เหตุใดผงใยแก้วจึงช่วยเพิ่มความแข็งของวัสดุ?

ผงใยแก้วไม่ใช่แค่สารเติมเต็มเท่านั้น แต่ยังเสริมความแข็งแรงด้วยการเชื่อมต่อทางกายภาพในระดับจุลภาค หลังจากหลอมและอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูง และบดละเอียดที่อุณหภูมิต่ำ ผงใยแก้วปราศจากด่าง (E-glass) ยังคงรักษาสัดส่วนความยาวต่อความกว้างสูงและเฉื่อยต่อปฏิกิริยาบนพื้นผิว มีขอบแข็ง แต่ไม่ทำปฏิกิริยา และสร้างเครือข่ายการรองรับในเรซิน ซีเมนต์ หรือปูนฉาบ การกระจายขนาดอนุภาคตั้งแต่ 150 เมชถึง 400 เมช ให้ความสมดุลระหว่างการกระจายตัวง่ายและแรงยึดเกาะ หากหยาบเกินไปจะทำให้เกิดการตกตะกอน และหากละเอียดเกินไปจะทำให้รับน้ำหนักได้น้อยลง การใช้งานที่เหมาะสมกว่าสำหรับการเคลือบเงาสูงหรือการหล่อแบบแม่นยำคือเกรดละเอียดพิเศษ เช่น ผงใยแก้ว 1250

การเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของวัสดุพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญด้วยผงแก้วนั้น เกิดจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีโดยธรรมชาติ รวมถึงกลไกระดับจุลภาคภายในระบบวัสดุ การเสริมแรงนี้เกิดขึ้นเป็นหลักผ่านสองเส้นทาง ได้แก่ “การเสริมแรงด้วยการเติมสารเติมเต็มทางกายภาพ” และ “การเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะระหว่างพื้นผิว” โดยมีหลักการเฉพาะดังต่อไปนี้:

ผลการเติมเต็มทางกายภาพผ่านความแข็งสูงโดยธรรมชาติ

ผงแก้วส่วนใหญ่ประกอบด้วยสารประกอบอนินทรีย์ เช่น ซิลิกาและโบเรต หลังจากหลอมและเย็นตัวที่อุณหภูมิสูง จะเกิดเป็นอนุภาคอสัณฐานที่มีความแข็งระดับโมห์ส 6-7 ซึ่งสูงกว่าวัสดุพื้นฐาน เช่น พลาสติก เรซิน และสารเคลือบทั่วไป (โดยทั่วไปอยู่ที่ 2-4) เมื่อกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในเมทริกซ์ผงแก้วฝังอนุภาคขนาดเล็กที่แข็งจำนวนนับไม่ถ้วนไว้ทั่วทั้งวัสดุ:

จุดแข็งเหล่านี้รับแรงกดและแรงเสียดทานจากภายนอกโดยตรง ช่วยลดความเครียดและการสึกหรอของวัสดุพื้นฐาน ทำหน้าที่เป็น "โครงสร้างต้านทานการสึกหรอ"

การมีจุดแข็งช่วยยับยั้งการเสียรูปพลาสติกบนพื้นผิววัสดุ เมื่อวัตถุภายนอกขูดขีดบนพื้นผิว อนุภาคผงแก้วจะต้านทานการเกิดรอยขีดข่วน จึงช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานต่อรอยขีดข่วนโดยรวม

โครงสร้างที่หนาแน่นช่วยลดการสึกหรอ

อนุภาคผงแก้วมีขนาดเล็กมาก (โดยทั่วไปอยู่ในระดับไมโครเมตรถึงนาโนเมตร) และกระจายตัวได้ดีเยี่ยม สามารถเติมเต็มรูพรุนขนาดเล็กในวัสดุเมทริกซ์ได้อย่างสม่ำเสมอ เพื่อสร้างโครงสร้างคอมโพสิตที่มีความหนาแน่นสูง:

ในระหว่างกระบวนการหลอมหรือการอบแข็ง ผงแก้วจะก่อตัวเป็นเฟสต่อเนื่องกับเนื้อวัสดุหลัก ทำให้ไม่มีช่องว่างระหว่างพื้นผิวและลดการสึกหรอเฉพาะจุดที่เกิดจากความเค้นกระจุกตัว ส่งผลให้พื้นผิววัสดุมีความสม่ำเสมอและทนต่อการสึกหรอมากขึ้น

การยึดติดระหว่างพื้นผิวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายโอนแรง

ผงแก้วมีคุณสมบัติเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับวัสดุพื้นฐาน เช่น เรซินและพลาสติก ผงแก้วบางชนิดที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวแล้วสามารถสร้างพันธะทางเคมีกับวัสดุพื้นฐาน ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างพื้นผิวที่แข็งแรง

ความเสถียรทางเคมีช่วยต้านทานการกัดกร่อนจากสิ่งแวดล้อม

ผงแก้วมีคุณสมบัติเฉื่อยต่อสารเคมีอย่างดีเยี่ยม ทนต่อกรด ด่าง การออกซิเดชัน และการเสื่อมสภาพ รักษาประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน (เช่น กลางแจ้ง สภาพแวดล้อมทางเคมี)

ป้องกันความเสียหายของโครงสร้างพื้นผิวจากการกัดกร่อนทางเคมี รักษาความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสารเคลือบและหมึกพิมพ์ ความต้านทานต่อรังสียูวีและความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากความชื้นและความร้อนของผงแก้วช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง ทำให้ยืดอายุการใช้งานของวัสดุได้