In senso lato, la nostra comprensione della fibra di vetro è sempre stata quella di un materiale inorganico non metallico, ma con l'approfondimento della ricerca, sappiamo che in realtà esistono molti tipi di fibre di vetro, che offrono prestazioni eccellenti e numerosi vantaggi eccezionali. Ad esempio, la loro resistenza meccanica è particolarmente elevata, così come la loro resistenza al calore e alla corrosione. È vero che nessun materiale è perfetto, e la fibra di vetro presenta anche dei difetti che non possono essere ignorati, ovvero la scarsa resistenza all'usura e la tendenza alla fragilità. Pertanto, nell'applicazione pratica, dobbiamo sfruttare i nostri punti di forza ed evitare i nostri punti deboli.
Le materie prime per la fibra di vetro sono facili da reperire, principalmente da vetro vecchio o da prodotti in vetro di scarto. La fibra di vetro è molto sottile e più di 20 monofilamenti di vetro insieme equivalgono allo spessore di un capello. La fibra di vetro può essere solitamente utilizzata come materiale di rinforzo nei materiali compositi. Grazie all'approfondimento della ricerca sulla fibra di vetro negli ultimi anni, essa svolge un ruolo sempre più importante nella nostra produzione e nella nostra vita. I prossimi articoli descrivono principalmente il processo di produzione e l'applicazione della fibra di vetro. Questo articolo introduce le proprietà, i componenti principali, le caratteristiche principali e la classificazione dei materiali della fibra di vetro. I prossimi articoli discuteranno il suo processo di produzione, le misure di sicurezza, l'uso principale, le misure di sicurezza, lo stato attuale del settore e le prospettive di sviluppo.
Iintroduzione
1.1 Proprietà della fibra di vetro
Un'altra eccellente caratteristica della fibra di vetro è la sua elevata resistenza alla trazione, che può raggiungere 6,9 g/giorno in condizioni standard e 5,8 g/giorno in condizioni umide. Queste eccellenti proprietà rendono la fibra di vetro spesso utilizzata universalmente come materiale di rinforzo. Ha una densità A di 2,54. La fibra di vetro è anche molto resistente al calore e mantiene le sue normali proprietà a 300 °C. La fibra di vetro è talvolta ampiamente utilizzata anche come materiale di isolamento termico e schermatura, grazie alle sue proprietà di isolamento elettrico e alla sua incapacità di corrodersi facilmente.
1.2 Ingredienti principali
La composizione della fibra di vetro è relativamente complessa. Generalmente, i componenti principali noti a tutti sono silice, ossido di magnesio, ossido di sodio, ossido di boro, ossido di alluminio, ossido di calcio e così via. Il diametro del monofilamento di fibra di vetro è di circa 10 micron, equivalente a 1/10 del diametro del capello. Ogni fascio di fibre è composto da migliaia di monofilamenti. Il processo di stiratura è leggermente diverso. Generalmente, il contenuto di silice nella fibra di vetro è compreso tra il 50% e il 65%. La resistenza alla trazione delle fibre di vetro con un contenuto di ossido di alluminio superiore al 20% è relativamente elevata, solitamente nelle fibre di vetro ad alta resistenza, mentre il contenuto di ossido di alluminio nelle fibre di vetro prive di alcali è generalmente di circa il 15%. Per ottenere un modulo elastico maggiore, è necessario assicurarsi che il contenuto di ossido di magnesio sia superiore al 10%. Grazie al contenuto di ossido ferrico nella fibra di vetro, la sua resistenza alla corrosione è stata migliorata in misura variabile.
1.3 Caratteristiche principali
1.3.1 Materie prime e applicazioni
Rispetto alle fibre inorganiche, le proprietà delle fibre di vetro sono superiori. Sono più difficili da infiammare, resistenti al calore, termoisolanti, più stabili e resistenti alla trazione. Tuttavia, sono fragili e hanno una scarsa resistenza all'usura. Utilizzate per realizzare plastiche rinforzate o per rinforzare la gomma, le fibre di vetro presentano le seguenti caratteristiche:
(1) La sua resistenza alla trazione è migliore rispetto ad altri materiali, ma l'allungamento è molto basso.
(2) Il coefficiente elastico è più adatto.
(3) Entro il limite elastico, la fibra di vetro può estendersi a lungo ed è molto resistente alla trazione, quindi può assorbire una grande quantità di energia in caso di impatto.
(4) Poiché la fibra di vetro è una fibra inorganica, presenta numerosi vantaggi, non è facile da bruciare e le sue proprietà chimiche sono relativamente stabili.
(5) Non è facile assorbire l'acqua.
(6) Resistente al calore e stabile in natura, non facile da reagire.
(7) La sua lavorabilità è molto buona e può essere trasformato in prodotti eccellenti in varie forme come fili, feltri, fasci e tessuti intrecciati.
(8) Può trasmettere luce.
(9) Poiché i materiali sono facili da reperire, il prezzo non è elevato.
(10) Ad alta temperatura, invece di bruciare, si scioglie in perle liquide.
1.4 Classificazione
Secondo diversi standard di classificazione, la fibra di vetro può essere suddivisa in diverse tipologie. In base a forma e lunghezza, può essere suddivisa in tre tipologie: fibre continue, fibre di cotone e fibre a lunghezza fissa. In base a diversi componenti, come il contenuto di alcali, può essere suddivisa in tre tipologie: fibra di vetro priva di alcali, fibra di vetro a medio contenuto di alcali e fibra di vetro ad alto contenuto di alcali.
1.5 Materie prime di produzione
Nella produzione industriale vera e propria, per produrre fibra di vetro, abbiamo bisogno di allumina, sabbia di quarzo, calcare, pirofillite, dolomite, carbonato di sodio, mirabilite, acido borico, fluorite, fibra di vetro macinata, ecc.
1.6 Metodo di produzione
I metodi di produzione industriale possono essere suddivisi in due categorie: il primo prevede la fusione iniziale delle fibre di vetro e la successiva produzione di prodotti in vetro sferici o a bastoncino con diametri inferiori. Successivamente, il materiale viene riscaldato e rifuso in diversi modi per ottenere fibre sottili con un diametro di 3-80 μm. L'altro tipo prevede anch'esso la fusione iniziale del vetro, ma produce fibre di vetro anziché a bastoncino o a sfera. Il campione viene quindi tirato attraverso una piastra in lega di platino utilizzando un metodo di trafilatura meccanica. I prodotti risultanti sono chiamati fibre continue. Se le fibre vengono tirate attraverso una rulliera, i prodotti risultanti sono chiamati fibre discontinue, note anche come fibre di vetro tagliate a misura, e fibre in fiocco.
1.7 Valutazione
In base alla diversa composizione, utilizzo e proprietà, la fibra di vetro viene suddivisa in diverse classi. Le fibre di vetro commercializzate a livello internazionale sono le seguenti:
1.7.1 Vetro elettronico
Si tratta di vetro borato, noto anche come vetro senza alcali nella vita quotidiana. Grazie ai suoi numerosi vantaggi, è il vetro più utilizzato. È attualmente il più diffuso, sebbene sia ampiamente utilizzato, ma presenta anche inevitabili difetti. Reagisce facilmente con i sali inorganici, quindi è difficile da conservare in un ambiente acido.
1.7.2 Vetro C
Nella produzione effettiva, viene anche chiamato vetro alcalino medio, che presenta proprietà chimiche relativamente stabili e una buona resistenza agli acidi. Il suo svantaggio è che la resistenza meccanica non è elevata e le prestazioni elettriche sono scarse. Luoghi diversi hanno standard diversi. Nell'industria nazionale della fibra di vetro, il vetro alcalino medio è privo di boro. Ma nell'industria estera della fibra di vetro, ciò che viene prodotto è vetro alcalino medio contenente boro. Non solo il contenuto è diverso, ma anche il ruolo svolto dal vetro alcalino medio in patria e all'estero è diverso. I materassini e le barre in fibra di vetro prodotte all'estero sono realizzati in vetro alcalino medio. Nella produzione, il vetro alcalino medio è attivo anche nell'asfalto. Nel mio paese, la ragione oggettiva è che è ampiamente utilizzato grazie al suo prezzo molto basso ed è utilizzato ovunque nel settore dei tessuti di rivestimento e dei tessuti filtranti.
1.7.3 Fibra di vetro Un vetro
Nella produzione viene anche chiamato vetro altamente alcalino, appartenente al vetro al silicato di sodio, ma a causa della sua resistenza all'acqua, in genere non viene prodotto come fibra di vetro.
1.7.4 Vetroresina D
Viene anche chiamato vetro dielettrico ed è generalmente la materia prima principale per le fibre di vetro dielettriche.
1.7.5 Fibra di vetro ad alta resistenza
La sua resistenza è 1/4 superiore a quella della fibra di vetro E, e il suo modulo elastico è superiore a quello della fibra di vetro E. Grazie ai suoi numerosi vantaggi, dovrebbe essere ampiamente utilizzato, ma a causa del suo costo elevato, attualmente è utilizzato solo in alcuni settori importanti, come l'industria militare, aerospaziale e così via.
1.7.5 Fibra di vetro AR
Chiamata anche fibra di vetro resistente agli alcali, è una fibra inorganica pura e viene utilizzata come materiale di rinforzo nel calcestruzzo rinforzato con fibre di vetro. In determinate condizioni, può persino sostituire l'acciaio e l'amianto.
1.7.6 Fibra di vetro E-CR
Si tratta di un vetro migliorato, privo di boro e alcali. Grazie alla sua resistenza all'acqua quasi 10 volte superiore a quella della fibra di vetro priva di alcali, è ampiamente utilizzato nella produzione di prodotti resistenti all'acqua. Inoltre, la sua resistenza agli acidi è molto elevata e occupa una posizione dominante nella produzione e nell'applicazione di condotte interrate. Oltre alle fibre di vetro più comuni sopra menzionate, gli scienziati hanno ora sviluppato un nuovo tipo di fibra di vetro. Essendo un prodotto privo di boro, soddisfa l'esigenza di tutela ambientale. Negli ultimi anni, un altro tipo di fibra di vetro ha acquisito maggiore popolarità, ovvero la fibra di vetro con doppia composizione di vetro. La sua presenza è riscontrabile negli attuali prodotti in lana di vetro.
1.8 Identificazione delle fibre di vetro
Il metodo per distinguere le fibre di vetro è particolarmente semplice: si immergono le fibre di vetro in acqua, si scalda fino a ebollizione e si lascia riposare per 6-7 ore. Se si nota che le direzioni di ordito e trama delle fibre di vetro diventano meno compatte, si tratta di fibre di vetro altamente alcaline. Esistono diversi metodi di classificazione delle fibre di vetro, che si dividono generalmente in base a lunghezza e diametro, composizione e prestazioni.
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Data di pubblicazione: 22 giugno 2022
