Stiklo pluoštas Tai pluoštinė medžiaga, sudaryta iš plonų lanksčių stiklo gijų. Jis gali pateikti keletą pjūvių, charakteristikų ir pritaikymų. Tarp pagrindinių esamų stiklo pluoštų (ir labiausiai komercializuojamų) yra E tipas, kurio elektros laidumas yra mažas.
Stiklo pluošto pagrindinė sudedamoji dalis yra silicio dioksidas, nors jų sudėtyje yra keletas kitų oksidų, kurie turės įtakos galutiniam pluošto panaudojimui. Tekstilės pluoštai gaminami iš išlydyto stiklo ir buvo naudojami nuo Senovės Egipto. Tačiau didžiausias jo panaudojimas įvyko XX amžiuje, plačiai naudojamas tekstilės pramonėje ir kaip polimerų sutvirtinimas.
Taip pat skaitykite: PET plastikas – vienas plačiausiai naudojamų sintetinių polimerų pasaulyje
Santrauka apie stiklo pluoštą
- Stiklo pluoštas yra medžiaga, pagaminta iš plonų, lanksčių stiklo gijų.
- Stiklo pluoštų rūšys įvardijamos pagal jų savybes.
- Perkamiausias stiklo pluoštas yra E tipas.
- Pagrindinė stiklo pluošto sudedamoji dalis yra silicio dioksidas, SiO2.
- Stiklo pluoštas gali būti naudojamas tekstilės pramonėje, kaip šilumos izoliatorius ir kaip polimerų armatūra.
- Ši medžiaga buvo naudojama nuo senovės Egipto, pasiekusi piką XX amžiuje.
Kas yra stiklo pluoštas?
stiklo pluoštas Tai medžiaga, pagaminta iš plonų lanksčių gijų iš stiklo. Yra keletas stiklo pluošto tipų, kurie turi skirtingas charakteristikas, pjūvius ir pritaikymą. Pagrindinė stiklo pluošto sudedamoji dalis yra silicio dioksidas, SiO2, nors kiti elementai taip pat gali būti labai svarbūs gauto stiklo pluošto sudėtyje.
stiklo pluošto rūšys
Stiklo pluošto rūšys yra pavadintos pagal jų specifines savybes:
- IR (elektrinis) – mažas elektros laidumas;
- s (jėga) – didelis mechaninis atsparumas;
- W (cheminis) – didelis cheminis atsparumas;
- M (modulis) – didelis elastingumas;
- A (šarmas) – didelė šarminių metalų sudėtis;
- D (dielektrinis) – maža dielektrinė konstanta;
- ORO (atsparus šarmams) – didelis atsparumas šarmams.
Dauguma šiuo metu gaminamų stiklo pluoštų, apie 90 % yra E tipo. Žemiau yra lentelė, kurioje yra apytikslė pagrindinių stiklo pluoštų tipų cheminė sudėtis.
Apytikslė stiklo pluošto cheminė sudėtis (pagal rūšis) | |||||||
Sudedamosios dalys |
IR |
s |
W |
M |
A |
D |
ORO |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
B2O3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Al2O3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Šuo |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Dėdė2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
At2O |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
K2O |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
skaityti2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Tikėjimas2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Taip pat žiūrėkite: Silicis – pagrindinė stiklo, keramikos ir silikono sudedamoji dalis
Kam naudojamas stiklo pluoštas?
Kalbant apie jų pritaikymą, stiklo pluoštas gali būti naudojamas įvairiose pramonės srityse. Vienas iš pagrindinių jos pritaikymų yra kompozitinių medžiagų, kuriose naudojamas stiklo pluoštas, gamyboje. polimerams sustiprinti.
Duomenys rodo, kad 2017 m. Europoje, kur paprastai yra pagaminama stiklo pluoštu sustiprinto plastiko, buvo pagaminta daugiau nei 1 mln. skirtas statybai ir transportavimui. Stiklo pluoštas gali elgtis kaip atsparios medžiagos, pvz., plienas, be to, kad yra lengvas (tankis 2,5 g.cm).-3) ir turėti Atsparumas korozijai.
Stiklo pluoštas taip pat vaidina svarbų vaidmenį filtravimui ir izoliacijai (terminei arba akustinei). Stiklo pluošto šiluminės charakteristikos yra susijusios ne tik su mažu stiklo šilumos laidumu, bet ir su mažu medžiagos tankis, leidžiantis sulaikyti oro masę ir taip užtikrinti izoliacines savybes, o pluoštas suteikia struktūra.
Filtravimui svarbūs veiksniai yra pluoštų paviršiaus plotas ir tarpų tarp jų dydis. Tinkamo skersmens pluošto gamybos būdas gali pagerinti šios medžiagos filtravimo ir izoliacijos aspektus.
Kaip gaunamas stiklo pluoštas?
Jie egzistuoja du procesai pagrindiniai stiklo pluošto gamybos šaltiniai. Vienas iš jų – stiklo pluošto vatos gamyba., naudojamas šilumos izoliacijai. Šio proceso metu išlydyto stiklo srautas džiovinamas besisukančioje mašinoje, kurią sudaro a apvalus metalinis indas su skylutėmis sienoje, besisukantis 2000-3000 aps./min greičiu ir 900-1100 °C.
Stiklo srautus, išeinančius iš sukimosi, sustabdo didelės spartos oro srovės, kurios paverčia juos smulkiais pluoštais (kurių skersmuo mažesnis nei 10 µm), kurių ilgis siekia kelis centimetrus.
Kitas stiklo pluošto gamybos būdas yraper nuolatinį procesą. Šiuo atveju siekiama sutvirtinti gijas, kurių skersmuo yra mažas (9-25 µm). Kalbant apie ilgį, Pluoštai dažniausiai gaminami ryšuliuose su siūlais (šimtų iki tūkstančių skaidulų kolekcija) apie 10 km ilgio.
Šiame procese išlydytas stiklas ekstruzijos būdu praeina per labai smulkias platinos (arba rodžio) plokštės skylutes. Stiklas išeina iš skylių, kurių temperatūra yra 1150–1300 °C, priklausomai nuo medžiagos cheminės sudėties. Iš skylių išeinančiam stiklui atvėsinti įprasta naudoti vandens garus ir gryną orą. Pluoštai ištraukiami 1000 m/min ar net didesniu greičiu.
Žinoti daugiau: Kevlaras - sintetinis pluoštas, stipresnis už plieną
Kaip atsirado stiklo pluoštas?
Galimybė gauti stiklo pluoštą žinomas nuo seniausių laikų, dar prieš tai, kai buvo žinomi stiklo pūtimo būdai. Daugelis egiptietiškų vazų buvo pagamintos tinkamai suvyniojus stiklo pluoštą į molį.
Tekstilės pramonės susidomėjimas stiklo pluoštu išryškėjo daug vėliau. prancūzų fizikas René-Antoine'as Ferchault de Réaumur 1713 m. pagamino audinius, dekoruotus smulkiais stiklo siūlais.. Ryšio su tekstilės pramone pradžioje stiklo pluoštas buvo naudojamas garsus, bet retas, kai jis buvo naudojamas suknelės, kurią vilkėjo aktorė, gamyba 1893 m. Kolumbijos parodoje Čikagoje, siekiant atkreipti dėmesį parodoje akinius.
Stiklo pluošto gamybos procesai dabartinėse formose prasidėjo XX amžiaus pirmoje pusėje. Stiklo tekstilės pluoštų gamyba per smulkias skylutes pradėtas gaminti praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje JAV, o Vokietijoje – 1939 m. Jau 1939 m., Owens-Illinois Glass Co., įsikūrusio Niuarke, Ohajo valstijoje, JAV, pastangomis, buvo patobulintas stiklo pluošto gamybos procesas, todėl ekonominiu požiūriu jis yra daug gyvybingesnis.
Nepaisant plėtros per likusį XX a. dešimtmetyje pramonė pradėjo smukti, reikalaujantys sektoriaus racionalizavimo būdų, atsikratyti pasenusios technikos ir įrenginių, dėl kurių smulkieji gamintojai beveik visiškai išnyko.
Šiuo metu stiklo pluošto pramonė siekia didesnės mechanizacijos, mažina darbo sąnaudas ir naudoja mažiau energijos. dauguma mažos įmonės buvo sujungtos į stambių gamintojų dalį.
vaizdo kreditas
[1] humphery/ Shutterstock
Šaltiniai
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Stiklo pluoštai. In: Neorganiniai ir sudėtiniai pluoštai: gamyba, savybės ir pritaikymas. Cap. 7. P. 131-163. Jungtinė Karalystė: Elsevier, 2018 m.
JONESAS, F. R.; HUFF, N. T. Stiklo pluošto sandara ir savybės. In: Tekstilės ir techninių pluoštų tempimo savybių vadovas. Cap. 15. P. 529-573. Kembridžas, JK: Woodhead Publishing Limited, 2009 m.
JONESAS, F. R. Stiklo pluoštai. In: High-performance Fibers. Cap. 6. P. 191-238. Kembridžas, JK: Woodhead Publishing Limited, 2001 m.
Autorius Stefano Araujo Novais
Chemijos mokytojas
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-de-vidro.htm
