Sklolaminát Je to vláknitý materiál pozostávajúci z tenkých ohybných sklenených vlákien. Môže predstavovať niekoľko strihov, charakteristík a aplikácií. Medzi hlavné existujúce sklenené vlákna (a najviac komercializované) patrí typ E, ktorý má nízku elektrickú vodivosť.
Sklenené vlákna majú ako hlavnú zložku oxid kremičitý, hoci vo svojom zložení nesú niekoľko ďalších oxidov, ktoré budú mať vplyv na konečnú aplikáciu vlákna. Textilné vlákna sa vyrábajú z roztaveného skla a využívajú sa už od starovekého Egypta. Jeho vrcholné využitie však nastalo v 20. storočí so širokým využitím v textilnom priemysle a ako výstuž do polymérov.
Prečítajte si tiež: PET plast – jeden z najpoužívanejších syntetických polymérov na svete
Zhrnutie o sklolamináte
- Sklolaminát je materiál vyrobený z tenkých, flexibilných sklenených vlákien.
- Typy sklenených vlákien sú pomenované podľa ich vlastností.
- Najpredávanejším sklolaminátom je typ E.
- Hlavnou zložkou sklolaminátu je oxid kremičitý, SiO2.
- Sklolaminát možno použiť v textilnom priemysle ako tepelný izolant a ako výstuž do polymérov.
- Tento materiál sa používa už od starovekého Egypta, pričom svoj vrchol dosiahol v 20. storočí.
Čo je sklolaminát?
sklolaminát Je to materiál tvorený tenkými ohybnými vláknami skla. Existuje niekoľko typov sklolaminátu, ktoré majú rôzne vlastnosti, rezy a aplikácie. Hlavnou zložkou sklolaminátu je oxid kremičitý, SiO2, hoci v zložení výsledného sklolaminátu môžu byť veľmi dôležité aj iné prvky.
druhy sklolaminátu
Typy sklenených vlákien sú vymenované podľa ich špecifických vlastností:
- A (elektrické) – nízka elektrická vodivosť;
- s (silu) – veľká mechanická odolnosť;
- W (chemický) – veľká chemická odolnosť;
- M (modul) – vysoká elasticita;
- A (alkálie) – zloženie s vysokým obsahom alkalických kovov;
- D (dielektrikum) – nízka dielektrická konštanta;
- VZDUCH (odolný voči alkáliám) – vysoká alkalická odolnosť.
Väčšina v súčasnosti vyrábaných sklenených vlákien, asi 90% je typ E. Nižšie je uvedená tabuľka obsahujúca približné chemické zloženie hlavných typov sklenených vlákien.
Približné chemické zloženie sklenených vlákien (podľa typov) | |||||||
Konštituent |
A |
s |
W |
M |
A |
D |
VZDUCH |
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 |
pes |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
strýko2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
O2O |
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 |
čítať2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Viera2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Pozri tiež: Kremík — hlavná zložka skla, keramiky a silikónu
Na čo sa sklolaminát používa?
Pokiaľ ide o ich aplikácie, sklenené vlákna možno použiť v rôznych priemyselných oblastiach. Jednou z jeho hlavných aplikácií je výroba kompozitných materiálov, pri ktorých sa používa sklolaminát. na spevnenie polymérov.
Údaje naznačujú, že v roku 2017 sa v Európe vyrobilo viac ako 1 milión ton plastov vystužených sklenenými vláknami, kde sa zvyčajne určené na výstavbu a dopravu. Sklenené vlákna sa okrem toho, že sú ľahké (hustota v rozmedzí 2,5 g.cm) môžu správať ako odolné materiály, napríklad oceľ-3) a mám odolnosť proti korózii.
Dôležitú úlohu zohrávajú aj sklenené vlákna na filtráciu a izoláciu (tepelnú alebo akustickú). Tepelný výkon sklolaminátu súvisí nielen s nízkou tepelnou vodivosťou skla, ale aj s nízkou hustota materiálu, ktorá umožňuje zachytenie masy vzduchu, čím poskytuje izolačné vlastnosti, pričom vlákno poskytuje štruktúru.
Pre filtráciu je dôležitým faktorom povrch vlákien, ako aj veľkosť medzier medzi nimi. Spôsob výroby vlákna so správnym priemerom môže zlepšiť filtračné a izolačné aspekty tohto materiálu.
Ako sa získava sklolaminát?
Existujú dva procesy hlavné zdroje na výrobu sklolaminátu. Jedným z nich je výroba sklolaminátovej vlny., používa sa na tepelnú izoláciu. Pri tomto procese sa prúd roztaveného skla suší v rotačnom stroji, ktorý pozostáva z a kruhová kovová nádoba s otvormi v stene, rotujúca rýchlosťou 2000-3000 ot./min a teplotou 900-1100 °C.
Prúdy skla, ktoré vychádzajú z obratlíka, sú zastavené vysokorýchlostnými prúdmi vzduchu, ktoré ich premieňajú na jemné vlákna (s priemerom menším ako 10 µm) s dĺžkou niekoľkých centimetrov.
Ďalším spôsobom výroby sklolaminátu jeprostredníctvom kontinuálneho procesu. Tu je cieľom vyrobiť vlákna za účelom vystuženia, s malým priemerom (medzi 9-25 µm). Čo sa týka dĺžky, Vlákna sa zvyčajne vyrábajú vo zväzkoch s priadzami (súbor stoviek až tisícok vlákien) dlhých asi 10 km.
Pri tomto procese prechádza roztavené sklo veľmi jemnými otvormi v platinovej (alebo ródiovej) doske prostredníctvom extrúzie. Z otvorov vychádza sklo s teplotou v rozmedzí 1150-1300 °Cv závislosti od chemického zloženia materiálu. Na chladenie skla, ktoré vychádza z otvorov, sa bežne používa vodná para a čistý vzduch. Vlákna sa odťahujú rýchlosťou 1000 m/min alebo aj viac.
Vedieť viac: Kevlar - syntetické vlákno pevnejšie ako oceľ
Ako vzniklo sklolaminát?
Možnosť získania sklenených vlákien je známy už od starovekuešte predtým, ako boli známe techniky fúkania skla. Mnohé egyptské vázy boli vyrobené správnym zabalením sklenených vlákien do hliny.
Záujem textilného priemyslu o sklolaminát sa objavil oveľa neskôr. francúzsky fyzik René-Antoine Ferchault de Réaumur vyrobil v roku 1713 tkaniny zdobené jemnými sklenenými vláknami. Slávne, ale zriedkavé použitie sklolaminátu na začiatku jeho vzťahu s textilným priemyslom bolo, keď sa používalo na výroba šiat, ktoré mala herečka na sebe v roku 1893 na Kolumbijskej výstave v Chicagu, aby upútala pozornosť na výstave okuliare.
Procesy výroby sklenených vlákien v súčasných formách sa začali v prvej polovici 20. storočia. Výroba sklenených textilných vlákien metódou, pri ktorej prechádzajú jemnými otvormi, sa začala v 30. rokoch 20. storočia v Spojených štátoch, počnúc rokom 1939 v Nemecku. Už v roku 1939, vďaka úsiliu Owens-Illinois Glass Co., Newark, Ohio, USA, proces výroby sklenených vlákien sa zlepšil, vďaka čomu je z ekonomického hľadiska výrazne životaschopnejšia.
Napriek expanzii počas zvyšku 20. storočia, v 90. rokoch 20. storočia priemysel začal upadať, vyžadujúce spôsoby racionalizácie zo strany odvetvia, zbavenie sa zastaraných strojov a zariadení, v dôsledku čoho malí výrobcovia takmer úplne zanikli.
V súčasnosti sa priemysel sklenených vlákien snaží o väčšiu mechanizáciu, zníženie nákladov na pracovnú silu a spotrebu menej energie. väčšina z nich malé spoločnosti sa zlúčili do podielu veľkých výrobcov.
obrazový kredit
[1] humphery/ Shutterstock
Zdroje
MARTYNOVÁ, E.; CEBULLA, H. Sklenené vlákna. In: Anorganické a kompozitné vlákna: Výroba, vlastnosti a aplikácie. Čiapka. 7. P. 131-163. Spojené kráľovstvo: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Štruktúra a vlastnosti sklenených vlákien. In: Príručka ťahových vlastností textilných a technických vlákien. Čiapka. 15. P. 529-573. Cambridge, Spojené kráľovstvo: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Sklenené vlákna. In: Vysokovýkonné vlákna. Čiapka. 6. P. 191-238. Cambridge, Spojené kráľovstvo: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Autor: Stefano Araujo Novais
Učiteľ chémie
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-de-vidro.htm