纤维增强材料类型和形式

玻璃纤维复合材料的大部分强度是由于纤维增强的类型，数量和排列。虽然使用中的增强材料中有90%以上是玻璃纤维，但其他增强材料满足了各种应用领域的需求。

玻璃

最常见的增强材料 – 玻璃坚固，具有良好的耐热性和高电气性能。对于更关键的需求，S-Glass 提供更高的耐热性和大约 1/3 的拉伸强度（成本更高）。

碳纤维

碳纤维（石墨）具有广泛的性能和价格点。碳纤维将重量轻与非常高的强度和弹性模量（刚度或刚度的量度）相结合。对于高刚度应用，这些增强材料很难被击败，其弹性模量可以与钢相媲美。它们还具有出色的疲劳性能。碳纤维的主要用途是用于减轻重量是主要目标的航空航天部件。虽然成本限制了商业应用的使用，但在材料含量低的情况下是可行的，例如运动器材。

芳纶

也称为芳族聚酰胺纤维（凯夫拉®尔或Twaron®），芳纶提供高强度和低密度（比玻璃低40%）以及高模量。这些纤维可以掺入许多聚合物中，并且广泛用于高冲击应用，包括弹道电阻。

天然纤维

剑麻、大麻和亚麻等天然纤维可用于一些强度要求低的应用。它们仅限于不需要防潮或高湿度的应用。

纤维的排列

单向

增强类型： 连续钢绞线粗纱 工艺： 连续拉挤成型、压缩成型

双向

增强类型： 机织织物，机织粗纱 工艺： 手糊

多向

增强类型： 短切股，连续，短切股垫，三轴织物 工艺： 压缩和注塑，喷涂压力袋，瓶坯

玻璃纤维增强材料的百分比增加了纤维取向方向的强度。每根股线的定位方式决定了可实现强度的方向和水平。三种基本安排是单向、双向和多向。

加固形式

增强材料以几种基本形式提供，以提供成本、强度、与树脂体系的兼容性和工艺要求的灵活性。

连续钢绞线粗纱

以缠绕成圆柱形包装的未扭曲股线形式提供，用于进一步处理。连续粗纱通常被切碎以进行喷涂，预制棒或片状模塑料。在连续形式中，它被使用在拉挤成型和长丝缠绕过程中。

编织粗纱

这是一种厚重的悬垂织物，有各种宽度、厚度和重量可供选择。粗纱机织成本低于传统机织布，用于在大型结构部件（如储罐和船体）中提供高强度。编织粗纱主要用于手糊加工。

机织布

机织织物由纤维纱制成，质地比粗纱更细。它们有多种尺寸可供选择，重量从 2.5-18 盎司/每平方码不等，具有各种强度方向。

加固垫

增强垫由以漩涡图案铺设的连续股或短切线制成，用树脂粘合剂固定在一起或机械缝合。这些垫子用于中等强度的复合材料。组合垫由编织粗纱和短切股垫粘合在一起组成，用于节省手糊操作的时间。玻璃、碳纤维和芳纶纤维的混合毡也可用于高强度增强产品。

表面处理垫

表面垫或面纱是由单丝制成的薄纤维垫，不被视为增强材料。它用于提供良好的表面光洁度，因为它可以有效地阻挡底层垫子或织物的纤维图案。表面垫也用于耐腐蚀产品的内层，以产生光滑、富含树脂的表面。

短切纤维

短切股或光纤的长度从 1/8“ 到 2” 不等用于与树脂和添加剂共混，以制备模塑料压缩或注塑等工艺。各种表面应用处理以确保与不同树脂系统。

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