Fiberglas Es ist ein faseriges Material, das aus dünnen, flexiblen Glasfäden besteht. Es kann verschiedene Schnitte, Eigenschaften und Anwendungen aufweisen. Zu den wichtigsten (und am meisten kommerzialisierten) Glasfasern gehört der Typ E, der eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Glasfasern bestehen als Hauptbestandteil aus Kieselsäure, obwohl sie in ihrer Zusammensetzung mehrere andere Oxide enthalten, die sich auf die endgültige Verwendung der Faser auswirken. Textilfasern werden aus geschmolzenem Glas hergestellt und bereits im alten Ägypten genutzt. Den Höhepunkt seiner Verwendung erreichte es jedoch im 20. Jahrhundert, als es in der Textilindustrie und als Verstärkung für Polymere weit verbreitet war.
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Themen dieses Artikels
- 1 - Zusammenfassung über Glasfaser
- 2 - Was ist Glasfaser?
- 3 - Arten von Glasfasern
- 4 - Wofür wird Glasfaser verwendet?
- 5 - Wie wird Glasfaser gewonnen?
- 6 - Wie entstand Glasfaser?
Zusammenfassung über Glasfaser
- Fiberglas ist ein Material aus dünnen, flexiblen Glasfilamenten.
- Die Glasfaserarten werden nach ihren Eigenschaften benannt.
- Das meistverkaufte Fiberglas ist Typ E.
- Der Hauptbestandteil von Glasfaser ist Siliziumdioxid, SiO2.
- Glasfasern können in der Textilindustrie, als Wärmeisolator und als Verstärkung für Polymere eingesetzt werden.
- Dieses Material wird seit dem alten Ägypten verwendet und erreichte seinen Höhepunkt im 20. Jahrhundert.
Was ist Glasfaser?
das Fiberglas Es ist ein Material, das aus dünnen, flexiblen Filamenten besteht aus Glas. Es gibt verschiedene Arten von Glasfasern, die unterschiedliche Eigenschaften, Schnitte und Anwendungen haben. Der Hauptbestandteil von Glasfaser ist Siliziumdioxid, SiO2, obwohl auch andere Elemente für die Zusammensetzung der resultierenden Glasfaser von großer Bedeutung sein können.
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Arten von Glasfasern
Es werden Glasfaserarten benannt nach ihren spezifischen Eigenschaften:
- UND (elektrisch) – geringe elektrische Leitfähigkeit;
- S (Stärke) – große mechanische Beständigkeit;
- W (chemisch) – große chemische Beständigkeit;
- M (Modul) – hohe Elastizität;
- A (Alkali) – Zusammensetzung mit hohem Alkalimetallgehalt;
- D (Dielektrikum) – niedrige Dielektrizitätskonstante;
- LUFT (alkalibeständig) – hohe Alkalibeständigkeit.
Die meisten derzeit produzierten Glasfasern etwa 90 %, ist Typ E. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit der ungefähren chemischen Zusammensetzung der wichtigsten Glasfasertypen.
Ungefähre chemische Zusammensetzung von Glasfasern (nach Typen) | |||||||
Bestandteil |
UND |
S |
W |
M |
A |
D |
LUFT |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
B2Ö3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Al2Ö3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Hund |
21-23 |
0-9 |
14 |
13 |
8,8 |
0-1 |
- |
MgO |
0,4-4 |
6-11 |
3 |
9 |
3,8 |
0,5-0,6 |
- |
ZnO |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Onkel2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
Bei2Ö |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
K2Ö |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
lesen2Ö |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Glaube2Ö3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
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Wofür wird Glasfaser verwendet?
Was ihre Anwendungen betrifft, Glasfasern kann in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt werden. Eine seiner Hauptanwendungen ist die Herstellung von Verbundwerkstoffen, bei denen Glasfasern zum Einsatz kommen. zur Verstärkung von Polymeren.
Daten zeigen, dass im Jahr 2017 mehr als 1 Million Tonnen glasfaserverstärkter Kunststoff in Europa produziert wurden, wo dies normalerweise der Fall ist für Bau und Transport bestimmt. Glasfasern können sich wie widerstandsfähige Materialien wie Stahl verhalten und zusätzlich leicht sein (Dichte im Bereich von 2,5 g.cm).-3) und haben Korrosionsbeständigkeit.
Auch Glasfasern spielen eine wichtige Rolle zur Filtration und Isolierung (thermisch oder akustisch). Die thermische Leistung von Glasfaser hängt nicht nur mit der geringen Wärmeleitfähigkeit des Glases zusammen, sondern auch mit der geringen Wärmeleitfähigkeit des Glases Dichte des Materials, die es ermöglicht, die Luftmasse einzuschließen und so für isolierende Eigenschaften zu sorgen, wobei die Faser dafür sorgt Struktur.
Für die Filtration sind die Oberfläche der Fasern sowie die Größe der Zwischenräume zwischen ihnen wichtige Faktoren. Die Herstellung der Faser mit dem richtigen Durchmesser kann die Filter- und Isolieraspekte dieses Materials verbessern.
Wie wird Glasfaser gewonnen?
Sie existieren zwei Prozesse Hauptquellen für die Herstellung von Glasfaser. Eine davon ist die Herstellung von Glasfaserwolle., zur Wärmedämmung verwendet. Bei diesem Verfahren wird ein Strom geschmolzenen Glases in einer rotierenden Maschine getrocknet, die aus a besteht Runder Metallbehälter mit Löchern in der Wand, rotierend mit einer Geschwindigkeit von 2000–3000 U/min und einer Temperatur von 900-1100 °C.
Die aus dem Drehgelenk austretenden Glasströme werden durch Hochgeschwindigkeitsluftströme gestoppt, die sie in feine Fasern (mit einem Durchmesser von weniger als 10 µm) und einer Länge von mehreren Zentimetern umwandeln.
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung von Glasfaser istdurch den kontinuierlichen Prozess. Ziel ist es, Filamente mit geringem Durchmesser (zwischen 9 und 25 µm) zur Verstärkung herzustellen. Was die Länge betrifft, Fasern werden üblicherweise in Bündeln mit Garnen hergestellt (eine Ansammlung von Hunderten bis Tausenden von Fasern) etwa 10 km lang.
Bei diesem Verfahren fließt geschmolzenes Glas durch Extrusion durch sehr feine Löcher in einer Platin- (oder Rhodium-)Platte. Aus den Löchern tritt Glas mit einer Temperatur im Bereich von 1150–1300 °C aus, abhängig von der chemischen Zusammensetzung des Materials. Es ist üblich, Wasserdampf und reine Luft zu verwenden, um das aus den Löchern austretende Glas zu kühlen. Die Fasern werden mit einer Geschwindigkeit von 1000 m/min oder sogar mehr abgezogen.
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Wie ist Glasfaser entstanden?
Die Möglichkeit, Glasfasern zu erhalten ist seit der Antike bekannt, noch bevor Glasbläsertechniken bekannt waren. Viele ägyptische Vasen wurden hergestellt, indem man Glasfasern richtig in Ton einwickelte.
Das Interesse der Textilindustrie an Glasfaser entstand erst viel später. der französische Physiker René-Antoine Ferchault de Réaumur stellte 1713 Stoffe her, die mit feinen Glasfäden verziert waren. Eine berühmte, aber seltene Verwendung von Glasfaser zu Beginn seiner Verbindung mit der Textilindustrie war die Verwendung für die Textilindustrie Herstellung eines Kleides, das 1893 von einer Schauspielerin auf der Columbian Exposition in Chicago getragen wurde, um bei einer Ausstellung Aufmerksamkeit zu erregen Gläser.
Die Herstellung von Glasfasern in den heutigen Formen begann in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Die Herstellung von Glasfasern aus Glasfasern durch das Verfahren, bei dem sie durch feine Löcher geführt werden, begann in den 1930er Jahren in den Vereinigten Staaten und begann 1939 in Deutschland. Dank der Bemühungen der Owens-Illinois Glass Co. aus Newark, Ohio, USA, wurde bereits 1939 Der Glasfaserherstellungsprozess wurde verbessert, was es wirtschaftlich deutlich rentabler macht.
Trotz der Expansion im weiteren Verlauf des 20. Jahrhunderts In den 1990er Jahren begann der Niedergang der Branche, was Rationalisierungsmaßnahmen des Sektors erforderte und veraltete Maschinen und Anlagen abschaffte, was dazu führte, dass kleine Produzenten fast vollständig verschwanden.
Derzeit strebt die Glasfaserindustrie eine stärkere Mechanisierung an, um die Arbeitskosten zu senken und weniger Energie zu verbrauchen. die meisten Kleine Unternehmen wurden in den Anteil großer Produzenten integriert.
Bildnachweis
[1] humphery/Shutterstock
Quellen
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Glasfasern. In: Anorganische Fasern und Verbundfasern: Produktion, Eigenschaften und Anwendungen. Deckel. 7. P. 131-163. Vereinigtes Königreich: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Struktur und Eigenschaften von Glasfasern. In: Handbuch der Zugeigenschaften textiler und technischer Fasern. Deckel. 15. P. 529-573. Cambridge, Großbritannien: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Glasfasern. In: Hochleistungsfasern. Deckel. 6. P. 191-238. Cambridge, Großbritannien: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer
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