Fiberglas İnce esnek cam liflerinden oluşan lifli bir malzemedir. Birkaç kesim, özellik ve uygulama sunabilir. Mevcut ana cam elyafları arasında (ve en ticarileştirilmiş olanı), düşük elektrik iletkenliğine sahip olan E tipidir.
Cam elyaflar, bileşimlerinde elyafın nihai uygulaması üzerinde etkisi olacak başka oksitler taşımalarına rağmen, ana bileşenleri olarak silikaya sahiptir. Tekstil elyafları erimiş camdan üretilir ve Eski Mısır'dan beri kullanılmaktadır. Bununla birlikte, en yüksek kullanımı, tekstil endüstrisinde ve polimerler için bir takviye olarak geniş kullanımıyla 20. yüzyılda meydana geldi.
Şunu da okuyun: PET plastik — dünyada en yaygın kullanılan sentetik polimerlerden biri
Bu makalenin konuları
- 1 - Fiberglas hakkında özet
- 2 - Fiberglas nedir?
- 3 - Fiberglas türleri
- 4 - Fiberglas ne için kullanılır?
- 5 - Fiberglas nasıl elde edilir?
- 6 - Fiberglas nasıl ortaya çıktı?
Fiberglas hakkında özet
- Fiberglas, ince, esnek cam filamanlardan yapılmış bir malzemedir.
- Cam elyaf çeşitleri özelliklerine göre isimlendirilmektedir.
- En çok satan cam elyafı E tipidir.
- Fiberglasın ana bileşeni silis, SiO2.
- Fiberglas, tekstil endüstrisinde ısı yalıtkanı olarak ve polimerler için takviye olarak kullanılabilir.
- Bu malzeme eski Mısır'dan beri kullanılmış ve 20. yüzyılda zirveye ulaşmıştır.
fiberglas nedir?
fiberglas İnce esnek filamentlerden yapılmış bir malzemedir. camdan. Farklı özelliklere, kesimlere ve uygulamalara sahip birkaç cam elyafı türü vardır. Fiberglasın ana bileşeni silis, SiO2elde edilen cam elyafının bileşiminde diğer elementler de çok önemli olabilse de.
Şimdi durma... Tanıtımdan sonra devamı var ;)
fiberglas türleri
Fiberglas türleri adlandırılır özel özelliklerine göre:
- VE (elektriksel) – düşük elektrik iletkenliği;
- S (kuvvet) – büyük mekanik direnç;
- W (kimyasal) – büyük kimyasal direnç;
- M (modül) – yüksek esneklik;
- A (alkali) – yüksek alkali metal bileşimi;
- D (dielektrik) – düşük dielektrik sabiti;
- HAVA (alkaliye dayanıklı) – yüksek alkali direnci.
Şu anda üretilen cam elyaflarının çoğu, yaklaşık %90, E tipidir. Aşağıda, ana cam elyaf türlerinin yaklaşık kimyasal bileşimini içeren bir tablo bulunmaktadır.
Cam elyaflarının yaklaşık kimyasal bileşimi (türlerine göre) | |||||||
bileşen |
VE |
S |
W |
M |
A |
D |
HAVA |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
B2Ö3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Al2Ö3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Köpek |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Amca2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
-de2Ö |
0-1 |
0-0,1 |
8,5 |
- |
13,6 |
0,4 |
13,0-14,1 |
K2Ö |
0-0,2 |
- |
- |
- |
0,6 |
0,4 |
0-2,8 |
Okumak2Ö |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
İnanç2Ö3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
F2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Şuna da bakın: Silikon — cam, seramik ve silikonun ana bileşeni
Fiberglas ne için kullanılır?
Uygulamalarına gelince, cam elyafları çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılabilir. Ana uygulamalarından biri, cam elyafının kullanıldığı kompozit malzemelerin üretimidir. polimerleri güçlendirmek için.
Veriler, 2017 yılında, genellikle Avrupa'da 1 milyon tondan fazla fiberglas takviyeli plastik üretildiğini gösteriyor. inşaat ve nakliye amaçlı. Cam elyaflar, hafif olmanın yanı sıra çelik gibi dayanıklı malzemeler gibi davranabilir (yoğunluk 2,5 g.cm-3) ve sahip olmak korozyon direnci.
Cam elyafları da önemli bir rol oynamaktadır. filtreleme ve izolasyon için (termal veya akustik). Fiberglasın ısıl performansı sadece camın düşük ısıl iletkenliği ile değil, aynı zamanda düşük ısıl iletkenliği ile de ilgilidir. hava kütlesinin hapsedilmesine izin veren, böylece yalıtkan özellikler sağlayan, elyafın sağladığı malzeme yoğunluğu yapı.
Filtrasyon için liflerin yüzey alanı kadar aralarındaki boşlukların boyutu da önemli faktörlerdir. Elyafı doğru çapta üretmenin yolu, bu malzemenin filtreleme ve yalıtım özelliklerini geliştirebilir.
Fiberglas nasıl elde edilir?
onlar var iki süreç fiberglas üretimi için ana kaynaklar. Bunlardan biri cam yünü imalatıdır., ısı yalıtımı için kullanılır. Bu işlemde, bir erimiş cam akışı, dönen bir makinede kurutulur. duvarında delikler olan, 2000-3000 RPM hızında dönen ve 900-1100 °C.
Fırdöndüden çıkan cam akımları, onları birkaç santimetre uzunluğunda ince liflere (çapı 10 µm'den küçük) dönüştüren yüksek hızlı hava akımları tarafından durdurulur.
Fiberglas üretmenin bir başka yolu dasürekli süreç yoluyla. Burada amaç takviye amaçlı küçük çaplı (9-25 µm arası) filamentler üretmektir. Uzunluk ile ilgili olarak, Elyaflar genellikle iplik demetleri halinde üretilir. (yüzlerce ila binlerce elyaftan oluşan bir koleksiyon) yaklaşık 10 km uzunluğundadır.
Bu süreçte erimiş cam, ekstrüzyon yoluyla bir platin (veya rodyum) plakadaki çok ince deliklerden geçer. Cam deliklerden 1150-1300 °C sıcaklık aralığında çıkmaktadır., malzemenin kimyasal bileşimine bağlı olarak. Deliklerden çıkan camı soğutmak için su buharı ve saf hava kullanılması yaygındır. Lifler 1000 m/dak veya daha yüksek bir hızda çekilir.
Daha fazlasını öğrenin: Kevlar — çelikten daha güçlü sentetik elyaf
Fiberglas nasıl ortaya çıktı?
Cam elyafı elde etme imkanı eski zamanlardan beri biliniyor, cam üfleme teknikleri bilinmeden önce bile. Birçok Mısır vazosu, cam liflerinin kile düzgün bir şekilde sarılmasıyla yapılmıştır.
Tekstil endüstrisinin cam elyafına olan ilgisi çok sonra ortaya çıktı. fransız fizikçi René-Antoine Ferchault de Réaumur, 1713'te ince cam ipliklerle süslenmiş kumaşlar üretti.. Tekstil endüstrisi ile ilişkisinin başlangıcında fiberglasın ünlü ama nadir bir kullanımı, 1893'te Chicago'daki Columbian Exposition'da bir aktris tarafından giyilen bir elbisenin bir sergide dikkat çekmek için imalatı. gözlük.
Mevcut kalıplarda fiberglas üretim süreçleri 20. yüzyılın ilk yarısında başlamıştır. Cam tekstili elyaflarının ince deliklerden geçirilme yöntemiyle üretimi 1930'lu yıllarda Amerika Birleşik Devletleri'nde, 1939'da Almanya'da başlamıştır. 1939 gibi erken bir tarihte, Newark, Ohio, ABD'deki Owens-Illinois Glass Co.'nun çabaları sayesinde, fiberglas üretim süreci iyileştirildi, ekonomik açıdan önemli ölçüde daha uygulanabilir hale getirir.
20. yüzyılın geri kalanındaki genişlemeye rağmen, 1990'larda endüstri gerilemeye başladı, sektör tarafından rasyonalizasyon yolları gerektirmesi, eskimiş makine ve tesisatlardan kurtulması, küçük üreticileri neredeyse tamamen ortadan kaldırması.
Şu anda, fiberglas endüstrisi daha fazla mekanizasyon, işçilik maliyetlerini düşürme ve daha az enerji kullanma peşinde. çoğu küçük şirketler büyük üreticilerin payına birleştirildi.
resim kredisi
[1] humpery / Shutterstock
kaynaklar
MARTİNOVA, E.; CEBULLA, H. Cam Elyafları. İçinde: İnorganik ve Kompozit Elyaflar: Üretim, özellikler ve uygulamalar. Yüzbaşı 7. P. 131-163. Birleşik Krallık: Elsevier, 2018.
JONES, F. R.; HÜF, N. T. Cam elyafların yapısı ve özellikleri. İçinde: Tekstil ve Teknik Elyafların Çekme Özellikleri El Kitabı. Yüzbaşı 15. P. 529-573. Cambridge, BK: Woodhead Publishing Limited, 2009.
JONES, F. R. Cam lifleri. İçinde: Yüksek Performanslı Elyaflar. Yüzbaşı 6. P. 191-238. Cambridge, BK: Woodhead Publishing Limited, 2001.
kaydeden Stefano Araujo Novais
Kimya hocası
Tıklayın ve çelikten yedi kata kadar daha dayanıklı malzeme Kevlar hakkında her şeyi öğrenin!
Camın ne olduğunu, yani kimyasal bileşimini ve toplanma durumunu anlayın.
Amorf katının tanımını ve cam geçiş sıcaklığını anlamanın yanı sıra camın katı mı yoksa sıvı mı olduğunu öğrenmek için bu metni okuyun.
Buraya tıklayın, PET plastiğin temel özelliklerini öğrenin, uygulamalarını öğrenin ve nasıl yapıldığını ve nasıl geri dönüştürüldüğünü öğrenin.
Plastiklerin neden olduğu çöp birikimi sorununu azaltmaya yardımcı olmayı vaat eden bir biyopolimer olan yeşil plastikle tanışın.
Elde etmekten kullanım çeşitliliğine kadar polimerler hakkında her şeyi öğrenin.
Sıcaklığın plastik malzemeler üzerindeki etkisi.
Silisyum kimyasal elementini hiç duydunuz mu? Buraya tıklayın ve özellikleri, karakteristikleri, onu elde etme yolları, uygulamaları ve tarihçesi hakkında bilgi edinin.
Camın doğasına ve bileşimine göre sınıflandırılması.
