Glassfiber Det er et fibrøst materiale som består av tynne fleksible filamenter av glass. Den kan presentere flere kutt, egenskaper og bruksområder. Blant de viktigste eksisterende glassfibrene (og de mest kommersialiserte) er type E, som har lav elektrisk ledningsevne.
Glassfibre har silika som hovedbestanddel, selv om de har flere andre oksider i sammensetningen, noe som vil ha innvirkning på den endelige påføringen av fiberen. Tekstilfibre er produsert av smeltet glass og har blitt utnyttet siden det gamle Egypt. Dens toppbruk skjedde imidlertid på 1900-tallet, med bred bruk i tekstilindustrien og som en forsterkning for polymerer.
Les også: PET-plast - en av de mest brukte syntetiske polymerene i verden
Emner i denne artikkelen
- 1 - Sammendrag om glassfiber
- 2 - Hva er glassfiber?
- 3 - Typer av glassfiber
- 4 - Hva brukes glassfiber til?
- 5 - Hvordan oppnås glassfiber?
- 6 - Hvordan ble glassfiber til?
Sammendrag om glassfiber
- Glassfiber er et materiale laget av tynne, fleksible glassfilamenter.
- Glassfibrene er navngitt etter egenskapene deres.
- Den bestselgende glassfiberen er type E.
- Hovedbestanddelen av glassfiber er silika, SiO2.
- Glassfiber kan brukes i tekstilindustrien, som termisk isolator og som forsterkning for polymerer.
- Dette materialet har blitt brukt siden det gamle Egypt, og nådde sitt høydepunkt på 1900-tallet.
Hva er glassfiber?
glassfiberen Det er et materiale laget av tynne fleksible filamenter av glass. Det finnes flere typer glassfiber, som har ulike egenskaper, kutt og bruksområder. Hovedbestanddelen av glassfiber er silika, SiO2, selv om andre elementer også kan være svært viktige i sammensetningen av den resulterende glassfiberen.
Ikke stopp nå... Det er mer etter publisiteten ;)
typer glassfiber
Typer av glassfiber er navngitt i henhold til deres spesifikke egenskaper:
- OG (elektrisk) – lav elektrisk ledningsevne;
- s (styrke) – stor mekanisk motstand;
- W (kjemisk) – stor kjemisk resistens;
- M (modul) – høy elastisitet;
- EN (alkali) – høy alkalimetallsammensetning;
- D (dielektrisk) – lav dielektrisk konstant;
- LUFT (alkalibestandig) – høy alkalisk motstand.
De fleste av glassfibrene som produseres i dag, ca. 90 %, er type E. Nedenfor er en tabell som inneholder den omtrentlige kjemiske sammensetningen av hovedtypene av glassfiber.
Omtrentlig kjemisk sammensetning av glassfiber (etter typer) | |||||||
konstituerende |
OG |
s |
W |
M |
EN |
D |
LUFT |
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 |
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 |
På2O |
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 |
lese2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Tro2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Se også: Silisium - hovedbestanddelen av glass, keramikk og silikon
Hva brukes glassfiber til?
Når det gjelder deres applikasjoner, glassfiber kan brukes i ulike industriområder. En av hovedapplikasjonene er i produksjon av komposittmaterialer, hvor glassfiber brukes. for å forsterke polymerer.
Data indikerer at det i 2017 ble produsert mer enn 1 million tonn glassfiberarmert plast i Europa, hvor de vanligvis er beregnet for konstruksjon og transport. Glassfibre kan oppføre seg som motstandsdyktige materialer, som stål, i tillegg til å være lette (tetthet i området 2,5 g.cm-3) og ha korrosjonsbestandighet.
Glassfibre spiller også en viktig rolle for filtrering og isolasjon (termisk eller akustisk). Den termiske ytelsen til glassfiber er ikke bare relatert til den lave varmeledningsevnen til glasset, men også til den lave tettheten til materialet, som gjør at luftmassen kan fanges opp, og gir dermed isolerende egenskaper, med fiberen som gir struktur.
For filtrering er overflatearealet til fibrene samt størrelsen på mellomrommene mellom dem viktige faktorer. Måten å produsere fiberen med riktig diameter kan forbedre filtrerings- og isolasjonsaspektene ved dette materialet.
Hvordan oppnås glassfiber?
De finnes to prosesser hovedkilder for produksjon av glassfiber. En av dem er produksjon av glassfiberull., brukes til termisk isolasjon. I denne prosessen tørkes en strøm av smeltet glass i en roterende maskin, som består av en sirkulær metallisk beholder med hull i veggen, roterende med en hastighet på 2000-3000 RPM og en temperatur på 900-1100 °C.
Glassstrømmene som kommer ut av svivelen stoppes av høyhastighets luftstrømmer som forvandler dem til fine fibre (med en diameter på mindre enn 10 µm), med en lengde på flere centimeter.
En annen måte å produsere glassfiber på ergjennom den kontinuerlige prosessen. Her er målet å produsere filamenter med det formål å forsterke, med liten diameter (mellom 9-25 µm). Når det gjelder lengde, Fibre produseres vanligvis i bunter med garn (en samling av hundrevis til tusenvis av fibre) omtrent 10 km lang.
I denne prosessen passerer smeltet glass gjennom veldig fine hull i en platina (eller rhodium) plate gjennom ekstrudering. Glass kommer ut av hullene med en temperatur i området 1150-1300 °C, avhengig av materialets kjemiske sammensetning. Det er vanlig å bruke vanndamp og ren luft for å kjøle ned glasset som kommer ut av hullene. Fibrene trekkes ut med en hastighet på 1000 m/min eller enda mer.
Vite mer: Kevlar - den syntetiske fiberen sterkere enn stål
Hvordan ble glassfiber til?
Muligheten for å skaffe glassfiber har vært kjent siden antikken, selv før glassblåseteknikker var kjent. Mange egyptiske vaser ble laget ved å pakke glassfibre inn i leire riktig.
Tekstilindustriens interesse for glassfiber dukket opp mye senere. den franske fysikeren René-Antoine Ferchault de Réaumur produserte i 1713 stoffer dekorert med fine glasstråder. En kjent, men sjelden bruk av glassfiber i begynnelsen av forholdet til tekstilindustrien var da det ble brukt til produksjon av en kjole båret av en skuespillerinne, i 1893, på Columbian Exposition i Chicago for å tiltrekke oppmerksomhet på en utstilling av briller.
Produksjonsprosesser av glassfiber i de nåværende formene begynte i første halvdel av 1900-tallet. Produksjonen av glasstekstilfibre ved hjelp av metoden der de føres gjennom fine hull begynte på 1930-tallet i USA, og begynte i 1939 i Tyskland. Så tidlig som i 1939, takket være innsatsen fra Owens-Illinois Glass Co., i Newark, Ohio, USA, Produksjonsprosessen for glassfiber har blitt forbedret, noe som gjør det betydelig mer levedyktig økonomisk sett.
Til tross for utvidelse i løpet av resten av det 20. århundre, på 1990-tallet begynte industrien å gå tilbake, som krever måter å rasjonalisere av sektoren, kvitte seg med utdaterte maskiner og installasjoner, noe som fikk små produsenter til å forsvinne nesten helt.
For tiden søker glassfiberindustrien større mekanisering, reduserer lønnskostnader og bruker mindre energi. mest av små selskaper er slått sammen til andelen store produsenter.
bildekreditt
[1] humphery/ Shutterstock
Kilder
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Glassfibre. I: Uorganiske og komposittfibre: Produksjon, egenskaper og bruksområder. Lokk. 7. P. 131-163. Storbritannia: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Struktur og egenskaper til glassfiber. I: Handbook of Tensile Properties of Textile and Technical Fibers. Lokk. 15. P. 529-573. Cambridge, Storbritannia: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Glassfibre. I: Fibre med høy ytelse. Lokk. 6. P. 191-238. Cambridge, Storbritannia: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Av Stefano Araujo Novais
Kjemilærer
Klikk og lær alt om materialet som er opptil syv ganger mer motstandsdyktig enn stål, Kevlar!
Forstå hva glass er, det vil si dets kjemiske sammensetning og aggregeringstilstand.
Les denne teksten for å finne ut om glass er fast eller flytende, i tillegg til å forstå definisjonen av amorft faststoff og glassovergangstemperatur.
Klikk her, lær om hovedegenskapene til PET-plast, lær om bruksområder og finn ut hvordan den er laget og hvordan den resirkuleres.
Møt grønn plast, en biopolymer som lover å bidra til å redusere problemet med søppelakkumulering av plast.
Lær alt om polymerer, fra innhenting til mangfoldet av bruksområder.
Temperaturpåvirkning på plastmaterialer.
Har du noen gang hørt om det kjemiske elementet silisium? Klikk her og lær om dens egenskaper, egenskaper, måter å skaffe den på, applikasjoner og historie.
Klassifisering av glass etter natur og sammensetning.
