V širšem smislu smo steklena vlakna vedno razumeli kot anorganski nekovinski material, vendar smo s poglabljanjem raziskav ugotovili, da obstaja veliko vrst steklenih vlaken, ki imajo odlične lastnosti in številne izjemne prednosti. Na primer, njihova mehanska trdnost je še posebej visoka, toplotna odpornost in odpornost proti koroziji pa sta še posebej dobri. Res je, da noben material ni popoln, steklena vlakna pa imajo tudi svoje pomanjkljivosti, ki jih ne moremo prezreti, in sicer, da niso odporna proti obrabi in so nagnjena k krhkosti. Zato moramo v praktični uporabi izkoristiti svoje prednosti in se izogniti slabostim.
Surovine za steklena vlakna so enostavne za pridobivanje, večinoma gre za zavrženo staro steklo ali steklene izdelke. Steklena vlakna so zelo fina, več kot 20 steklenih monofilamentov skupaj pa je enako debelini lasu. Steklena vlakna se običajno uporabljajo kot ojačitveni material v kompozitnih materialih. Zaradi poglobitve raziskav steklenih vlaken v zadnjih letih igrajo vse pomembnejšo vlogo v naši proizvodnji in življenju. Naslednjih nekaj člankov opisuje predvsem proizvodni proces in uporabo steklenih vlaken. Ta članek predstavlja lastnosti, glavne sestavne dele, glavne značilnosti in klasifikacijo materialov steklenih vlaken. Naslednjih nekaj člankov bo obravnavalo njihov proizvodni proces, varnostno zaščito, glavno uporabo, varnostno zaščito, stanje v industriji in razvojne možnosti.
Iuvod
1.1 Lastnosti steklenih vlaken
Druga odlična lastnost steklenih vlaken je njihova visoka natezna trdnost, ki lahko v standardnem stanju doseže 6,9 g/d, v mokrem pa 5,8 g/d. Zaradi teh odličnih lastnosti se steklena vlakna pogosto uporabljajo kot ojačitveni material. Imajo gostoto A 2,54. Steklena vlakna so tudi zelo odporna na vročino in ohranijo svoje običajne lastnosti pri 300 °C. Steklena vlakna se včasih pogosto uporabljajo tudi kot toplotnoizolacijski in zaščitni material zaradi svojih električnih izolacijskih lastnosti in nezmožnosti hitre korozije.
1.2 Glavne sestavine
Sestava steklenih vlaken je relativno kompleksna. Na splošno so glavne sestavine, ki jih vsi prepoznamo, silicijev dioksid, magnezijev oksid, natrijev oksid, borov oksid, aluminijev oksid, kalcijev oksid in tako naprej. Premer monofilamenta steklenih vlaken je približno 10 mikronov, kar ustreza 1/10 premera lasu. Vsak snop vlaken je sestavljen iz tisočev monofilamentov. Postopek vlečenja se nekoliko razlikuje. Običajno vsebnost silicijevega dioksida v steklenih vlaknih znaša od 50 % do 65 %. Natezna trdnost steklenih vlaken z vsebnostjo aluminijevega oksida nad 20 % je relativno visoka, običajno gre za visoko trdna steklena vlakna, medtem ko je vsebnost aluminijevega oksida v steklenih vlaknih brez alkalij običajno približno 15 %. Če želite, da imajo steklena vlakna večji modul elastičnosti, morate zagotoviti, da je vsebnost magnezijevega oksida večja od 10 %. Ker steklena vlakna vsebujejo majhno količino železovega oksida, se njihova odpornost proti koroziji v različni meri izboljša.
1.3 Glavne značilnosti
1.3.1 Surovine in uporaba
V primerjavi z anorganskimi vlakni so lastnosti steklenih vlaken boljše. Težje se vžgejo, so odporna na vročino, toplotnoizolacijska, bolj stabilna in odporna na natez. Vendar so krhka in imajo slabo odpornost proti obrabi. Steklena vlakna se uporabljajo za izdelavo ojačanih plastik ali za krepitev gume, kot ojačitveni material pa imajo naslednje lastnosti:
(1) Njegova natezna trdnost je boljša od drugih materialov, vendar je raztezek zelo nizek.
(2) Koeficient elastičnosti je primernejši.
(3) Znotraj meje elastičnosti se steklena vlakna lahko raztegnejo za dolgo časa in so zelo natezna, zato lahko ob udarcu absorbirajo veliko energije.
(4) Ker so steklena vlakna anorganska vlakna, imajo anorganska vlakna številne prednosti, saj jih ni enostavno goriti, njihove kemijske lastnosti pa so relativno stabilne.
(5) Ni lahko absorbirati vode.
(6) Odporna na vročino in stabilna, ni enostavna za reakcijo.
(7) Njegova predelovalnost je zelo dobra in se lahko predela v odlične izdelke različnih oblik, kot so prameni, filc, snopi in tkanine.
(8) Lahko prepušča svetlobo.
(9) Ker so materiali enostavni za pridobitev, cena ni visoka.
(10) Pri visoki temperaturi se namesto gorenja stopi v tekoče kroglice.
1.4 Razvrstitev
Glede na različne klasifikacijske standarde lahko steklena vlakna razdelimo na več vrst. Glede na različne oblike in dolžine jih lahko razdelimo na tri vrste: neprekinjena vlakna, bombažna vlakna in vlakna fiksne dolžine. Glede na različne komponente, kot je vsebnost alkalij, jih lahko razdelimo na tri vrste: steklena vlakna brez alkalij, srednje alkalna steklena vlakna in visoko alkalna steklena vlakna.
1.5 Proizvodne surovine
V dejanski industrijski proizvodnji potrebujemo za proizvodnjo steklenih vlaken aluminijev oksid, kremenčev pesek, apnenec, pirofilit, dolomit, sodo, mirabilit, borovo kislino, fluorit, mleta steklena vlakna itd.
1.6 Metoda proizvodnje
Industrijske proizvodne metode lahko razdelimo v dve kategoriji: ena je najprej taljenje steklenih vlaken, nato pa izdelava okroglih ali paličastih steklenih izdelkov z manjšim premerom. Nato se steklena vlakna segrejejo in ponovno stalijo na različne načine, da se dobijo fina vlakna s premerom od 3 do 80 μm. Druga vrsta prav tako najprej tali steklo, vendar namesto palic ali krogel proizvaja steklena vlakna. Vzorec je bil nato z mehanskim vlečenjem potegnjen skozi ploščo iz platinaste zlitine. Nastali izdelki se imenujejo neprekinjena vlakna. Če se vlakna vlečejo skozi valjčni sistem, se nastali izdelki imenujejo neprekinjena vlakna, znana tudi kot na dolžino razrezana steklena vlakna in rezana vlakna.
1.7 Razvrščanje
Glede na različno sestavo, uporabo in lastnosti steklenih vlaken jih delimo na različne razrede. Steklena vlakna, ki so bila mednarodno komercializirana, so naslednja:
1.7.1 E-steklo
Gre za boratno steklo, ki ga v vsakdanjem življenju imenujejo tudi steklo brez alkalij. Zaradi številnih prednosti je najbolj razširjeno. Trenutno je najbolj razširjeno, čeprav se pogosto uporablja, ima tudi neizogibne pomanjkljivosti. Zlahka reagira z anorganskimi solmi, zato ga je težko shranjevati v kislem okolju.
1.7.2 C-steklo
V dejanski proizvodnji se imenuje tudi srednje alkalno steklo, ki ima relativno stabilne kemijske lastnosti in dobro odpornost na kisline. Njegova pomanjkljivost je, da mehanska trdnost ni visoka, električne lastnosti pa so slabe. Različni kraji imajo različne standarde. V domači industriji steklenih vlaken v srednje alkalnem steklu ni elementa bora. V tuji industriji steklenih vlaken pa proizvajajo srednje alkalno steklo, ki vsebuje bor. Ne razlikuje se le vsebnost, ampak se razlikuje tudi vloga srednje alkalnega stekla doma in v tujini. Površinske preproge in palice iz steklenih vlaken, proizvedene v tujini, so izdelane iz srednje alkalnega stekla. V proizvodnji je srednje alkalno steklo aktivno tudi v asfaltu. V moji državi je objektivni razlog ta, da se zaradi zelo nizke cene pogosto uporablja in je aktivno povsod v industriji ovojnih in filtrirnih tkanin.
1.7.3 Steklena vlakna Steklo
V proizvodnji ga ljudje imenujejo tudi visokoalkalno steklo, ki spada med natrijeva silikatna stekla, vendar se zaradi svoje vodoodpornosti običajno ne proizvaja kot steklena vlakna.
1.7.4 Steklena vlakna D steklo
Imenuje se tudi dielektrično steklo in je na splošno glavna surovina za dielektrična steklena vlakna.
1.7.5 Steklena vlakna visoke trdnosti
Njegova trdnost je za 1/4 večja od trdnosti steklenih vlaken E, njegov elastični modul pa je višji od tistega pri steklenih vlaknih E. Zaradi različnih prednosti bi se moral široko uporabljati, vendar se zaradi visokih stroškov trenutno uporablja le na nekaterih pomembnih področjih, kot so vojaška industrija, vesoljska industrija in tako naprej.
1.7.5 Steklena vlakna AR steklo
Imenuje se tudi steklena vlakna, odporna proti alkalijam, ki so čista anorganska vlakna in se uporabljajo kot ojačitveni material v betonu, armiranem s steklenimi vlakni. Pod določenimi pogoji lahko celo nadomestijo jeklo in azbest.
1.7.6 Steklena vlakna E-CR steklo
Gre za izboljšano steklo brez bora in alkalij. Ker je njegova vodoodpornost skoraj 10-krat večja od odpornosti steklenih vlaken brez alkalij, se pogosto uporablja pri proizvodnji vodoodpornih izdelkov. Poleg tega je zelo odporno na kisline in ima prevladujoč položaj pri proizvodnji in uporabi podzemnih cevovodov. Poleg zgoraj omenjenih bolj pogostih steklenih vlaken so znanstveniki razvili novo vrsto steklenih vlaken. Ker gre za izdelek brez bora, zadovoljuje človekova prizadevanja za varstvo okolja. V zadnjih letih je postala bolj priljubljena še ena vrsta steklenih vlaken, in sicer steklena vlakna z dvojno stekleno sestavo. Njihov obstoj lahko opazimo v trenutnih izdelkih iz steklene volne.
1.8 Identifikacija steklenih vlaken
Metoda razlikovanja steklenih vlaken je še posebej preprosta, in sicer steklena vlakna damo v vodo, segrevamo, dokler voda ne zavre, in jih pustimo stati 6-7 ur. Če ugotovimo, da sta smeri osnove in votka steklenih vlaken manj kompaktni, gre za visoko alkalna steklena vlakna. Glede na različne standarde obstaja veliko metod klasifikacije steklenih vlaken, ki so običajno razdeljena glede na dolžino in premer, sestavo in zmogljivost.
Kontaktirajte nas:
Telefonska številka: +8615823184699
Telefonska številka: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Čas objave: 22. junij 2022
