Скловолокно Це волокнистий матеріал, що складається з тонких гнучких ниток скла. Він може представляти кілька вирізів, характеристик і застосувань. Серед основних існуючих скловолокон (і найбільш комерціалізованих) є тип Е, який має низьку електропровідність.
Основним компонентом скляних волокон є діоксид кремнію, хоча вони містять у своєму складі кілька інших оксидів, які впливатимуть на кінцеве застосування волокна. Текстильні волокна виробляються з розплавленого скла і використовуються з часів Стародавнього Єгипту. Пік його використання, однак, припав на 20-е століття, з широким використанням у текстильній промисловості та як зміцнення для полімерів.
Читайте також: ПЕТ-пластик — один із найпоширеніших синтетичних полімерів у світі
Реферат про скловолокно
- Скловолокно - це матеріал, виготовлений з тонких гнучких скляних ниток.
- Види скловолокна називаються відповідно до їх властивостей.
- Найбільш продаваним є скловолокно типу Е.
- Основним компонентом скловолокна є кремнезем SiO2.
- Скловолокно можна використовувати в текстильній промисловості, як теплоізолятор і як арматуру для полімерів.
- Цей матеріал використовувався з часів Стародавнього Єгипту, досягнувши свого піку в 20 столітті.
Що таке скловолокно?
скловолокно Це матеріал, виготовлений з тонких гнучких ниток зі скла. Існує кілька типів скловолокна, які мають різні характеристики, крої та застосування. Основним компонентом скловолокна є кремнезем SiO2, хоча інші елементи також можуть бути дуже важливими в складі отриманого скловолокна.
види скловолокна
Названо види склопластику відповідно до їх конкретних властивостей:
- І (електричні) – низька електропровідність;
- с (сила) – великий механічний опір;
- В (хімічний) – висока хімічна стійкість;
- М (модуль) – висока еластичність;
- А (луг) – високий склад лужних металів;
- Д (діелектрик) – низька діелектрична проникність;
- ПОВІТРЯ (лугостійкий) – висока лужостійкість.
Більшість скляних волокон, які зараз виробляються, близько 90% - тип Е. Нижче наведена таблиця, що містить приблизний хімічний склад основних видів скловолокна.
Приблизний хімічний склад скловолокна (за видами) | |||||||
Установчий |
І |
с |
В |
М |
А |
Д |
ПОВІТРЯ |
SiO2 |
52-56 |
60-65 |
65 |
53,5 |
71,8 |
72-75 |
58,3-60,6 |
Б2О3 |
4-6 |
- |
5 |
- |
- |
21-24 |
- |
Ал2О3 |
12-15 |
23-35 |
4 |
- |
1 |
0-1 |
0,2 |
Пес |
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 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
дядько2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0-2,8 |
ZrO2 |
0,2-0,5 |
0-1 |
- |
2,0 |
- |
- |
18,1-21,2 |
на2О |
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 |
читати2О |
- |
- |
- |
3,0 |
- |
- |
- |
Віра2О3 |
0,2-0,5 |
0-0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
- |
Ф2 |
0,2-0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Дивіться також: Кремній — основна складова скла, кераміки та силікону
Для чого використовується скловолокно?
Що стосується їх застосування, скловолокна можуть бути використані в різних галузях промисловості. Одне з основних застосувань — виробництво композитних матеріалів, у яких використовується скловолокно. для зміцнення полімерів.
Дані свідчать про те, що у 2017 році більше 1 мільйона тонн пластику, армованого скловолокном, було вироблено в Європі, де вони зазвичай призначений для будівництва та транспорту. Скловолокно може поводитися як стійкий матеріал, наприклад сталь, крім того, що він легкий (щільність у діапазоні 2,5 г/см-3) і мають стійкість до корозії.
Важливу роль відіграють і скловолокна для фільтрації та ізоляції (термічної або акустичної). Теплові характеристики скловолокна пов’язані не тільки з низькою теплопровідністю скла, але й з низькою щільність матеріалу, що дозволяє захоплювати масу повітря, забезпечуючи таким чином ізоляційні властивості, а волокно забезпечує структура.
Важливими факторами для фільтрації є площа поверхні волокон, а також розмір проміжків між ними. Спосіб виробництва волокна потрібного діаметру може покращити фільтраційні та ізоляційні властивості цього матеріалу.
Як отримують скловолокно?
Вони існують два процеси Основні джерела для виробництва скловолокна. Одним з них є виробництво скловолокна., використовується для теплоізоляції. У цьому процесі потік розплавленого скла сушиться в обертовій машині, яка складається з a круглий металевий контейнер з отворами в стінці, що обертається зі швидкістю 2000-3000 об/хв і температурою 900-1100 °C.
Скляні потоки, які виходять із вертлюга, зупиняються високошвидкісними потоками повітря, які перетворюють їх у тонкі волокна (діаметром менше 10 мкм) довжиною в кілька сантиметрів.
Іншим способом виробництва скловолокна єчерез безперервний процес. Тут мета полягає в тому, щоб виробляти нитки з метою зміцнення, з малим діаметром (між 9-25 мкм). Що стосується довжини, Волокна зазвичай виготовляють у пучках з пряжею (набір із сотень до тисяч волокон) довжиною близько 10 км.
У цьому процесі розплавлене скло проходить через дуже тонкі отвори в платиновій (або родієвій) пластині шляхом екструзії. З отворів виходить скло з температурою в діапазоні 1150-1300 °C, в залежності від хімічного складу матеріалу. Для охолодження скла, яке виходить з отворів, зазвичай використовують водяну пару та чисте повітря. Волокна витягуються зі швидкістю 1000 м/хв або навіть більше.
Дізнайтеся більше: Кевлар — синтетичне волокно міцніше сталі
Як з'явилося скловолокно?
Можливість отримання скловолокна відомий з давніх часів, ще до того, як були відомі технології видування скла. Багато єгипетських ваз виготовляли шляхом правильного загортання скляних волокон у глину.
Інтерес текстильної промисловості до скловолокна виник набагато пізніше. французький фізик У 1713 році Рене-Антуан Фершо де Реомюр створив тканини, прикрашені тонкими скляними нитками.. Відоме, але рідкісне використання скловолокна на початку його зв’язку з текстильною промисловістю було, коли його використовували для виготовлення сукні, яку носила актриса, у 1893 році на Колумбійській виставці в Чикаго, щоб привернути увагу на виставці окуляри.
Процеси виробництва скловолокна в сучасних формах почалися в першій половині 20 століття. Виробництво склотканини методом пропускання через дрібні отвори почалося в 1930-х роках у США, починаючи з 1939 року в Німеччині. Ще в 1939 році завдяки зусиллям Owens-Illinois Glass Co., Ньюарк, Огайо, США, удосконалено процес виготовлення склопластику, що робить його значно життєздатнішим в економічному плані.
Незважаючи на розширення протягом решти 20 століття, у 1990-х роках галузь почала занепадати, що вимагало шляхів раціоналізації галузі, позбавлення від застарілих машин і установок, через що дрібні виробники майже повністю зникли.
В даний час скловолоконна промисловість прагне до більшої механізації, зменшуючи витрати на робочу силу та споживаючи менше енергії. більшість дрібні компанії були об'єднані в частку великих виробників.
кредит зображення
[1] Хамфері/Шуттерсток
Джерела
МАРТИНОВА Є.; СЕБУЛЛА, Х. Скловолокна. В: Неорганічні та композитні волокна: виробництво, властивості та застосування. Кепка 7. П. 131-163. Велика Британія: Elsevier, 2018.
ДЖОНС, Ф. Р.; ХАФФ, Н. Т. Будова і властивості скляних волокон. В: Довідник з властивостей текстильних і технічних волокон при розтягуванні. Кепка 15. П. 529-573. Кембридж, Великобританія: Woodhead Publishing Limited, 2009.
ДЖОНС, Ф. Р. Скловолокна. В: Високоефективні волокна. Кепка 6. П. 191-238. Кембридж, Великобританія: Woodhead Publishing Limited, 2001.
Стефано Араухо Новаїс
Вчитель хімії
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fibra-de-vidro.htm
