Beth yw effeithiau sefydlogrwydd cemegol gwydr ffibr ar wydnwch cychod pysgota gwydr ffibr?

Yn y cais ogwydr ffibrcyfansoddion wedi'u hatgyfnerthu (GFRP), yn enwedig mewn amgylcheddau morol llym megis gweithgynhyrchu cychod pysgota GFRP, mae sefydlogrwydd cemegol gwydr ffibr yn ffactor allweddol sy'n pennu gwydnwch a diogelwch hirdymor y cynhyrchion. Mae sefydlogrwydd cemegol yn cyfeirio at allu gwydr ffibr i wrthsefyll cyrydiad o gyfryngau megis dŵr, asidau ac alcalïau. Ar gyfer cychod pysgota sy'n aml yn cael eu trochi mewn neu mewn cysylltiad â llynnoedd, afonydd, neu ddŵr môr (pob cyfrwng niwtral neu wan alcalïaidd), mae ymwrthedd i gyrydiad dŵr yn arbennig o hanfodol, gan effeithio'n uniongyrchol ar fywyd gwasanaeth y corff.

 

Dangosyddion gwerthuso sefydlogrwydd cemegol: Mae graddau cyrydiad ffibrau gwydr gan gyfryngau fel arfer yn cael ei fesur gan y dangosyddion canlynol

 

1. Cyfradd colli pwysau: Y newid mewn màs ffibr cyn ac ar ôl cyrydiad.

 

2. Dadansoddiad exudate: Cynnwys ïonau metel alcali (fel Na⁺, K⁺) neu gydrannau gwydr eraill yn yr hydoddiant cyrydol.

 

3. Cyfradd colli cryfder: Graddfa'r gostyngiad mewn priodweddau mecanyddol ffibr (fel cryfder tynnol) ar ôl cyrydiad.

 

4. Newid diamedr ffibr: Swm y gostyngiad mewn diamedr ffibr ar ôl cyrydiad.

 

Mecanwaith erydiad dŵr gwydr ffibr: Mae erydiad dŵr gwydr (yn enwedig o dan amodau gwresogi) yn broses ffisiocemegol gymhleth, gyda chyfnewid ïon a diddymu rhwydwaith yn greiddiol iddo:

 

1. Cyfnewid ïon (de-alcali):

 

ïonau metel alcali (fel Na⁺) yn y cyfnewidfa rhwydwaith gwydr gyda H⁺ yn y dŵr:

 

`≡Si-O-Na+H₂O → ≡Si-OH + Na⁺ + OH⁻`

 

Canlyniad: Mae H⁺ yn y dŵr yn lleihau, mae OH⁻ yn cynyddu, ac mae'r hydoddiant yn dod yn alcalïaidd yn raddol.

 

2. Diddymu Rhwydwaith (Hydrolysis):

 

Mae'r OH⁻ ffurfiedig yn ymosodol iawn, gan ddinistrio'r fframwaith ocsigen silicon (≡Si-O-Si≡):

 

`≡Si-O-Si≡ + OH⁻ → ≡Si-OH + ≡Si-O⁻`

 

Mae'r ≡Si-O⁻ sydd newydd ei gynhyrchu yn adweithio ymhellach â dŵr i gynnal cydbwysedd falens:

 

`≡Si-O⁻ + H₂O → ≡Si-OH + OH⁻`

 

Mae'r broses hon yn ailadrodd yn barhaus, gan arwain at ddinistrio a diddymu'r rhwydwaith gwydr yn barhaus (hydrolysis silicad).

 

3. Ffurfio Ffilm silica Uchel -:

 

Gyda diddymiad parhaus ïonau sy'n hydawdd yn hawdd (Na⁺, ac ati), mae "haen trwytholchi" mandyllog, silicon (SiO₂) yn ffurfio'n raddol ar yr wyneb gwydr.

Mae cyfradd diddymu'r ffilm hon, ynghyd â chyfradd treiddiad y cyfrwng cyrydol i'r tu mewn a chyfradd trylediad cynhyrchion adwaith tuag allan, ar y cyd yn pennu ymwrthedd dŵr cyffredinol y gwydr.

 

Gwrthiant dŵr uwch o ffibr gwydr rhydd alcali (Gwydr E): Dengys data arbrofol (cafodd sampl o wydr ffibr ag arwynebedd o 5000 cm² ei ferwi mewn 250 ml o ddŵr distyll am 3 awr):

 

1. Safle ymwrthedd dŵr: Alcali-ffibr gwydr rhydd (Gwydr E) > Canolig-ffibr gwydr alcali (gwydr C) > Uchel-ffibr gwydr alcali (gwydr A).

 

2. Dosbarthiad gradd hydrolysis:

 

E gwydr: gradd hydrolysis Dosbarth I (ymwrthedd dŵr gorau). Colli pwysau hynod o isel a chadw cryfder uchel.

 

Gwydr C: gradd hydrolysis Dosbarth II (gwrthiant dŵr cymedrol).

 

A gwydr: gradd hydrolysis Dosbarth III (gwrthiant dŵr gwael).

 

3. Rheswm Allweddol: Mae gan wydr e-gynnwys metel ocsid alcali hynod o isel (yn nodweddiadol<0.8%),

 

lleihau'n sylweddol y ffynonellau ïon y gellir eu hydoddi gan ddŵr, gan atal cyfnewid ïon yn effeithiol a phrosesau hydrolysis rhwydwaith dilynol, a gwella ei sefydlogrwydd yn sylweddol yn ystod-gwasanaeth tymor hir mewn dŵr.

 

Gofynion Craidd ar gyfer Dethol Deunydd Cychod Pysgota Gwydr Ffibr: Yn seiliedig ar ofynion llym ar gyfer bywyd a diogelwch y gwasanaeth: rhaid defnyddio ffibr gwydr rhydd alcali (Gwydr E-) fel y deunydd atgyfnerthu. Mae gwrthiant dŵr ardderchog gwydr E{3}} yn gwrthsefyll yr erydiad a achosir gan drochi tymor hir mewn llynnoedd, afonydd a dŵr môr, gan sicrhau bod priodweddau mecanyddol swbstrad cragen gwydr ffibr (ffibr) yn aros yn sefydlog ers degawdau, gan atal problemau megis llai o gryfder cragen, dadlaminiad, a threiddiad dŵr a achosir gan ddirywiad ffibr.

 

Cymwysiadau Ffibr Perfformiad Uchel eraill mewn Adeiladu Llongau: Yn ogystal ag E-ffibr gwydr, mae ffibrau perfformiad uchel fel ffibr carbon ac aramid hefyd yn cael eu defnyddio mewn-adeiladu llongau pen uchel:

 

1. Ffibr Aramid (fel Kevlar):

 

Manteision: Cryfder penodol eithriadol o uchel, caledwch rhagorol, ymwrthedd effaith rhagorol a pherfformiad balistig. Yn addas ar gyfer cydrannau cychod gyda gofynion hynod o uchel ar gyfer cryfder tynnol, ymwrthedd effaith, a phwysau ysgafn (fel pennau bwled gwrth-bwledi mewn rhai cychod rasio a chychod patrôl).

 

Anfanteision: Cryfder cywasgol ac ystwythol cymharol isel, yn dueddol o byclau micro; cost uchel. Ddim yn addas ar gyfer prif strwythurau cragen sy'n destun llwythi cywasgol/hyblyg uchel, sy'n cyfyngu ar ei ddefnydd (cychod bach perfformiad uchel gyda chyfyngiadau pwysau llym).

 

2. Ffibr Carbon:

 

Manteision: Cryfder penodol uchaf a modwlws penodol (anystwythder) ymhlith ffibrau atgyfnerthu a ddefnyddir yn gyffredin, ymwrthedd blinder rhagorol a pherfformiad tymheredd uchel. Delfrydol ar gyfer ysgafnhau eithafol ac anystwythder hynod-.

 

Anfanteision: Cost hynod o uchel.

 

Ceisiadau

 

Fe'i defnyddir yn bennaf mewn rhai neu bob un o strwythurau llongau perfformiad uchel megis cychod hwylio rasio haen uchaf, cychod hwylio a chychod cyflym milwrol gyda gofynion hynod anodd ar gyfer pwysau ysgafn ac anystwythder. Mae ei gost uchel yn cyfyngu ar ei-gymhwysiad ar raddfa fawr ar gychod pysgota cyffredin.

I gloi, ar gyfer cychod pysgota gwydr ffibr -ardal cymhwysiad ar raddfa fawr sy'n sensitif i-dibynadwyedd a chost tymor hir-alcali-ffibr gwydr rhydd (E-gwydr) yn ddeunydd atgyfnerthu craidd anadnewyddadwy oherwydd ei wrthwynebiad dŵr uwch (gradd hydrolysis Dosbarth I), priodweddau mecanyddol cost a rhesymol cynhwysfawr rhagorol., a Dealltwriaeth ddofn o fecanweithiau erydiad dŵr a manteision gwrthsefyll cyrydiad gwydr E- yw'r sylfaen wyddonol ar gyfer sicrhau bywyd gwasanaeth diogel cychod pysgota gwydr ffibr ers degawdau a gwrthsefyll cyrydiad amgylcheddol morol. Yn y cyfamser, mae ffibrau perfformiad uchel fel ffibr carbon ac aramid yn chwarae rhan atodol mewn cymwysiadau adeiladu llongau arbenigol sy'n dilyn perfformiad eithaf.