1. Che cos'è la fibra di vetro?
Fibre di vetrosono ampiamente utilizzati a causa del loro rapporto costo-efficacia e buone proprietà, principalmente nel settore dei compositi. Già nel 18 ° secolo, gli europei si resero conto che il vetro poteva essere girato in fibre per la tessitura. La bara dell'imperatore francese Napoleone aveva già tessuti decorativifibra di vetro. Le fibre di vetro hanno sia filamenti che fibre corte o floc. I filamenti di vetro sono comunemente usati in materiali compositi, prodotti in gomma, nastri trasportatori, teloni, ecc. Le fibre corte sono utilizzate principalmente in feltri non tessuti, materie plastiche ingegneristiche e materiali compositi.
Le interessanti proprietà fisiche e meccaniche della fibra di vetro, facilità di fabbricazione e basso costo rispetto afibra di carbonioRendilo il materiale preferito per applicazioni composite ad alte prestazioni. Le fibre di vetro sono composte da ossidi di silice. Le fibre di vetro hanno eccellenti proprietà meccaniche come essere meno fragili, alta resistenza, bassa rigidità e peso leggero.
I polimeri rinforzati in fibra di vetro sono costituiti da una grande classe di diverse forme di fibre di vetro, come fibre longitudinali, fibre tritate, tappetini intrecciati etappetini tritati, e vengono utilizzati per migliorare le proprietà meccaniche e tribologiche dei compositi polimerici. Le fibre di vetro possono ottenere elevati rapporti iniziali, ma la fragilità può causare la rottura delle fibre durante la lavorazione.
1. Le caratteristiche della fibra di vetro
Le caratteristiche principali della fibra di vetro includono i seguenti aspetti:
Non facile da assorbire l'acqua:La fibra di vetro è idroelettrica e non è adatta per i vestiti, perché il sudore non verrà assorbito, facendo sentire bagnato chi lo indossa; Poiché il materiale non è influenzato dall'acqua, non si restringerà
Inelasticità:A causa della mancanza di elasticità, il tessuto ha un piccolo allungamento e recupero intrinseci. Pertanto, hanno bisogno di un trattamento superficiale per resistere alle rughe.
Alta resistenza:La fibra di vetro è estremamente forte, quasi forte di Kevlar. Tuttavia, quando le fibre si strofinano l'una contro l'altra, si rompono e causano un aspetto arruffato del tessuto.
Isolamento:In forma di fibra corta, la fibra di vetro è un eccellente isolante.
Drapabilità:Le fibre si drappeggiano bene, rendendole ideali per le tende.
Resistenza al calore:Le fibre di vetro hanno un'elevata resistenza al calore, possono resistere a temperature fino a 315 ° C, non sono influenzate dalla luce solare, candeggono, batteri, muffe, insetti o alcali.
Suscettibile:Le fibre di vetro sono colpite da acido idrofluorico e acido fosforico caldo. Poiché la fibra è un prodotto a base di vetro, alcune fibre di vetro grezzo dovrebbero essere gestite con cura, come i materiali di isolamento domestico, perché le estremità della fibra sono fragili e possono perforare la pelle, quindi i guanti dovrebbero essere indossati quando si maneggiano la fibra di vetro.
3. Processo di produzione di fibra di vetro
Fibra di vetroè una fibra non metallica che è attualmente ampiamente utilizzata come materiale industriale. In generale, le materie prime di base della fibra di vetro includono vari minerali naturali e sostanze chimiche artificiali, i componenti principali sono sabbia di silice, calcare e cenere di soda.
La sabbia di silice funge da ex vetro, mentre la cenere di soda e il calcare aiutano a ridurre la temperatura di fusione. Il basso coefficiente di espansione termica combinata con bassa conduttività termica rispetto all'amianto e alle fibre organiche rende la fibra di vetro un materiale dimensionalmente stabile che dissipa rapidamente il calore.
Fibre di vetrosono prodotti dalla fusione diretta, che prevede processi come composto, fusione, rotazione, rivestimento, asciugatura e imballaggio. Il lotto è lo stato iniziale della produzione di vetro, in cui le quantità di materiale vengono accuratamente miscelate e quindi la miscela viene inviata in un forno per lo scioglimento ad alta temperatura di 1400 ° C. Questa temperatura è sufficiente per convertire la sabbia e altri ingredienti in uno stato fuso; Il vetro fuso scorre quindi nel raffinatore e la temperatura scende a 1370 ° C.
Durante la rotazione delle fibre di vetro, il vetro fuso scorre attraverso una manica con fori molto fini. La piastra di rivestimento è riscaldata elettronicamente e la sua temperatura è controllata per mantenere una viscosità costante. Un getto d'acqua è stato usato per raffreddare il filamento mentre usciva dalla manica a una temperatura di circa 1204 ° C.
Il flusso estruso di vetro fuso viene disegnato meccanicamente in filamenti con diametri che vanno da 4 μm a 34 μm. La tensione viene fornita utilizzando un avvolgitore ad alta velocità e il vetro fuso viene disegnato in filamenti. Nella fase finale, i rivestimenti chimici di lubrificanti, leganti e agenti di accoppiamento vengono applicati ai filamenti. La lubrificazione aiuta a proteggere i filamenti dall'abrasione mentre vengono raccolti e feriti in pacchetti. Dopo il dimensionamento, le fibre vengono essiccate in un forno; I filamenti sono quindi pronti per ulteriori elaborazioni in fibre tritate, rotti o filati.
4.L'applicazione della fibra di vetro
Fibra di vetro è un materiale inorganico che non brucia e mantiene circa il 25% della sua resistenza iniziale a 540 ° C. La maggior parte dei prodotti chimici ha scarso effetto sulle fibre di vetro. La fibra di vetro inorganica non si modellerà o si deteriora. Le fibre di vetro sono influenzate da acido idrofluorico, acido fosforico caldo e forti sostanze alcaline.
È un eccellente materiale isolante elettrico.Tessuti in fibra di vetroAvere proprietà come un basso assorbimento di umidità, alta resistenza, resistenza al calore e costante dielettrica bassa, rendendoli rinforzi ideali per circuiti stampati e vernici isolanti.
L'elevato rapporto resistenza-peso della fibra di vetro lo rende un materiale eccellente per applicazioni che richiedono un peso elevato e un peso minimo. In forma tessile, questa forza può essere unidirezionale o bidirezionale, consentendo la flessibilità nella progettazione e sui costi per una vasta gamma di applicazioni nel mercato automobilistico, costruzione civile, merci sportive, aerospaziale, marine, elettronica, casa e energia eolica.
Sono anche utilizzati nella produzione di compositi strutturali, circuiti stampati e vari prodotti per uso speciale. La produzione annuale in fibra di vetro al mondo è di circa 4,5 milioni di tonnellate e i principali produttori sono la Cina (quota di mercato del 60%), gli Stati Uniti e l'Unione europea.
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