Glasvezel Het is een vezelachtig materiaal dat bestaat uit dunne flexibele glasdraden. Het kan verschillende snitten, kenmerken en toepassingen presenteren. Een van de belangrijkste bestaande glasvezels (en de meest gecommercialiseerde) is type E, dat een lage elektrische geleidbaarheid heeft.
Glasvezels hebben silica als hoofdbestanddeel, hoewel ze verschillende andere oxiden in hun samenstelling bevatten, die een impact zullen hebben op de uiteindelijke toepassing van de vezel. Textielvezels worden gemaakt van gesmolten glas en worden al sinds het oude Egypte geëxploiteerd. Het piekgebruik vond echter plaats in de 20e eeuw, met veel gebruik in de textielindustrie en als versterking voor polymeren.
Lees ook: PET-plastic — een van de meest gebruikte synthetische polymeren ter wereld
Onderwerpen van dit artikel
- 1 - Samenvatting over glasvezel
- 2 - Wat is glasvezel?
- 3 - Soorten glasvezel
- 4 - Waar wordt glasvezel voor gebruikt?
- 5 - Hoe wordt glasvezel verkregen?
- 6 - Hoe is glasvezel ontstaan?
Samenvatting over glasvezel
- Glasvezel is een materiaal gemaakt van dunne, flexibele glasfilamenten.
- De soorten glasvezels worden genoemd naar hun eigenschappen.
- De best verkochte glasvezel is type E.
- Het hoofdbestanddeel van glasvezel is silica, SiO2.
- Glasvezel kan worden gebruikt in de textielindustrie, als thermische isolator en als versterking voor polymeren.
- Dit materiaal wordt al sinds het oude Egypte gebruikt en bereikte zijn hoogtepunt in de 20e eeuw.
Wat is glasvezel?
de glasvezel Het is een materiaal gemaakt door dunne flexibele filamenten van glas. Er zijn verschillende soorten glasvezel, die verschillende kenmerken, sneden en toepassingen hebben. Het hoofdbestanddeel van glasvezel is silica, SiO2, hoewel andere elementen ook erg belangrijk kunnen zijn in de samenstelling van het resulterende glasvezel.
Niet stoppen nu... Er is meer na de publiciteit ;)
soorten glasvezel
Soorten glasvezel worden genoemd volgens hun specifieke eigenschappen:
- EN (elektrisch) – lage elektrische geleidbaarheid;
- S (kracht) – grote mechanische weerstand;
- W (chemisch) – grote chemische weerstand;
- M (moduul) – hoge elasticiteit;
- A (alkali) – hoge alkalimetaalsamenstelling;
- D (diëlektrisch) – lage diëlektrische constante;
- LUCHT (alkalibestendig) – hoge alkalische weerstand.
De meeste glasvezels die momenteel worden geproduceerd, ongeveer 90% is type E. Hieronder vindt u een tabel met de geschatte chemische samenstelling van de belangrijkste soorten glasvezels.
Geschatte chemische samenstelling van glasvezels (per type) | |||||||
bestanddeel |
EN |
S |
W |
M |
A |
D |
LUCHT |
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 |
Hond |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Oom2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
Bij2O |
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 |
lezen2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Vertrouwen2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Zie ook: Silicium — het hoofdbestanddeel van glas, keramiek en siliconen
Waar wordt glasvezel voor gebruikt?
Wat hun toepassingen betreft, glasvezels kan op verschillende industriële gebieden worden gebruikt. Een van de belangrijkste toepassingen is de productie van composietmaterialen, waarbij glasvezel wordt gebruikt. polymeren te versterken.
Uit gegevens blijkt dat er in 2017 meer dan 1 miljoen ton glasvezelversterkte kunststof is geproduceerd in Europa, waar ze gewoonlijk worden geproduceerd bestemd voor constructie en transport. Glasvezels kunnen zich gedragen als resistente materialen, zoals staal, en zijn niet alleen licht (dichtheid in het bereik van 2,5 g.cm-3) en hebben corrosieweerstand.
Glasvezels spelen ook een belangrijke rol voor filtratie en isolatie (thermisch of akoestisch). De thermische prestaties van glasvezel zijn niet alleen gerelateerd aan de lage thermische geleidbaarheid van het glas, maar ook aan de lage dichtheid van het materiaal, waardoor de luchtmassa kan worden opgesloten, waardoor isolerende eigenschappen worden verkregen, waarbij de vezel zorgt voor de structuur.
Voor filtratie zijn zowel het oppervlak van de vezels als de grootte van de ruimtes ertussen belangrijke factoren. De manier waarop de vezel met de juiste diameter wordt vervaardigd, kan de filterende en isolerende aspecten van dit materiaal verbeteren.
Hoe wordt glasvezel verkregen?
Ze bestaan twee processen belangrijkste bronnen voor de productie van glasvezel. Een daarvan is de vervaardiging van glasvezelwol., gebruikt voor thermische isolatie. Hierbij wordt een stroom gesmolten glas gedroogd in een roterende machine, die bestaat uit een ronde metalen container met gaten in de muur, roterend met een snelheid van 2000-3000 RPM en een temperatuur van 900-1100 °C.
De glasstromen die uit de wartel komen, worden tegengehouden door snelle luchtstromen die ze transformeren in fijne vezels (met een diameter van minder dan 10 µm), met een lengte van enkele centimeters.
Een andere manier om glasvezel te produceren isdoor het continue proces. Hier is het doel om filamenten te produceren met als doel versterking, met een kleine diameter (tussen 9-25 µm). Wat de lengte betreft, Vezels worden meestal geproduceerd in bundels met garens (een verzameling van honderden tot duizenden vezels) ongeveer 10 km lang.
Bij dit proces gaat gesmolten glas door zeer fijne gaatjes in een platina (of rhodium) plaat door middel van extrusie. Glas komt uit de gaten met een temperatuur in het bereik van 1150-1300 °C, afhankelijk van de chemische samenstelling van het materiaal. Het is gebruikelijk om waterdamp en zuivere lucht te gebruiken om het glas dat uit de gaten komt te koelen. De vezels worden uitgetrokken met een snelheid van 1000 m/min of zelfs meer.
Meer weten: Kevlar - de synthetische vezel die sterker is dan staal
Hoe is glasvezel ontstaan?
De mogelijkheid om glasvezels te verkrijgen is al sinds de oudheid bekend, zelfs voordat glasblaastechnieken bekend waren. Veel Egyptische vazen zijn gemaakt door glasvezels op de juiste manier in klei te wikkelen.
De belangstelling van de textielindustrie voor glasvezel ontstond pas veel later. de Franse natuurkundige René-Antoine Ferchault de Réaumur produceerde in 1713 stoffen versierd met fijne glasdraden. Een beroemd maar zeldzaam gebruik van glasvezel aan het begin van zijn relatie met de textielindustrie was toen het werd gebruikt voor de fabricage van een jurk gedragen door een actrice, in 1893, op de Columbian Exposition in Chicago om de aandacht te trekken op een tentoonstelling van bril.
De productieprocessen van glasvezel in de huidige vormen begonnen in de eerste helft van de 20e eeuw. De fabricage van glasvezels volgens de methode waarbij ze door fijne gaatjes worden gevoerd, begon in de jaren dertig in de Verenigde Staten en begon in 1939 in Duitsland. Reeds in 1939, dankzij de inspanningen van de Owens-Illinois Glass Co., uit Newark, Ohio, VS, het fabricageproces van glasvezel is verbeterd, waardoor het in economisch opzicht aanzienlijk levensvatbaarder wordt.
Ondanks expansie gedurende de rest van de 20e eeuw, in de jaren negentig begon de industrie achteruit te gaan, die manieren van rationalisatie door de sector vereisen, het wegwerken van verouderde machines en installaties, waardoor kleine producenten bijna volledig verdwenen.
Momenteel streeft de glasvezelindustrie naar meer mechanisatie, lagere arbeidskosten en minder energieverbruik. de meeste van kleine bedrijven zijn opgegaan in het aandeel van grote producenten.
afbeelding tegoed
[1] humphery/Shutterstock
Bronnen
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Glasvezels. In: Anorganische en composietvezels: productie, eigenschappen en toepassingen. Kap. 7. P. 131-163. Verenigd Koninkrijk: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Structuur en eigenschappen van glasvezels. In: Handboek trekeigenschappen van textiel en technische vezels. Kap. 15. P. 529-573. Cambridge, VK: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Glasvezels. In: hoogwaardige vezels. Kap. 6. P. 191-238. Cambridge, VK: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Door Stefano Araujo Novais
Scheikundeleraar
Klik en leer alles over het materiaal dat tot zeven keer sterker is dan staal, Kevlar!
Begrijp wat glas is, dat wil zeggen de chemische samenstelling en aggregatietoestand.
Lees deze tekst om erachter te komen of glas vast of vloeibaar is, naast het begrijpen van de definitie van amorfe vaste stof en glasovergangstemperatuur.
Klik hier, leer over de belangrijkste kenmerken van PET-plastic, leer over de toepassingen en ontdek hoe het wordt gemaakt en hoe het wordt gerecycled.
Maak kennis met groen plastic, een biopolymeer dat belooft het probleem van afvalophoping door plastic te verminderen.
Leer alles over polymeren, van het verkrijgen tot de diversiteit aan toepassingen.
Invloed van temperatuur op kunststoffen.
Heb je ooit gehoord van het chemische element silicium? Klik hier en leer over de eigenschappen, kenmerken, manieren van verkrijgen, toepassingen en geschiedenis.
Classificatie van glas naar aard en samenstelling.
