Нереальный приступ удачи только gaminator rex официально.
Новости компании Связаться с нами
Галерея Статьи и публикации
Главная страница / Композиционные материалы и технологии / Стекловолоконный композит / Физико-механические свойства

Физико - механические свойства

 

Стекловолоконный композит, изготовленный методом пултрузии, производится на основе тканных и не тканных стекловолоконных материалов (наполнителей) и различных смол (связующих). Пултрузия даёт возможность проектировать компоненты изделия с определенными характеристиками и широким диапазоном структурных свойств в конечном изделии.

Типичные структурные изделия содержат от 45 % до 75 % наполнителя. Этот тип композита широко используется в пултрузионной промышленности  и обладает стандартными механическими свойствами, которые при необходимости могут изменяться. Пределы прочности, например, могут измениться от 40 MPa до 1000 MPa, в зависимости от наполнителей, ориентации волокна и выбора смолы.

Первичный используемый тип - E-стекло (табл. 1.1). Другие наполнители являются более дорогостоящими, в связи с чем в строительстве используются реже.

 

Свойства

E-стекло

Плотность  (Mg/m3)

2.6

Предел прочности при растяжении (GPa)

3.4

Модуль упругости при растяжения (GPa)

72.4

Удлинение до разрыва (%)

4.8

Табл. 1-1 Типовые свойства волокна

 

Свойства смол

На определение используемого типа смолы влияют различные факторы, например такие как, коррозийность окружающей среды, температурное влияние, необходимость  в огнестойкости.

Полиэфиры - первичные смолы, используемые в пултрузии. Доступен широкий диапазон полиэфиров с различными характеристиками. Свойства и потребность в этих различных смолах определяются конечным продуктом (табл.1.2).

Огнестойкие полиэстеры также доступны. Огнестойкость может изменяться путем смешивания различных  смол. Некоторые из доступных результатов спецификации воспламеняемости и испытаний представлены далее в таблице 1.5. Для наивысшей огнестойкости применяются фенольная или другие специальные смолы.

 

Свойства

Полиэфир

Предел прочности при растяжение (MPa)

77.2

Удлинение %

4.5

Предел прочности при изгибе (MPa)

122.8

Модуль упругости при изгибе  (Gpa)

3.0

Температура диструкции (Сº)

71.1

Предел прочности при срезе (короткая балка)  (MPa)

31.0

Табл. 1-2 Типовые свойства смол (стандарт LVS EN ISO 527)

 

Физико-механические свойства профилей

Свойства

Единица измерения

1500/1525

серии

Механические свойства (стандарт LVS EN ISO 527)

 

 

Предел прочности при растяжении (вдоль)

MPa

226,9

Предел прочности при растяжении (поперёк)

MPa

51,6

Модуль упругости при растяжении (вдоль)

GPa

17,2

Модуль упругости при растяжении (поперёк)

GPa

5,5

Предел прочности при сжатии (вдоль)

MPa

226,9

Предел прочности при сжатии (поперёк)

MPa

113,4

Модуль упругости при сжатии (вдоль)

GPa

20,6

Модуль упругости при сжатии (поперёк)

GPa

6,9

Предел прочности при  изгибе (вдоль)

MPa

226,9

Предел прочности при изгибе (поперёк)

MPa

75,6

Модуль упругости при изгибе (вдоль)

GPa

11

Модуль упругости при изгибе (поперёк)

GPa

5,5

Модуль упругости

GPa

19,2-22,0

Швеллер (полное сечение²)

GPa

19,2

Квадратная и прямоугольная трубы (полное сечение²)

GPa

22,0

Модуль сдвига

GPa

2,9

Максимальная несущая способность (вдоль)

MPa

206,2

Максимальная несущая способность (поперёк)

MPa

123,7

Коэффициент Пуассона (вдоль)

mm/mm

0,35

Коэффициент Пуассона (поперёк)

mm/mm

0,15

Относительное удлинение

 

1,7 - 2,0%

Физические свойства (стандарт LVS EN ISO 527)

 

 

Твёрдость по Барколю

 

45

Водопоглощение    

%Max

0,6

Плотность

Mg / M³

1,66-1,93

Коэффициент линейного расширения (вдоль)

 

8

Теплопроводимость (активная проводимость) (перпенд.)

W/MК

0,58

Электрические свойства

 

 

Электрическая прочность (вдоль) (стандарт теста IEC 60234)

kV/mm

до 1,58

Электрическая прочность (перпенд.) (стандарт теста IEC 60234)

kV/mm

до 7,9

Дуга сопротивления (вдоль)

секунды

120

Диэлектрическая постоянная проницаемость (перпенд.)

60 Hz

5,2

Табл. 1-3   Прямоугольные трубы, квадратные трубы, круглые трубы, швеллеры, уголки (метрическая версия)

 

Свойства

Единица измерения

1500/1525 серии

Механические свойства (стандарт LVS EN ISO 527)

 

 

Полная секция

 

 

Модуль упругости 

GРa

26,8-27,6

 (12,7mm толщина профиля) (полное сечение²)

GРa

26,8

 (6,4mm и 9,5mm толщина профиля) (полное сечение²)

GРa

27,6

Модуль сдвига (полное сечение²)

GРa

3,4

Напряжение при изгибе (полное сечение²)

 MРa

226,9

Полочки

 

 

Предел прочности при растяжении (вдоль)

 MРa

275

Модуль упругости при растяжении вдоль

GРa

28,6

Предел прочности при сжатии (вдоль)

 MРa

315,7

Предел прочности при сжатии (поперёк)

 MРa

122,4

Модуль упругости при сжатии (вдоль)

GРa

26,5

Модуль упругости при сжатии (поперёк)

GРa

13,1

Предел прочности при  изгибе (вдоль)

MРa

295,2

Модуль упругости при изгибе (вдоль)

GРa

13,7

Максимальная несущая способность (вдоль)

MРa

226,9

Максимальная несущая способность (вдоль³)

MРa

158,1

Коэффициент Пуассона (вдоль)

mm/mm

0,35

Коэффициент Пуассона (поперёк)

mm/mm

0,12

Относительное удлинение

 

1,7 - 2,0%

Перегородка

 

 

Предел прочности при растяжении (вдоль)

MРa

208,3

Предел прочности при растяжении (поперёк)

MРa

72,2

Модуль упругости при растяжении (вдоль)

GРa

21,3

Модуль упругости при растяжении (поперёк)

GРa

9,6

Предел прочности при сжатии (вдоль)

MРa

257,8

Предел прочности при сжатии (поперёк)

MРa

97,6

Модуль упругости при сжатии (вдоль)

GРa

19,2

Модуль упругости при сжатии (поперёк)

GРa

13,1

Предел прочности при изгибе (вдоль)

MРa

297,8

Предел прочности при изгибе (поперёк)

MРa

119,3

Модуль упругости при изгибе (вдоль)

GРa

13,1

Модуль упругости при изгибе (поперёк)

GРa

12.0

Максимальная несущая способность (вдоль)

MРa

233,6

Максимальная несущая способность (поперёк)

MРa

206,2

Коэффициент Пуассона (вдоль)

mm/mm

0,35

Коэффициент Пуассона (поперёк)

mm/mm

0,12

Относительное удлинение

 

1,7 - 2,0%

Физические свойства (стандарт LVS EN ISO 527)

 

 

Твёрдость по Барколю

 

33

Водопоглощение

%Max

0,6

Плотность

Mg / M ^ 3

1,66-1,93

Коэффициент линейного расширения (вдоль)

10 ^ - 6K ^ -1

8

Теплопроводимость (перпенд.) (активная проводимость)

W/Mk

0,58

Табл. 1-4 Двутавр и широкополочная балка (метрическая версия)

 

Механические свойства

Единица измерения

1500/1525 серии

Электрические свойства

 

 

Электрическая прочность (вдоль) (стандарт IEC 60234)

kV/mm

до 1,58

Электрическая прочность  (перпенд.) (стандарт IEC 60234)

kV/mm

до 7,9

Дуга сопротивления (вдоль)

секунды

120

Диэлектрическая постоянная проницаемость (перпенд.)

60 Hz

5,2

Табл. 1-5

 

Свойства

№ Стандарта

(нормы)

1525 серия

Классификация воспламеняемости

UL94

(VO)

Туннельный тест

ASTM E-84

25 Max

Тушение воспламеняемости

ASTM D635

Не тлеющий

NBS дымовая камера

ASTM E662

650

Сопротивление пламени  (воспламенение/ горение)

FTMS 406-2023

55/30 (секунды)

Экспериментальные методы определения группы горючести твердых веществ и материалов

LVS 263; 2000

Трудногорючий,

самозатухающий

Примечание: относится к материалу профилей таблиц 1 - 3 и 1 - 4

 

Типичные электрические свойства профилей всех сечений

Электрические свойства

1500/1525 серии

Электрическая прочность, (вдоль) (стандарт IEC 60234)

до 1.58 kV/mm

Электрическая прочность, (перпенд.) (стандарт IEC 60234)

до 7.9 kV/mm

Диэлектрическая постоянная, 60 Hz. (перпенд.)

5.2

Фактор рассеивания/утечки  60 Hz.(перпенд.)

0.03

Дуга сопротивления (указывает значение измерение в продольном направлении)

120 секунд

Табл. 1-6
 

 

Влияние температуры на механические характеристики профилей

Повышенная температура по разному влияет на механические характеристики компонентов композитного материала.

Чистая полиэфирная смола Pultrex® 1500 Series Polyester resin подвержена влиянию повышенной температуры. Согласно техническим данным компании Creative Pultrusions, Inc, USA не рекомендуется применение чистой смолы Pultrex® 1500 Series при температуре 51 °С она теряет 30% прочности и 10% жесткости. Имеется более термостойкая смола Pultrex® 1625 Series Flame Retandant Vinyl Ester Resin теряющая только 20% прочности и практически не теряющая жесткость при этой температуре.

Температура (до 50°С) практически не влияет на прочностные и жесткостные характеристики армирующих стекловолокон и стекломата, составляющих примерно 70% объемного содержания материала пултрузионного полиэфирного стеклопластикового профиля. Поэтому влияние рабочей температуры в диапазоне до 50°С на механические характеристики композитного профиля будет, несомненно, существенно меньше, чем на чистую полиэфирную смолу.

Количественная оценка этого влияния зависит от типа напряженного состояния профиля (изгиб, растяжение, сжатие, кручение или комбинированная нагрузка), величины действующих нагрузок, геометрических размеров профиля и длительности работы при повышенной температуре. Наиболее чувствительным представляется работа профиля на изгиб, при котором вклад полимерного связующего в работу композита наибольший. Нормы европейского кода проектирования композитов рекомендуют использовать коэффиенты фактора безопастности 1,3 и 3,2 для учета кратковременного и длительного влияния повышенной температуры (см. главу 2, таблицу нагрузок).

 

Влияние длительной постоянной нагрузки

Ползучесть - увеличение деформации армированного стекловолоконного композитного материала при длительной и постоянной нагрузке. Стекловолоконному композитному материалу присуще вязко-упругое поведение.

На основании исследовательских данных на ползучесть стекловолоконного композитного материала полученного методом пултрузии коэффициент уменьшения продольного модуля упругости Ех при длительной постоянной нагрузке определяется по электрической формуле: