اعلیٰ-کارکردگی کے مرکب میں استعمال ہونے والے فائبر کی بنیادی اقسام
1. گلاس فائبر (فائبر گلاس)
فائبر گلاس کی بہت سی مختلف قسمیں ہیں، لیکن کمپوزٹ کے لیے، دو سب سے عام ہیں۔ E-گلاس فائبر تقریباً تمام فائبر گلاس-مضبوط مصنوعات میں معیاری قسم ہے، جبکہ S-گلاس فائبر (جسے R-گلاس یا T-گلاس فائبر بھی کہا جاتا ہے) نمایاں طور پر بہتر تناؤ کی طاقت رکھتا ہے۔ S-گلاس فائبر عام طور پر E-گلاس فائبر سے چھوٹا ہوتا ہے، رال میٹرکس میں بہتر چپکنے والا ہوتا ہے، اور اثر کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ لیکن اس کی قیمت بہت زیادہ ہے۔ S-2 گلاس فائبر ایک اعلی-طاقت والا تجارتی S-گلاس فائبر ہے، جو عام E-گلاس فائبر سے دوگنا ٹینسائل طاقت رکھتا ہے اور تقریباً 10-20% زیادہ سختی بھی رکھتا ہے۔ لیکن تقریباً تمام ایپلی کیشنز کے لیے، ای گلاس فائبر کافی ہے۔
فائبر گلاس پگھلی ہوئی (1700 ڈگری) معدنی مصنوعات (سلیکا، ایلومینیم اور کیلشیم آکسائیڈ وغیرہ) کو چھوٹے قطر کے سوراخوں سے نکال کر بنایا جاتا ہے۔ عام طور پر، شیشے کے ریشے تقریباً 10-25 مائکرون قطر کے ہوتے ہیں، جو انہیں کاربن ریشوں سے بڑے بناتے ہیں۔
2. کاربن فائبر
کاربن فائبر بہت سی قسموں میں آتے ہیں، مختلف میکانی خصوصیات اور اخراجات کے ساتھ۔ کاربن فائبر براہ راست پگھلے ہوئے مواد سے نہیں نکالا جاتا ہے بلکہ پیشگی ریشہ کے حرارتی علاج سے بنایا جاتا ہے، بشمول ہوا کے ماحول میں پری آکسیڈیشن اور ایک غیر فعال ماحول میں کاربنائزیشن۔ تناؤ کے تحت، فائبر کے اندر کاربن کا ڈھانچہ سیدھ میں ہوتا ہے، جس سے تناؤ کی طاقت اور سختی کو زیادہ سے زیادہ کرنے میں مدد ملتی ہے۔
کاربن فائبر کے لیے استعمال ہونے والا سب سے عام پیش خیمہ polyacrylonitrile (PAN) فائبر ہے۔ اس وقت، سب سے عام معیاری اور درمیانے ماڈیولس کاربن فائبر PAN پیشگی پر مبنی ہیں۔ اسفالٹ (پچ) پیشگی نظام کے ذریعہ تیار کردہ کاربن فائبر کا ماڈیولس عام طور پر زیادہ ہوتا ہے۔ ایک واحد کاربن فائبر عام طور پر شیشے کے فائبر سے چھوٹا ہوتا ہے، جس کا قطر صرف 5 مائکرون ہوتا ہے۔ ماڈیولس کاربن فائبر کو اکثر معیاری ماڈیولس، انٹرمیڈیٹ ماڈیولس (IM)، ہائی ماڈیولس (HM)، اور الٹرا-ہائی ماڈیولس کاربن فائبر کے ساتھ درجہ بندی کیا جاتا ہے۔
صنعت میں دیگر خاصیت کو تقویت دینے والے فائبر
روایتی شیشے اور کاربن کے علاوہ، خصوصی ایپلی کیشنز کو منفرد فائبر فن تعمیر کی ضرورت ہوتی ہے:
- کیولر ارامیڈ فائبر:ڈوپونٹ کے ذریعہ تیار کردہ ایک مصنوعی ارامیڈ فائبر۔ دیگر تجارتی آرامیڈ ریشوں میں ٹورون، ٹیکنورا، اور نومیکس شامل ہیں۔ جامع مواد کے لیے ایک کمک ریشہ کے طور پر، ارامیڈ فائبر بنیادی طور پر اعلی تناؤ کی طاقت اور پنکچر، پہننے اور ٹوٹ پھوٹ کے خلاف مزاحمت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ وہ اکثر کاربن فائبر یا گلاس فائبر کے ساتھ مل کر استعمال ہوتے ہیں۔
- بیسالٹ فائبر:گلاس فائبر کی طرح پگھلنے اور اخراج کے عمل کو استعمال کرکے بنایا گیا ہے۔ اس کی تناؤ کی طاقت اور ماڈیولس E-گلاس فائبر سے تھوڑا زیادہ ہے لیکن کاربن فائبر سے کم ہے۔ کثافت E-گلاس فائبر کی طرح ہے۔ قیمت ای-گلاس فائبر اور کاربن فائبر کے درمیان ہے۔
- الٹرا-اعلی مالیکیولر ویٹ پولیتھیلین:ڈائنیما اور سپیکٹرا دونوں ہی ریشے ہیں جو الٹرا-ہائی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین (UHMWPE) یا ہائی ماڈیولس پولیتھیلین (HMPE) ایکسٹروڈڈ فلیمینٹ سے بنے ہیں۔ UHMWPE ناہموار، پائیدار، اور کثرت سے کاربن ریشوں کے ساتھ ملایا جاتا ہے تاکہ جامع سختی اور توانائی کے جذب کو متاثر کیا جا سکے۔
- ہائی سالماتی وزن پولی پروپیلین:انیگرا ایک فائبر ہے جو ہائی مالیکیولر ویٹ پولی پروپیلین (HMPP) سے بنا ہے۔ کیولر یا ڈائنیما کی طرح مضبوط نہ ہونے کے باوجود، انیگرا سخت اور کم قیمت پر اثر اور ٹوٹ پھوٹ کے خلاف مزاحم ہے۔
- پودوں کے ریشے:سب سے قدیم ساختی تقویت دینے والے ریشے لکڑی اور پودوں کے ریشے ہیں (جیسے سن اور جوٹ)۔ ماحولیاتی فوائد پیش کرتے ہوئے، پودوں کے ریشے نمی جذب کرنے کے ساتھ جدوجہد کرتے ہیں اور انجنیئرڈ ای-شیشے کے مقابلے میں میکانیکی عدم مطابقت کی وسیع رینج کو ظاہر کرتے ہیں۔
- سرامک ریشے:سیرامک میٹرکس کمپوزائٹس (CMC) میں انتہائی اعلی-درجہ حرارت کی مزاحمت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ نان-آکسائیڈ بوران ریشے ناقابل یقین دبانے والی طاقت کے مالک ہوتے ہیں، جبکہ سیلیکون کاربائیڈ (SiC) ریشے انتہائی سختی پیش کرتے ہیں۔
خام ریشوں کو ساختی حل میں تبدیل کرنا: LFT فرق
ہیوی ڈیوٹی ساختی ایپلی کیشنز کے لیے صرف خام ریشوں کو پلاسٹک کے ساتھ ملانا کافی نہیں ہے۔ معیاری مختصر-فائبر مرکبات 1 ملی میٹر کے نیچے کٹے ہوئے ریشوں کا استعمال کرتے ہیں، جو ذرات بھرنے والے کے طور پر کام کرتے ہیں لیکن میکانکی دباؤ کو مؤثر طریقے سے منتقل کرنے میں ناکام رہتے ہیں۔ یہ وہ جگہ ہے۔لانگ فائبر تھرموپلاسٹک (LFT/LFRT)ضروری ہو جاؤ.
مسلسل پلٹروژن کمپاؤنڈنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، LFT-G®پولیمر میٹرکس (جیسے PP, PA6, PA12, PPS, PEEK) کے اندر E-گلاس فائبر یا PAN کاربن فائبر کو سیدھ میں کرتا ہے۔ حتمی انجیکشن-مولڈ جزو میں، یہ ریشے 10-12 ملی میٹر کی لمبائی برقرار رکھتے ہیں،3D انٹرلاکنگ کنکال نیٹ ورک. یہ اندرونی کنکال ڈرامائی طور پر بہتر ہوتا ہے:
- اثر مزاحمت:مکینیکل جھٹکا جذب کرتا ہے اور شگاف کے پھیلاؤ کو روکتا ہے۔
- جہتی استحکام:مولڈ سکڑنے کو کم کرتا ہے اور وارپنگ کو ختم کرتا ہے۔
- دھات کی تبدیلی کی صلاحیتیں:بھاری ایلومینیم اور سٹیل کے اجزاء کو تبدیل کرتا ہے، حصہ کے وزن کو 50% تک کم کرتا ہے۔
