Có khá nhiều loại sợi được ứng dụng trong công nghệ composite như Sợi thủy tinh (E & R), Aramid, Polyeste, Cacbon,…
Sợi thủy tinh đã được người Ai Cập cổ đại phát hiện ra từ trước Công nguyên. Nhưng đến cuối thế kỷ 18 nó mới được ứng dụng như một nguyên liệu dệt. Vào thập kỷ 30 thế kỷ 20 sợi thủy tinh bắt đầu được sản xuất mang tính công nghiệp và lần đầu tiên được sử dụng như một loại vật liệu cách điện. Tuy nhiên, đến thập niên 50, cùng với sự phát triển của ngành polyme, sợi thủy tinh được ứng dụng rộng rãi làm vật liệu gia cường chất dẻo, đó là FRP. Với sự tham gia của sợi thủy tinh thì sau khi đóng rắn chất dẻo có cường độ cơ, lý cao hơn hẳn, thậm chí rất cao nếu sợi thủy tinh chiếm tỷ lệ lớn và công nghệ thích hợp.
Thủy tinh khi được nấu chảy, có thể kéo thành sợi rất nhỏ đường kính 5-13 µm và có thể uốn đến 900 , cho phép dệt thành nhiều loại vải gia cường khác nhau để sử dụng trong công nghệ composite. Trong số chất dẻo nhiệt từ polyamide, polyester, polypropylene có gia cường thì có đến 80% được gia cường bằng sợi thủy tinh. Trong tổng số tiêu thụ sợi thủy tinh cắt ngắn (chopped strands) thì trên 97% dùng cho gia cường chất dẻo rắn (như composite FRP), mà chỉ 3% dùng gia cường chất dẻo nhiệt. Theo số liệu năm 1996, trên thế giới đã tiêu thụ khoảng 400.000 tấn sợi thủy tinh, trong đó châu Âu 130.000 tấn, Bắc Mỹ 126.000 tấn, Nhật 85.000 tấn, châu Á và châu Đại Dương 23.000 tấn, Nam Phi 5.000 tấn. Tại các nước Đông Á và Đông Nam châu Á đều có nhà máy sản xuất sợi thủy tinh phục vụ trong nước và xuất khẩu: Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan, Indonesia, Singapore, Malaysia, Thái Lan.v.v… Tóm lại sợi thủy tinh đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi.
SỢI ARAMID
Sợi Aramid còn có tên là sợi Kevlar, trong đó loại được ứng dụng chủ yếu mang ký hiệu K29 và K49. Đây là loại sợi tổng hợp có tỷ trọng nhẹ mà độ bền cao. Vì vậy, khi sản phẩm đòi hỏi phải nhẹ, chịu ứng lực cao thì người ta dung sợi Kevlar thay cho sợi thủy tinh. Nó được cung ứng trên thị trường dưới dạng băng Roving (woven roving tapes)và giá cao hơn sợi thủy tinh. Sợi Kevlar K29 và K49 cũng thích hợp với các loại polyester và có khả năng kết dính tốt.
Do có tỷ trọng nhẹ hơn nên nếu cùng diện tích và trọng lượng như nhau thì tấm composite – Kevlar sẽ dày hơn do đó cứng vững và bền hơn. Hay nói cách khác nếu cùng độ bền như nhau, thì tấm composite Kevlar sẽ nhẹ hơn tấm composite – thủy tinh FRP 30-40%. Nó chịu kéo, va đập như FRP, nhưng chịu nén và uốn dẻo kém hơn.
Nhược điểm của sợi aramdid so với sợi thủy tinh là:
- Khó cắt hơn (phải dung dao thật sắc bén)
- Sauk hi đóng rắn, khó đẽo, gọt hơn
- Vì màu sợi mờ đục nên khó nhận biết nó đã thấm resin hay chưa, đồng thời khó nhận biết bọt khi nên phải lăn ép rất kỹ.
- Kén chọn resin, vì một số loại resin lại không thích hợp với nó.
Vì tính kén chọn resin cho nên với sợi aramid người ta thường sử dụng loại resin isophthalic, vinyleste hay epoxy để đảm bảo chất lượng cao nhưng lại đắt tiền. Hiện nay một số nhược điểm nêu trên của sợi Kevlar đã được khắc phục, khả năng chịu uốn, xoắn của nó đã được nâng cao.
Tóm lại, sợi Kevlar chỉ phát huy tác dụng rõ rệt khi sản phẩm đòi hỏi phải nhẹ (như vỏ máy bay, tàu thủy..v..v) mà vẫn đảm bảo sức bền như FRP.
, Aramid, Polyeste, Cacbon,… SỢI THỦY TINH ....){kind=link}