Стекловолокно Это волокнистый материал, состоящий из тонких гибких нитей стекла. Он может представлять несколько сокращений, характеристик и приложений. Среди основных существующих стеклянных волокон (и наиболее продаваемых) есть стекловолокно типа Е, которое имеет низкую электропроводность.
Стеклянные волокна содержат диоксид кремния в качестве основного компонента, хотя они содержат в своем составе несколько других оксидов, которые будут влиять на конечное применение волокна. Текстильные волокна производятся из расплавленного стекла и используются со времен Древнего Египта. Однако пик его использования пришелся на 20 век, когда он широко использовался в текстильной промышленности и в качестве армирующего материала для полимеров.
Читайте также: ПЭТ-пластик — один из самых распространенных синтетических полимеров в мире.
Резюме о стекловолокне
- Стекловолокно представляет собой материал, изготовленный из тонких гибких стеклянных нитей.
- Типы стеклянных волокон названы в соответствии с их свойствами.
- Самым продаваемым стекловолокном является тип E.
- Основным компонентом стекловолокна является кремнезем SiO.2.
- Стекловолокно можно использовать в текстильной промышленности, в качестве теплоизолятора и в качестве армирующего материала для полимеров.
- Этот материал использовался со времен Древнего Египта, достигнув своего пика в 20 веке.
Что такое стекловолокно?
стекловолокно Это материал, состоящий из тонких гибких нитей. из стекла. Существует несколько типов стекловолокна, которые имеют разные характеристики, разрезы и области применения. Основным компонентом стекловолокна является кремнезем SiO.2, хотя в составе получаемого стеклопластика могут быть очень важны и другие элементы.
виды стекловолокна
Названы виды стеклопластика. по своим специфическим свойствам:
- И (электрический) – низкая электропроводность;
- с (сила) – большая механическая стойкость;
- Вт (химический) – отличная химическая стойкость;
- М (модуль) – высокая эластичность;
- А (щелочь) – состав с высоким содержанием щелочных металлов;
- Д (диэлектрик) – низкая диэлектрическая проницаемость;
- ВОЗДУХ (щелочестойкий) – высокая щелочестойкость.
Большая часть стекловолокна, производимого в настоящее время, около 90%, это тип E. Ниже представлена таблица, содержащая примерный химический состав основных видов стекловолокна.
Ориентировочный химический состав стеклянных волокон (по видам) | |||||||
Учредительный |
И |
с |
Вт |
М |
А |
Д |
ВОЗДУХ |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
Б2О3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Аль2О3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Собака |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Дядя2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
В2О |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
К2О |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
читать2О |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Вера2О3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
Ф2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Смотрите также: Кремний — основной компонент стекла, керамики и силикона.
Для чего используется стекловолокно?
Что касается их применения, стекловолокно может использоваться в различных областях промышленности. Одним из основных его применений является производство композиционных материалов, в которых используется стекловолокно. для армирования полимеров.
Данные показывают, что в 2017 году в Европе было произведено более 1 миллиона тонн армированного стекловолокном пластика, где он обычно предназначен для строительства и транспорта. Стеклянные волокна могут вести себя как стойкие материалы, такие как сталь, в дополнение к тому, что они легкие (плотность в диапазоне 2,5 г/см).-3) и имеют устойчивость к коррозии.
Стекловолокно также играет важную роль. для фильтрации и изоляции (тепловой или акустической). Тепловые характеристики стеклопластика связаны не только с низкой теплопроводностью стекла, но и с низким плотность материала, которая позволяет улавливать массу воздуха, обеспечивая тем самым изоляционные свойства, а волокно обеспечивает состав.
Для фильтрации важными факторами являются площадь поверхности волокон, а также размер промежутков между ними. Способ изготовления волокна нужного диаметра может улучшить фильтрующие и изолирующие свойства этого материала.
Как получают стекловолокно?
Они существуют два процесса Основные источники производства стеклопластика. Одним из них является производство стекловаты., используется для теплоизоляции. В этом процессе поток расплавленного стекла высушивается во вращающейся машине, состоящей из круглый металлический контейнер с отверстиями в стенке, вращающийся со скоростью 2000-3000 об/мин и температурой 900-1100 °С.
Стеклянные потоки, выходящие из вертлюга, останавливаются высокоскоростными потоками воздуха, которые превращают их в тонкие волокна (диаметром менее 10 мкм) длиной в несколько сантиметров.
Еще один способ получения стекловолокна.через непрерывный процесс. Здесь целью является производство нитей с целью армирования с малым диаметром (от 9 до 25 мкм). Что касается длины, Волокна обычно производятся в связках с пряжей. (совокупность от сотен до тысяч волокон) длиной около 10 км.
В этом процессе расплавленное стекло проходит через очень тонкие отверстия в пластине из платины (или родия) методом экструзии. Стекло выходит из отверстий с температурой в пределах 1150-1300°С., в зависимости от химического состава материала. Обычно для охлаждения стекла, выходящего из отверстий, используют водяной пар и чистый воздух. Волокна вытягиваются со скоростью 1000 м/мин и более.
Узнать больше: Кевлар — синтетическое волокно прочнее стали
Как появилось стекловолокно?
Возможность получения стеклянных волокон известно с древних времен, еще до того, как были известны методы выдувания стекла. Многие египетские вазы были сделаны путем правильной обертывания стеклянных волокон глиной.
Интерес текстильной промышленности к стекловолокну возник гораздо позже. французский физик Рене-Антуан Фершо де Реомюр в 1713 году произвел ткани, украшенные тонкими стеклянными нитями.. Известное, но редкое использование стекловолокна в начале его отношений с текстильной промышленностью было, когда оно использовалось для изготовление платья, которое носила актриса, в 1893 году на Колумбийской выставке в Чикаго, чтобы привлечь внимание на выставке очки.
Процессы производства стеклопластика в нынешних формах начались в первой половине 20 века. Производство стеклотекстильных волокон методом пропускания их через мелкие отверстия началось в 1930-х годах в США, начиная с 1939 года в Германии. Уже в 1939 году благодаря усилиям компании Owens-Illinois Glass Co. из Ньюарка, штат Огайо, США, процесс производства стеклопластика был улучшен, что делает его значительно более жизнеспособным с экономической точки зрения.
Несмотря на расширение в течение оставшейся части 20-го века, в 1990-х годах отрасль начала приходить в упадок, требующие путей рационализации отрасли, избавления от морально устаревших машин и установок, что привело к почти полному исчезновению мелких производителей.
В настоящее время промышленность по производству стекловолокна стремится к большей механизации, снижению затрат на рабочую силу и использованию меньшего количества энергии. большинство небольшие компании были объединены в доли крупных производителей.
кредит изображения
[1] Хамфери / Shutterstock
Источники
МАРТЫНОВА Е.; ЦЕБУЛЛА, Х. Стеклянные волокна. В: Неорганические и композитные волокна: производство, свойства и применение. Кепка. 7. П. 131-163. Великобритания: Эльзевир, 2018.
ДЖОНС, Ф. Р.; Хафф, Н. Т. Структура и свойства стеклянных волокон. В: Справочник по свойствам текстильных и технических волокон на растяжение. Кепка. 15. П. 529-573. Кембридж, Великобритания: Woodhead Publishing Limited, 2009.
ДЖОНС, Ф. Р. Стеклянные волокна. В: Высокоэффективные волокна. Кепка. 6. П. 191-238. Кембридж, Великобритания: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Стефано Араужо Новаис
Учитель химии
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-de-vidro.htm
