Glasfiber Det är ett fibröst material som består av tunna flexibla filament av glas. Den kan presentera flera snitt, egenskaper och tillämpningar. Bland de huvudsakliga befintliga glasfibrerna (och de mest kommersialiserade) är typ E, som har låg elektrisk ledningsförmåga.
Glasfibrer har kiseldioxid som sin huvudsakliga beståndsdel, även om de innehåller flera andra oxider i sin sammansättning, vilket kommer att påverka den slutliga appliceringen av fibern. Textilfibrer tillverkas av smält glas och har använts sedan det antika Egypten. Dess största användning inträffade dock på 1900-talet, med stor användning inom textilindustrin och som förstärkning för polymerer.
Läs också: PET-plast — en av de mest använda syntetiska polymererna i världen
Ämnen i denna artikel
- 1 - Sammanfattning om glasfiber
- 2 - Vad är glasfiber?
- 3 - Typer av glasfiber
- 4 - Vad används glasfiber till?
- 5 - Hur erhålls glasfiber?
- 6 - Hur kom glasfiber till?
Sammanfattning om glasfiber
- Glasfiber är ett material tillverkat av tunna, flexibla glasfilament.
- Typerna av glasfibrer namnges efter deras egenskaper.
- Den mest sålda glasfibern är typ E.
- Huvudbeståndsdelen i glasfiber är kiseldioxid, SiO2.
- Glasfiber kan användas inom textilindustrin, som värmeisolator och som förstärkning av polymerer.
- Detta material har använts sedan det antika Egypten och nådde sin topp på 1900-talet.
Vad är glasfiber?
glasfibern Det är ett material tillverkat av tunna flexibla filament av glas. Det finns flera typer av glasfiber, som har olika egenskaper, skärningar och applikationer. Huvudbeståndsdelen i glasfiber är kiseldioxid, SiO2, även om andra element också kan vara mycket viktiga i sammansättningen av den resulterande glasfibern.
Sluta inte nu... Det kommer mer efter publiciteten ;)
typer av glasfiber
Typer av glasfiber är namngivna efter deras specifika egenskaper:
- OCH (elektrisk) – låg elektrisk ledningsförmåga;
- s (styrka) – stort mekaniskt motstånd;
- W (kemisk) – stor kemisk resistens;
- M (modul) – hög elasticitet;
- A (alkali) – hög alkalimetallsammansättning;
- D (dielektrisk) – låg dielektrisk konstant;
- LUFT (alkalibeständig) – hög alkalibeständighet.
De flesta av de glasfibrer som för närvarande tillverkas, cirka 90 %, är typ E. Nedan finns en tabell som innehåller den ungefärliga kemiska sammansättningen av huvudtyperna av glasfibrer.
Ungefärlig kemisk sammansättning av glasfibrer (efter typer) | |||||||
Konstituerande |
OCH |
s |
W |
M |
A |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Farbror2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
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 |
läsa2O |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Tro2O3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Se också: Kisel — huvudbeståndsdelen i glas, keramik och silikon
Vad används glasfiber till?
När det gäller deras tillämpningar, glasfibrer kan användas inom olika industriområden. En av dess huvudsakliga tillämpningar är tillverkning av kompositmaterial, där glasfiber används. för att förstärka polymerer.
Data indikerar att under 2017 producerades mer än 1 miljon ton glasfiberarmerad plast i Europa, där de vanligtvis finns avsedda för konstruktion och transport. Glasfibrer kan bete sig som resistenta material, som stål, förutom att de är lätta (densitet inom intervallet 2,5 g.cm-3) och ha korrosionsbeständighet.
Glasfibrer spelar också en viktig roll för filtrering och isolering (termisk eller akustisk). Den termiska prestandan hos glasfiber är inte bara relaterad till glasets låga värmeledningsförmåga utan också till den låga materialets densitet, vilket gör att luftmassan kan fångas in, vilket ger isolerande egenskaper, varvid fibern ger strukturera.
För filtrering är fibrernas yta samt storleken på utrymmena mellan dem viktiga faktorer. Sättet att tillverka fibern med rätt diameter kan förbättra de filtrerande och isolerande aspekterna av detta material.
Hur erhålls glasfiber?
De existerar två processer huvudsakliga källor för tillverkning av glasfiber. En av dem är tillverkning av glasfiberull., används för värmeisolering. I denna process torkas en ström av smält glas i en roterande maskin, som består av en cirkulär metallbehållare med hål i väggen, roterande med en hastighet av 2000-3000 rpm och en temperatur på 900-1100 °C.
Glasströmmarna som kommer ut ur sviveln stoppas av höghastighetsluftströmmar som omvandlar dem till fina fibrer (med en diameter på mindre än 10 µm), med en längd på flera centimeter.
Ett annat sätt att tillverka glasfiber ärgenom den kontinuerliga processen. Här är målet att tillverka filament i förstärkningssyfte, med en liten diameter (mellan 9-25 µm). När det gäller längden, Fibrer tillverkas vanligtvis i buntar med garn (en samling av hundratals till tusentals fibrer) cirka 10 km långa.
I denna process passerar smält glas genom mycket fina hål i en platina (eller rodium) platta genom extrudering. Glas kommer ut ur hålen med en temperatur i intervallet 1150-1300 °C, beroende på materialets kemiska sammansättning. Det är vanligt att man använder vattenånga och ren luft för att kyla glaset som kommer ut ur hålen. Fibrerna dras ut med en hastighet av 1000 m/min eller ännu mer.
Veta mer: Kevlar — den syntetiska fibern starkare än stål
Hur kom glasfiber till?
Möjligheten att få glasfiber har varit känt sedan urminnes tider, även innan glasblåsningstekniker var kända. Många egyptiska vaser gjordes genom att linda in glasfibrer i lera ordentligt.
Textilindustrins intresse för glasfiber växte fram långt senare. den franske fysikern René-Antoine Ferchault de Réaumur producerade 1713 tyger dekorerade med fina glastrådar. En berömd men sällsynt användning av glasfiber i början av sitt förhållande till textilindustrin var när det användes för tillverkning av en klänning som bars av en skådespelerska 1893 på Columbian Exposition i Chicago för att väcka uppmärksamhet vid en utställning av glasögon.
Glasfibertillverkningsprocesser i de nuvarande formarna började under första hälften av 1900-talet. Tillverkningen av glastextilfibrer med den metod där de förs genom fina hål började på 1930-talet i USA, med början 1939 i Tyskland. Så tidigt som 1939, tack vare ansträngningarna från Owens-Illinois Glass Co., i Newark, Ohio, USA, glasfibertillverkningsprocessen har förbättrats, vilket gör det betydligt mer lönsamt i ekonomiska termer.
Trots expansion under resten av 1900-talet, på 1990-talet började branschen att minska, som krävde sätt att rationalisera inom sektorn, att bli av med föråldrade maskiner och installationer, vilket fick små producenter att försvinna nästan helt.
För närvarande strävar glasfiberindustrin efter större mekanisering, minskade arbetskostnader och använder mindre energi. mest av små företag har slagits samman till andelen stora producenter.
bildkredit
[1] humphery/ Shutterstock
Källor
MARTYNOVA, E.; CEBULLA, H. Glasfiber. Inom: Oorganiska och sammansatta fibrer: Produktion, egenskaper och tillämpningar. Keps. 7. P. 131-163. Storbritannien: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HUFF, N. T. Struktur och egenskaper hos glasfibrer. I: Handbook of Tensile Properties of Textile and Technical Fibers. Keps. 15. P. 529-573. Cambridge, Storbritannien: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Glasfibrer. I: Högpresterande fibrer. Keps. 6. P. 191-238. Cambridge, Storbritannien: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Av Stefano Araujo Novais
Kemilärare
Klicka och lär dig allt om materialet som är upp till sju gånger mer motståndskraftigt än stål, Kevlar!
Förstå vad glas är, det vill säga dess kemiska sammansättning och aggregationstillstånd.
Läs den här texten för att ta reda på om glas är fast eller flytande, förutom att förstå definitionen av amorft fast ämne och glasövergångstemperatur.
Klicka här, lär dig om de viktigaste egenskaperna hos PET-plast, lär dig om dess tillämpningar och ta reda på hur den tillverkas och hur den återvinns.
Möt grön plast, en biopolymer som lovar att bidra till att minska problemet med att plast samlar sopor.
Lär dig allt om polymerer, från anskaffning till mångfalden av användningsområden.
Temperaturens inverkan på plastmaterial.
Har du någonsin hört talas om det kemiska grundämnet kisel? Klicka här och lär dig mer om dess egenskaper, egenskaper, sätt att erhålla det, applikationer och historia.
Klassificering av glas efter natur och sammansättning.
