Canal de cables de plàstic reforçat amb fibra de vidre

Hi ha una estreta correlació entre la relació de reforç de fibra del canal de cable FRP i la seva resistència mecànica, que afecta directament l'aplicabilitat d'enginyeria del producte. En una fórmula típica, la fibra de vidre s'utilitza com a material de reforç del nucli, i el seu contingut sol fluctuar entre el 30% i el 70%, i aquest canvi de relació canviarà significativament el rendiment mecànic del material. Quan la relació de pes de la fibra arriba al rang daurat del 50%-55%, el canal del cable pot aconseguir el millor equilibri resistència-resistente, la resistència a la tracció pot arribar a 300-350MPa i el mòdul de flexió es manté a 15-18GPa, que compleix totalment els requisits mecànics de la majoria de projectes de suport de cables. Val la pena assenyalar que com més gran sigui la proporció de fibra, millor. Una vegada que supera el valor crític del 65%, la matriu de resina és difícil d'infiltrar completament en la fibra, però provocarà una disminució de l'enllaç interfacial i una reducció de la resistència a l'impacte d'un 20%.

En la producció real, els diferents processos tenen diferències òbvies en la seva capacitat per controlar el contingut de fibra. Els processos tradicionals-de col·locació manual només poden assolir un contingut de fibra inferior al 45% i la força fluctua molt; mentre que la tecnologia de pultrusió avançada pot controlar amb precisió la relació de fibra al voltant del 60%, augmentant la resistència axial del producte en més d'un 40%. Per a escenaris d'aplicació especials, els enginyers adoptaran estratègies d'optimització específiques: en entorns corrosius com zones químiques, la combinació d'un 60% de fibra i resina d'èster vinílic pot augmentar 3 vegades la resistència a l'àcid i l'àlcali; en situacions en què es requereix resistència a l'impacte, s'afegeix un 5%-10% de fibres de drecera per millorar la duresa. L'estàndard State Grid Q/GDW 1819-2013 requereix clarament que el contingut de fibra dels canals del cable d'alimentació no ha de ser inferior al 50%, i alguns projectes d'energia eòlica marina utilitzen un 55% de fibra barrejada amb una solució de fibra de carboni per augmentar la resistència al tifó del producte en un 60%.

Per garantir la qualitat del producte, la indústria generalment utilitza el mètode de desgast-(GB/T 2577) per determinar amb precisió el contingut de fibra i col·labora amb la prova de flexió de tres-punts (ASTM D790) per verificar la resistència real. L'anàlisi d'exploració amb microscopi electrònic mostra que quan el contingut de fibra és adequat, la superfície de fractura presenta una morfologia mixta d'extracció de fibra-i fractura de resina, cosa que indica que l'estrès s'ha transmès i dispersat de manera efectiva. Des del punt de vista econòmic, cada augment del 5% del contingut de fibra augmentarà els costos del material un 8%-10%, per la qual cosa cal seleccionar el tipus adequat segons l'estàndard JC/T 941-2016: 40%-45% per a escenaris de càrrega lleugera (Classe I), 45% per a càrrega mitjana, (5% per a càrrega mitjana), (5% per a càrrega mitjana) 55% -60% per a pesats càrregues (classe III). Mitjançant aquest control precís, els canals de FRP d'alta qualitat poden aconseguir una relació resistència-pes superior al triple de l'acer galvanitzat, mantenint una excel·lent resistència a la corrosió, motiu pel qual substitueixen cada cop més els productes metàl·lics tradicionals en els camps de l'electricitat, la indústria química, etc.