لماذا يُحسّن مسحوق الألياف الزجاجية صلابة المواد؟

مسحوق الألياف الزجاجيةلا يقتصر دورها على الحشو فحسب، بل تُعزز البنية من خلال التداخل الفيزيائي على المستوى المجهري. فبعد صهرها وبثقها عند درجة حرارة عالية، ثم طحنها عند درجة حرارة منخفضة، يحتفظ مسحوق الألياف الزجاجية الخالي من القلويات (الزجاج الإلكتروني) بنسبة أبعاد عالية، ويكون خاملًا على السطح. يتميز بحواف صلبة، لكنها غير متفاعلة، وتُشكل شبكة داعمة في مصفوفات الراتنج أو الأسمنت أو الملاط. يوفر توزيع حجم الجسيمات من 150 إلى 400 مش توازنًا بين سهولة التشتت وقوة التثبيت؛ فالجسيمات الخشنة جدًا تؤدي إلى الترسيب، والجسيمات الناعمة جدًا تُضعف قدرة تحمل الأحمال. أما التطبيقات الأنسب للطلاءات عالية اللمعان أو التغليف الدقيق، فهي الدرجات فائقة النعومة، مثل مسحوق الألياف الزجاجية 1250.

ينبع التحسين الكبير في صلابة الركيزة ومقاومتها للتآكل بواسطة مسحوق الزجاج من خصائصه الفيزيائية والكيميائية المتأصلة وآلياته الدقيقة داخل أنظمة المواد. ويحدث هذا التعزيز بشكل أساسي عبر مسارين: "التعزيز الفيزيائي" و"تحسين الترابط بين الأسطح"، وذلك وفقًا للمبادئ المحددة التالية:

تأثير التعبئة الفيزيائية من خلال الصلابة العالية الذاتية

يتكون مسحوق الزجاج بشكل أساسي من مركبات غير عضوية مثل السيليكا والبورات. بعد صهره وتبريده في درجات حرارة عالية، يُشكّل جزيئات غير متبلورة ذات صلابة موس تتراوح بين 6 و7، وهي أعلى بكثير من صلابة المواد الأساسية مثل البلاستيك والراتنجات والطلاءات التقليدية (عادةً ما تتراوح بين 2 و4). وعندما يتوزع بشكل متجانس داخل المادة الأساسية،مسحوق زجاجييدمج عددًا لا يحصى من "الجسيمات الصلبة الدقيقة" في جميع أنحاء المادة:

تتحمل هذه النقاط الصلبة الضغط الخارجي والاحتكاك بشكل مباشر، مما يقلل من الإجهاد والتآكل على المادة الأساسية نفسها، ويعمل كـ "هيكل مقاوم للتآكل"؛

يمنع وجود النقاط الصلبة التشوه اللدن على سطح المادة. فعندما يحتك جسم خارجي بالسطح، تقاوم جزيئات مسحوق الزجاج تشكل الخدوش، مما يعزز الصلابة العامة ومقاومة الخدش.

يقلل الهيكل الكثيف من مسارات التآكل

تتميز جزيئات مسحوق الزجاج بأبعاد دقيقة (عادةً ما تكون بمقياس الميكرومتر إلى النانومتر) وقابلية تشتت ممتازة، حيث تملأ المسام المجهرية في مادة المصفوفة بشكل موحد لتشكيل بنية مركبة كثيفة:

أثناء عملية الصهر أو المعالجة، يشكل مسحوق الزجاج طورًا متصلًا مع المادة الأساسية، مما يزيل الفجوات البينية ويقلل من التآكل الموضعي الناتج عن تركيز الإجهاد. وينتج عن ذلك سطح مادة أكثر تجانسًا ومقاومة للتآكل.

يعزز الترابط البيني كفاءة نقل الأحمال

يتميز مسحوق الزجاج بتوافقه الممتاز مع مواد المصفوفة مثل الراتنجات والبلاستيك. ويمكن لبعض مساحيق الزجاج المُعدّلة سطحياً أن ترتبط كيميائياً بالمصفوفة، مما يُشكّل روابط بينية قوية.

يتميز هذا المنتج بثباته الكيميائي ومقاومته للتآكل البيئي.

مسحوق الزجاجيتميز بخمول كيميائي فائق، حيث يقاوم الأحماض والقلويات والأكسدة والتقادم. ويحافظ على أداء مستقر في البيئات المعقدة (مثل البيئات الخارجية والبيئات الكيميائية).

يمنع التلف الهيكلي السطحي الناتج عن التآكل الكيميائي، مما يحافظ على الصلابة ومقاومة التآكل؛

وخاصة في الطلاءات والأحبار، فإن مقاومة مسحوق الزجاج للأشعة فوق البنفسجية ومقاومته للشيخوخة الناتجة عن الرطوبة والحرارة تؤخر تدهور المادة الأساسية، مما يطيل عمر تآكل المادة.