–8 мм у деталі, забезпечує істотно кращий impact і creep performance.
• Direct roving (assembled/single): 600–4800 tex, для pultrusion, filament winding, weaving у тканини (woven roving).
• Milled fiber: 0.1–0.2 мм довжина, для тонкостінних деталей і SMC/BMC compounds.
• Chopped strand mat (CSM): для ручного й контактного формування.
• Continuous filament mat (CFM): для безперервної формовки.

Замаслювач (sizing) — критично для адгезії до матриці

Sizing — це мікро-тонкий полімерний шар на поверхні волокна, що забезпечує сумісність з конкретною полімерною матрицею і анти-абразивність. Без правильного sizing GF-grade компаунд втрачає 30–50 % механічних характеристик.

• Aminosilane sizing — для PA6, PA66 (взаємодіє з -NH₂ і -COOH кінцевими групами)
• Epoxy-compatible sizing — для епоксидних композитів і PC
• Polyester-compatible sizing — для PBT, PET
• Vinyl-ester / unsaturated polyester sizing — для GFRP композитів
• Multi-compatible sizing — універсальні для compatibility з різними матрицями

Brand-mapping світових виробників

• Owens Corning (OCV) — глобальний лідер, флагман — Advantex® ECR-glass; Sustainwise® eco-line
• Jushi Group (КНР) — найбільший китайський виробник E-glass для compounding
• Taishan Fiberglass (КНР) — близький конкурент Jushi
• 3B Fibreglass (Бельгія) — преміум E/ECR-glass для technical applications
• Nittobo (Японія) — преміум high-modulus glass
• Johns Manville (США) — wide range E-glass і спец-grades
• NEG (Nippon Electric Glass) — high-performance glass для electronics

Типове дозування у полімерних компаундах

• 10–15 % GF — легке армування, зростання модуля у 1.5–2 рази, мінімальне зниження impact
• 20–30 % GF — стандарт інженерних 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 — екстремально високе армування для спеціальних задач (наприклад, дугогасні плити в електроапараті)

Типові параметри моноволокна (E-glass)

• Діаметр: 10–14 µm (стандарт), 7–9 µm (fine), 17–20 µm (coarse)
• Густина: 2.54 г/см³
• Tensile strength фібри: ~3500 МПа
• Tensile modulus фібри: ~73 ГПа
• Видовження при розриві: ~4 %
• CTE: 5 × 10⁻⁶ /K (один з найнижчих серед наповнювачів)
• Розм’якшення: ~840 °C; плавлення: ~1200 °C

Use у наших MW-компаундах

Скловолокно використовується у всіх наших GF-grade продуктах:

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

Обмеження і trade-offs

• Анізотропія усадки та модуля по лінії течії волокна — критично для прецизійних і плоских деталей
• Видима поверхня волокна (white-streaks) на тонкостінних деталях
• Підвищений знос оснащення та шнека — рекомендується stainless steel або DLC-coated
• Зниження ударної в’язкості (характерна крихкість GF-армованих полімерів)
• Для high-impact GF-grade потрібні impact-modifiers у комбінації з GF

Test methods (для characterization партії)

ISO 1888 (діаметр моноволокна), ISO 5025 (LOI — sizing content burn-off), ISO 1889 (діаметр і tex roving), ISO 3344 (стійкість sizing), ASTM D2256 (tensile strength single filament), SEM-мікроскопія для морфології sizing.

Зазначені показники — типові для E-glass; конкретні значення залежать від виробника, типу sizing і партії. Перед промисловим застосуванням просимо запросити TDS для конкретної партії.