Fibra de sticla Este un material fibros format din filamente flexibile subțiri de sticlă. Poate prezenta mai multe taieri, caracteristici si aplicatii. Printre principalele fibre de sticlă existente (și cele mai comercializate) se numără tipul E, care are o conductivitate electrică scăzută.
Fibrele de sticlă au ca constituent principal siliciul, deși poartă în compoziția lor câțiva alți oxizi, care vor avea un impact asupra aplicării finale a fibrei. Fibrele textile sunt produse din sticlă topită și au fost exploatate încă din Egiptul Antic. Cu toate acestea, apogeul său de utilizare a avut loc în secolul al XX-lea, cu o utilizare largă în industria textilă și ca întărire pentru polimeri.
Citeste si: Plastic PET - unul dintre cei mai folosiți polimeri sintetici din lume
Subiectele acestui articol
- 1 - Rezumat despre fibra de sticla
- 2 - Ce este fibra de sticla?
- 3 - Tipuri de fibră de sticlă
- 4 - Pentru ce se folosește fibra de sticlă?
- 5 - Cum se obține fibra de sticlă?
- 6 - Cum a apărut fibra de sticlă?
Rezumat despre fibra de sticla
- Fibra de sticlă este un material realizat din filamente de sticlă subțiri și flexibile.
- Tipurile de fibre de sticlă sunt denumite în funcție de proprietățile lor.
- Cea mai vândută fibră de sticlă este tipul E.
- Principalul constituent al fibrei de sticlă este silice, SiO2.
- Fibra de sticla poate fi folosita in industria textila, ca izolator termic si ca armare pentru polimeri.
- Acest material a fost folosit încă din Egiptul antic, atingând apogeul în secolul al XX-lea.
Ce este fibra de sticla?
fibra de sticla Este un material realizat din filamente flexibile subțiri de sticlă. Există mai multe tipuri de fibră de sticlă, care au caracteristici, tăieturi și aplicații diferite. Principalul constituent al fibrei de sticlă este silice, SiO2, deși și alte elemente pot fi foarte importante în compoziția fibrei de sticlă rezultată.
Nu te opri acum... Mai sunt dupa publicitate ;)
tipuri de fibră de sticlă
Tipurile de fibră de sticlă sunt denumite în funcţie de proprietăţile lor specifice:
- ȘI (electric) – conductivitate electrică scăzută;
- s (putere) – rezistență mecanică mare;
- W (chimic) – rezistență chimică mare;
- M (modul) – elasticitate mare;
- A (alcaline) – compoziție mare de metale alcaline;
- D (dielectric) – constantă dielectrică scăzută;
- AER (rezistent la alcali) – rezistență alcalină ridicată.
Majoritatea fibrelor de sticlă produse în prezent, aproximativ 90%, este de tip E. Mai jos este un tabel care conține compoziția chimică aproximativă a principalelor tipuri de fibre de sticlă.
Compoziția chimică aproximativă a fibrelor de sticlă (pe tipuri) | |||||||
Constitutiv |
ȘI |
s |
W |
M |
A |
D |
AER |
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 |
Câine |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
unchiule2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
La2O |
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 |
citit2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Credinţă2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Vezi si: Siliciu - constituentul principal al sticlei, ceramicii și siliconului
Pentru ce se folosește fibra de sticlă?
În ceea ce privește aplicațiile lor, fibrele de sticlă poate fi utilizat în diverse domenii industriale. Una dintre principalele sale aplicații este în producția de materiale compozite, în care se utilizează fibra de sticlă. pentru a consolida polimerii.
Datele indică faptul că, în 2017, în Europa au fost produse peste 1 milion de tone de plastic armat cu fibră de sticlă, unde sunt de obicei destinate construcției și transportului. Fibrele de sticlă se pot comporta ca materiale rezistente, cum ar fi oțelul, pe lângă faptul că sunt ușoare (densitate în intervalul de 2,5 g.cm-3) si are rezistență la coroziune.
Fibrele de sticlă joacă, de asemenea, un rol important pentru filtrare si izolare (termica sau acustica). Performanța termică a fibrei de sticlă este legată nu numai de conductibilitatea termică scăzută a sticlei, ci și de densitatea materialului, care permite captarea masei de aer, oferind astfel proprietăți izolante, fibra oferind structura.
Pentru filtrare, suprafața fibrelor, precum și dimensiunea spațiilor dintre ele sunt factori importanți. Modul de fabricare a fibrei cu diametrul potrivit poate îmbunătăți aspectele de filtrare și izolare ale acestui material.
Cum se obține fibra de sticlă?
Ei exista două procese surse principale pentru producerea fibrei de sticla. Una dintre ele este fabricarea lânii din fibră de sticlă., folosit pentru izolarea termică. În acest proces, un flux de sticlă topită este uscat într-o mașină rotativă, care constă din a recipient metalic circular cu gauri in perete, care se roteste la o viteza de 2000-3000 RPM si o temperatura de 900-1100 °C.
Fluxurile de sticlă care ies din pivot sunt oprite de curenți de aer de mare viteză care le transformă în fibre fine (cu un diametru mai mic de 10 µm), cu o lungime de câțiva centimetri.
Un alt mod de a produce fibra de sticla esteprin procesul continuu. Aici, obiectivul este de a produce filamente cu scopul de armare, cu un diametru mic (intre 9-25 µm). În ceea ce privește lungimea, Fibrele sunt de obicei produse în mănunchiuri cu fire (o colecție de sute până la mii de fibre) lungime de aproximativ 10 km.
În acest proces, sticla topită trece prin găuri foarte fine dintr-o placă de platină (sau rodiu) prin extrudare. Din găuri iese sticla cu o temperatură în intervalul 1150-1300 °C, în funcție de compoziția chimică a materialului. Este obișnuit să folosiți vapori de apă și aer pur pentru a răci sticla care iese din găuri. Fibrele sunt retrase cu o viteză de 1000 m/min sau chiar mai mult.
Aflați mai multe: Kevlar - fibra sintetică mai puternică decât oțelul
Cum a apărut fibra de sticlă?
Posibilitatea obținerii fibrelor de sticlă este cunoscut din cele mai vechi timpuri, chiar înainte ca tehnicile de suflare a sticlei să fie cunoscute. Multe vaze egiptene au fost făcute prin împachetarea corectă a fibrelor de sticlă în lut.
Interesul industriei textile pentru fibra de sticla a aparut mult mai tarziu. fizicianul francez René-Antoine Ferchault de Réaumur a produs, în 1713, țesături decorate cu fire fine de sticlă. O utilizare faimoasă, dar rară, a fibrei de sticlă la începutul relației sale cu industria textilă a fost atunci când a fost folosită pentru fabricarea unei rochii purtate de o actriță, în 1893, la Columbian Exposition din Chicago pentru a atrage atenția la o expoziție de ochelari.
Procesele de fabricare a fibrei de sticlă în matrițele actuale au început în prima jumătate a secolului XX. Fabricarea fibrelor textile de sticlă prin metoda prin care sunt trecute prin găuri fine a început în anii 1930 în Statele Unite, începând din 1939 în Germania. Încă din 1939, datorită eforturilor Owens-Illinois Glass Co., din Newark, Ohio, SUA, procesul de fabricare a fibrei de sticlă a fost îmbunătățit, făcându-l semnificativ mai viabil din punct de vedere economic.
În ciuda expansiunii în restul secolului al XX-lea, în anii 1990, industria a început să scadă, necesitând modalități de raționalizare de către sector, scăparea de utilaje și instalații învechite, care au făcut să dispară aproape complet micii producători.
În prezent, industria fibrei de sticlă caută o mecanizare mai mare, reducând costurile cu forța de muncă și utilizând mai puțină energie. majoritatea companiile mici au fost comasate în ponderea marilor producători.
credit de imagine
[1] humphery/ Shutterstock
Surse
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Fibre de sticlă. În: Fibre anorganice și compozite: producție, proprietăți și aplicații. Capac. 7. P. 131-163. Regatul Unit: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Structura și proprietățile fibrelor de sticlă. În: Handbook of Tensile Properties of Textile and Technical Fibres. Capac. 15. P. 529-573. Cambridge, Marea Britanie: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Fibre de sticlă. În: Fibre de înaltă performanță. Capac. 6. P. 191-238. Cambridge, Marea Britanie: Woodhead Publishing Limited, 2001.
De Stefano Araujo Novais
Profesor de chimie
Faceți clic și aflați totul despre materialul de până la șapte ori mai rezistent decât oțelul, Kevlar!
Înțelegeți ce este sticla, adică compoziția sa chimică și starea de agregare.
Citiți acest text pentru a afla dacă sticla este solidă sau lichidă, pe lângă înțelegerea definiției solidului amorf și a temperaturii de tranziție sticloasă.
Faceți clic aici, aflați despre principalele caracteristici ale plasticului PET, aflați despre aplicațiile sale și aflați cum este fabricat și cum este reciclat.
Faceți cunoștință cu plasticul verde, un biopolimer care promite să contribuie la reducerea problemei acumulării de gunoi de către materiale plastice.
Aflați totul despre polimeri, de la obținere până la diversitatea utilizărilor.
Influența temperaturii asupra materialelor plastice.
Ați auzit vreodată de elementul chimic siliciu? Faceți clic aici și aflați despre proprietățile, caracteristicile, modalitățile de obținere, aplicațiile și istoricul acestuia.
Clasificarea sticlei după natură și compoziție.
