Fiberglass Ini adalah bahan berserat yang terdiri dari filamen kaca tipis yang fleksibel. Ini dapat menampilkan beberapa potongan, karakteristik, dan aplikasi. Di antara serat kaca utama yang ada (dan yang paling banyak dikomersialkan) adalah tipe E, yang memiliki konduktivitas listrik rendah.
Serat kaca memiliki silika sebagai konstituen utamanya, meskipun mengandung beberapa oksida lain dalam komposisinya, yang akan berdampak pada aplikasi akhir serat. Serat tekstil diproduksi dari kaca cair dan telah dimanfaatkan sejak zaman Mesir Kuno. Penggunaan puncaknya, bagaimanapun, terjadi pada abad ke-20, dengan penggunaan luas dalam industri tekstil dan sebagai penguat polimer.
Baca juga: Plastik PET — salah satu polimer sintetik yang paling banyak digunakan di dunia
Ringkasan tentang fiberglass
- Fiberglass adalah bahan yang terbuat dari filamen kaca tipis dan fleksibel.
- Jenis-jenis serat kaca diberi nama sesuai dengan sifatnya.
- Fiberglass yang paling laris adalah tipe E.
- Konstituen utama dari fiberglass adalah silika, SiO22.
- Fiberglass dapat digunakan dalam industri tekstil, sebagai isolator termal dan sebagai penguat polimer.
- Bahan ini telah digunakan sejak Mesir kuno, mencapai puncaknya pada abad ke-20.
Apa itu fiberglass?
fiberglass Ini adalah bahan yang dibuat oleh filamen fleksibel tipis dari kaca. Ada beberapa jenis fiberglass yang memiliki karakteristik, potongan, dan aplikasi yang berbeda. Konstituen utama dari fiberglass adalah silika, SiO22, meskipun elemen lain juga bisa sangat penting dalam komposisi fiberglass yang dihasilkan.
jenis fiberglass
Jenis fiberglass diberi nama sesuai dengan sifat khusus mereka:
- DAN (listrik) – konduktivitas listrik rendah;
- S (kekuatan) – ketahanan mekanis yang hebat;
- W (bahan kimia) – ketahanan kimia yang besar;
- M (modul) – elastisitas tinggi;
- A (alkali) – komposisi logam alkali tinggi;
- D (dielektrik) – konstanta dielektrik rendah;
- UDARA (tahan alkali) – resistensi alkali tinggi.
Sebagian besar serat kaca yang saat ini diproduksi, sekitar 90%, adalah tipe E. Di bawah ini adalah tabel yang berisi perkiraan komposisi kimia dari jenis utama serat kaca.
Perkiraan komposisi kimia serat kaca (berdasarkan jenis) | |||||||
Unsur |
DAN |
S |
W |
M |
A |
D |
UDARA |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
B2HAI3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Al2HAI3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Anjing |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Paman2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
Pada2HAI |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
K2HAI |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
membaca2HAI |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Keyakinan2HAI3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Lihat juga: Silikon — konstituen utama kaca, keramik, dan silikon
Untuk apa fiberglass digunakan?
Adapun aplikasinya, serat kaca dapat digunakan di berbagai bidang industri. Salah satu aplikasi utamanya adalah dalam produksi material komposit, di mana fiberglass digunakan. untuk memperkuat polimer.
Data menunjukkan bahwa, pada tahun 2017, lebih dari 1 juta ton plastik yang diperkuat fiberglass diproduksi di Eropa, tempat biasanya dimaksudkan untuk konstruksi dan transportasi. Serat gelas dapat berperilaku seperti bahan tahan, seperti baja, selain ringan (kepadatan dalam kisaran 2,5 g.cm-3) dan memiliki tahan korosi.
Serat kaca juga memainkan peran penting untuk filtrasi dan insulasi (termal atau akustik). Kinerja termal fiberglass tidak hanya terkait dengan konduktivitas termal kaca yang rendah tetapi juga rendah kerapatan material, yang memungkinkan massa udara terperangkap, sehingga memberikan sifat isolasi, dengan serat menyediakannya struktur.
Untuk filtrasi, luas permukaan serat serta ukuran ruang di antaranya merupakan faktor penting. Cara pembuatan serat dengan diameter yang tepat dapat meningkatkan aspek penyaringan dan isolasi bahan ini.
Bagaimana fiberglass diperoleh?
Mereka ada dua proses sumber utama untuk produksi fiberglass. Salah satunya adalah pembuatan fiberglas wool., digunakan untuk isolasi termal. Dalam proses ini, aliran kaca cair dikeringkan dalam mesin berputar, yang terdiri dari a wadah logam berbentuk lingkaran dengan lubang di dindingnya, berputar dengan kecepatan 2000-3000 RPM dan suhu 900-1100 °C.
Aliran kaca yang keluar dari putar dihentikan oleh aliran udara berkecepatan tinggi yang mengubahnya menjadi serat halus (dengan diameter kurang dari 10 µm), dengan panjang beberapa sentimeter.
Cara lain untuk memproduksi fiberglass adalahmelalui proses yang berkesinambungan. Di sini, tujuannya adalah untuk menghasilkan filamen dengan tujuan penguatan, dengan diameter kecil (antara 9-25 µm). Berkenaan dengan panjang, Serat biasanya diproduksi dalam bundel dengan benang (kumpulan ratusan hingga ribuan ijuk) panjangnya sekitar 10 km.
Dalam proses ini, kaca cair melewati lubang yang sangat halus di plat platinum (atau rhodium) melalui ekstrusi. Kaca keluar dari lubang dengan suhu di kisaran 1150-1300 °C, tergantung pada komposisi kimia bahan. Biasanya menggunakan uap air dan udara murni untuk mendinginkan kaca yang keluar dari lubang. Serat ditarik dengan kecepatan 1000 m/menit atau bahkan lebih.
Tahu lebih banyak: Kevlar — serat sintetis yang lebih kuat dari baja
Bagaimana fiberglass muncul?
Kemungkinan mendapatkan serat kaca telah dikenal sejak zaman kuno, bahkan sebelum teknik glassblowing dikenal. Banyak vas Mesir dibuat dengan membungkus serat kaca dengan tanah liat dengan benar.
Ketertarikan industri tekstil pada fiberglass muncul lama kemudian. fisikawan Perancis René-Antoine Ferchault de Réaumur memproduksi, pada tahun 1713, kain yang dihias dengan benang halus dari kaca. Penggunaan fiberglass yang terkenal namun jarang pada awal hubungannya dengan industri tekstil adalah ketika digunakan untuk pembuatan gaun yang dikenakan oleh seorang aktris, pada tahun 1893, di Columbian Exposition di Chicago untuk menarik perhatian pada sebuah pameran kacamata.
Proses pembuatan fiberglass dalam cetakan saat ini dimulai pada paruh pertama abad ke-20. Pembuatan serat tekstil kaca dengan metode melewati lubang halus dimulai pada tahun 1930-an di Amerika Serikat, dimulai pada tahun 1939 di Jerman. Sejak tahun 1939, berkat upaya Owens-Illinois Glass Co., dari Newark, Ohio, AS, proses pembuatan fiberglass telah diperbaiki, membuatnya secara signifikan lebih layak dalam hal ekonomi.
Meskipun ekspansi selama sisa abad ke-20, pada 1990-an, industri mulai menurun, membutuhkan cara rasionalisasi oleh sektor, menyingkirkan mesin dan instalasi usang, yang membuat produsen kecil hampir hilang sama sekali.
Saat ini, industri fiberglass mencari mekanisasi yang lebih besar, mengurangi biaya tenaga kerja dan menggunakan lebih sedikit energi. kebanyakan perusahaan kecil telah bergabung menjadi bagian dari produsen besar.
kredit gambar
[1] humphery/ Shutterstock
Sumber
MARTYNOVA, E.; CEBULA, H. Serat Kaca. Dalam: Serat Anorganik dan Komposit: Produksi, sifat, dan aplikasi. Topi. 7. P. 131-163. Inggris Raya: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Struktur dan sifat serat kaca. Dalam: Handbook of Tensile Properties of Tekstil dan Serat Teknis. Topi. 15. P. 529-573. Cambridge, Inggris: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Serat kaca. Dalam: Serat Berperforma Tinggi. Topi. 6. P. 191-238. Cambridge, Inggris: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Oleh Stefano Araujo Novais
Guru kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-de-vidro.htm
