پودر الیاف شیشهفقط پرکننده نیست؛ بلکه از طریق درهمتنیدگی فیزیکی در سطح میکرو تقویت میشود. پس از ذوب و اکستروژن در دمای بالا و آسیاب بعدی در دمای پایین، پودر الیاف شیشه بدون قلیا (E-glass) همچنان نسبت ابعاد بالایی را حفظ میکند و روی سطح بیاثر است. لبههای سختی دارد، اما واکنشپذیر نیستند و شبکهای از تکیهگاه را در ماتریسهای رزین یا سیمان یا ملات ایجاد میکنند. توزیع اندازه ذرات از 150 مش تا 400 مش، تعادلی بین پراکندگی آسان و نیروی لنگر ایجاد میکند، خیلی درشت بودن منجر به تهنشینی و خیلی ریز بودن باعث تضعیف تحمل بار میشود. کاربردهایی که برای پوششهای براق یا گلدانهای دقیق مناسبتر هستند، گریدهای فوق ریز مانند پودر الیاف شیشه 1250 هستند.
افزایش قابل توجه سختی زیرلایه و مقاومت در برابر سایش توسط پودر شیشه ناشی از خواص فیزیکوشیمیایی ذاتی آن و میکرومکانیسمهای درون سیستمهای ماده است. این تقویت در درجه اول از طریق دو مسیر رخ میدهد: "تقویت پرکننده فیزیکی" و "بهینهسازی پیوند سطح مشترک"، با اصول خاص زیر:
اثر پرکنندگی فیزیکی از طریق سختی ذاتی بالا
پودر شیشه عمدتاً از ترکیبات معدنی مانند سیلیس و بوراتها تشکیل شده است. پس از ذوب و خنک شدن در دمای بالا، ذرات آمورف با سختی موهس ۶-۷ تشکیل میدهد که بسیار بیشتر از مواد پایه مانند پلاستیک، رزین و پوششهای معمولی (معمولاً ۲-۴) است. هنگامی که به طور یکنواخت در ماتریس پراکنده میشوند،پودر شیشهذرات ریز سخت بیشماری را در سراسر ماده جای میدهد:
این نقاط سخت مستقیماً فشار و اصطکاک خارجی را تحمل میکنند و باعث کاهش تنش و سایش روی خود ماده پایه میشوند و به عنوان یک «اسکلت مقاوم در برابر سایش» عمل میکنند.
وجود نقاط سخت، تغییر شکل پلاستیک روی سطح ماده را مهار میکند. هنگامی که یک جسم خارجی روی سطح خراش ایجاد میکند، ذرات پودر شیشه در برابر تشکیل خراش مقاومت میکنند و در نتیجه سختی کلی و مقاومت در برابر خراش را افزایش میدهند.
ساختار متراکم، مسیرهای سایش را کاهش میدهد
ذرات پودر شیشه دارای ابعاد ریز (معمولاً در مقیاس میکرومتر تا نانومتر) و پراکندگی عالی هستند و به طور یکنواخت منافذ میکروسکوپی را در ماده ماتریس پر میکنند تا یک ساختار کامپوزیت متراکم تشکیل دهند:
در طول ذوب یا پخت، پودر شیشه یک فاز پیوسته با ماتریس تشکیل میدهد که شکافهای بین سطحی را از بین میبرد و سایش موضعی ناشی از تمرکز تنش را کاهش میدهد. این امر منجر به سطح مادهای یکنواختتر و مقاومتر در برابر سایش میشود.
پیوند بین سطحی، راندمان انتقال بار را افزایش میدهد
پودر شیشه سازگاری بسیار خوبی با مواد زمینه مانند رزینها و پلاستیکها نشان میدهد. برخی از پودرهای شیشه اصلاحشده سطحی میتوانند به صورت شیمیایی با زمینه پیوند برقرار کنند و اتصالات بین سطحی قوی تشکیل دهند.
پایداری شیمیایی در برابر خوردگی محیطی مقاوم است
پودر شیشهبیاثری شیمیایی فوقالعادهای از خود نشان میدهد، در برابر اسیدها، قلیاها، اکسیداسیون و فرسودگی مقاوم است. عملکرد پایدار خود را در محیطهای پیچیده (مثلاً در فضای باز، محیطهای شیمیایی) حفظ میکند:
از آسیب ساختاری سطح در اثر خوردگی شیمیایی جلوگیری میکند و سختی و مقاومت در برابر سایش را حفظ میکند.
به ویژه در پوششها و جوهرها، مقاومت پودر شیشه در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر پیری ناشی از رطوبت و گرما، تخریب ماتریس را به تأخیر میاندازد و عمر سایشی ماده را افزایش میدهد.
زمان ارسال: ۱۲ ژانویه ۲۰۲۶
