Стекловолокно было изобретено Рене Фершо де Реомюром. Крупномасштабное производство стекловолокна началось в конце XVIII века. До 1935 года он оставался забытым композитным материалом, и только после того, как стекловолокно было превращено в пряжу, он приобрел популярность. Стеклопластик впервые был использован в авиационной промышленности в качестве композиционного материала. С тех пор он был использован во многих видах деятельности.
Стекловолокно было названо так потому, что оно сделано из стекла – того же стекла, которое используется для изготовления окон и посуды. Для производства стекловолокна используется расплавленное стекло, которое продавливается через отверстия с очень тонким в диаметром. Нити стекла, которые получаются, чрезвычайно тонкие и могут быть использованы для производства тканей и материалов, которые используются в звукоизоляции и изоляции.
Сегодня стеклопластиковое волокно или стекловолокно используется в производстве целого ряда изделий, начиная от автомобилей и заканчивая самолетами, гидромассажными ваннами и душевыми кабинами. Стекловолокно более гибкое и менее дорогое, чем углеродное волокно. Оно также отличается тем, что прочнее многих металлов. Оно легкое и очень податливое, а это значит, что его можно легко формовать в различные формы.
Стекловолокно полностью захватило рынок по очевидным причинам. Если вы хотите знать, что именно такое стекловолокно и почему оно доминирует в отрасли, вы можете прочитать дальше, чтобы узнать все, что известно о стекловолокне.
Свойство стеклопластика
Стекловолокно является самым популярным армирующим полимером благодаря своему комплексу свойств. Как мы уже говорили ранее, стекловолокно используется во многих различных отраслях промышленности. Давайте посмотрим на его свойства.
Механическая Прочность
Удельное сопротивление стекловолокна больше, чем у Стали, что делает его высокоэффективным армирующим материалом.
Электрические Характеристики
Стекловолокно обладает хорошей электрической изоляцией даже тогда, когда его толщина невероятно мала.
Стабильность Размеров
Одним из лучших свойств стекловолокна является то, что оно не чувствительно к изменениям гигрометрии и температуры. Коэффициент линейного расширения довольно низок.
Теплопроводность
Теплопроводность стекловолокна низкая, что делает его очень полезным материалом в строительной отрасли.
Негорючесть
Еще одной особенностью, которая делает стекловолокно популярным материалом для использования, является его минеральный состав. Поскольку это минеральный материал, он не горюч, а это значит, что он не поддерживает и не распространяет пламя. Он не выделяет токсичных веществ или дыма даже при воздействии высокой температуры.
Совместимость с органическими материалами
Он обладает способностью сочетаться с рядом минеральных веществ, таких как цемент, а также с многочисленными синтетическими смолами.
Долговечность
Стеклопластик-очень прочный материал, так как он не гниет. Он не подвержен воздействию насекомых или грызунов. Это обеспечивает структурную целостность и долговечность конструкций, построенных с использованием стекловолокна.
Диэлектрическая Проницаемость
Стеклопластик является диэлектрически проницаемым материалом.
Основной состав стеклопластика
Существует много типов стекловолокна для специфического применения . Различные типы стекловолокна имеют различные составы, которые имеют различные характеристики.
Основной состав всех видов стеклопластика одинаков, за исключением нескольких видов сырья. Количество всех исходных материалов в каждом типе стекловолокна различно, что придает каждому типу уникальный набор свойств.
Основное сырье, которое используется в производстве стекловолокна, включает кварцевый песок, кальцинированную соду и известняк. Другие ингредиенты включают буру, кальцинированный глинозем, Магнезит, каолиновую глину, полевой шпат и т. д. Кварцевый песок-это стеклообразователь, а кальцинированная сода и известняк снижают температуру плавления. Другие ингредиенты способствуют улучшению различных свойств. Например, бура повышает химическую стойкость.
Виды стеклопластиков на основе их свойств
Как уже говорилось выше, существует много видов стеклопластика в зависимости от состава. Основные типы стекловолокна будут перечислены ниже:
1. A-Стекловолокно (A-glass)
A-glass также известен как щелочное стекло или содово-известковое стекло. Это наиболее часто доступный тип стекловолокна. Около 90% стекла - это щелочное стекло. Это самый распространенный тип, который используется при производстве стеклянной тары, такой как банки и бутылки для пищевых продуктов и напитков, а также оконные стекла. Иногда, формы для выпечки, которые вы используете, сделаны из закаленного натриево-известкового стекла.
Натриево-известковое стекло химически устойчиво, относительно недорого, чрезвычайно обрабатываемо и довольно твердо. Его можно многократно переплавлять и размягчать, поэтому стеклопластик типа А-стекло является идеальным типом стекла для вторичной переработки .
Сырье, используемое для изготовления а-стекловолокна
Основные материалы, которые используются для изготовления а-стекла, включают в себя:
- Сода (карбонат натрия)
- Лайм
- Кремнезем (диоксид кремния)
- Доломит
- Глинозем (оксид алюминия)
- Мелющие агенты, такие как хлорид натрия и сульфат натрия
2. C-Стекловолокно
C-стекло или химическое стекло показывает самую высокую устойчивость к химическому воздействию. Он обеспечивает структурное равновесие в агрессивных средах. Это свойство обусловлено наличием большого количества боросиликата кальция. Значение рН химических веществ, которые используются при изготовлении стеклопластика типа А-стекло, обеспечивает достаточно высокую стойкость стеклопластика этого типа независимо от окружающей среды (кислой или щелочной).
С-стекло используется в наружном слое ламината в виде поверхностной ткани для труб и резервуаров, которые удерживают воду и химикаты.
3. D-Стекловолокно
D-стекло-это тип стекловолокна, который известен своей низкой диэлектрической проницаемостью, что связано с присутствием в его составе триоксида Бора. Благодаря этой характеристике D-glass является идеальным типом стекловолокна для использования в оптических кабелях. D-стекло также содержит боросиликат, который придает этому типу стекловолокна чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения. Благодаря этим свойствам D-стекло часто используется в электроприборах и кухонной посуде.
4. E-Стекловолокно
Электронное стекло более широко известно как электрическое стекло. Это легкий композитный материал, который используется в аэрокосмической, морской и других видах промышленности. Стеклоткань E-glass - это отраслевой стандарт, обеспечивающий баланс между производительностью и стоимостью, что делает его наиболее часто используемым.
Сырье, используемое для производства электронного стекловолокна
Е-стекло-это щелочное стекло. Сырьем, которое используется при производстве стеклопластика E-glass, являются:
- Кремнезем (двуокись кремния)
- Глинозем (оксид алюминия)
- Оксид кальция
- Оксид магния
- Триоксид Бора
- Оксид натрия
- Оксид калия
Свойства волокна е-стекла
Ключевыми свойствами, которые делают E-glass популярным типом стекловолокна, являются:
- Низкая стоимость
- Высокая прочность
- Низкая плотность
- Высокая жесткость
- Устойчивость к нагреву
- Невоспламеняемость
- Хорошая устойчивость к химическим веществам
- Относительно нечувствительный к влаге
- Хорошая электрическая изоляция
- Способность поддерживать прочность в различных условиях
Применения волокна е-стекла
E-стекло изначально использовалось электрической отрасли, но сейчас оно используется в во многих отраслях. Это привело к производству стеклопластика в сочетании с термореактивными смолами. Листы и панели из стеклопластика достаточно широко используются практически во всех промышленных зонах. Он защищает структурную целостность от любого механического воздействия.
5. Стекловолокно Advantex
Стекло Advantex-это новый промышленный стандарт, который сочетает в себе механические и электрические свойства электронного стекла с кислотной коррозионной стойкостью стекловолокна типа ECR. Этот тип стеклопластика соответствует стандартам кислотной коррозионной стойкости стекла ECR по стоимости, которая аналогична E-glass. Стеклоткань Advantex имеет более высокую температуру плавления, что дает возможность ее использования при больших тепловых колебаниях.
Стекловолокно Advantex содержит оксид кальция в больших количествах, как и стекловолокно ECR. Он используется в тех случаях, когда конструкции более подвержены коррозии. Кроме того, этот тип стекловолокна широко используется в нефтяной, газовой и горнодобывающей промышленности, на электростанциях и в судостроении (канализационные системы и системы канализации).
6. стекловолокно ECR
Стекловолокно ECR также называют электронным стекловолокном. Он обладает высокой механической прочностью, хорошей гидроизоляцией, а также устойчивостью к щелочной и кислотной коррозии. Самое большое преимущество ECR glass перед другими видами стекловолокна заключается в том, что его способ изготовления является экологически чистым.
Стекло ECR имеет более высокую термостойкость, лучшие механические свойства, более низкую электрическую утечку, лучшую гидроизоляцию и более высокое поверхностное сопротивление по сравнению с электронным стеклом. ECR-волокно используется при изготовлении прозрачных стеклопластиковых панелей. Он изготовлен из алюмосиликатов кальция, которые обеспечивают его прочность, стойкость к кислотной коррозии и электропроводность, что делает его пригодным для применения там, где эти свойства необходимы.
Срок службы ECR-стекла более длительный. Это более прочный тип стекловолокна из-за его превосходной стойкости к воде, кислоте и щелочам.
7. AR-Стекловолокно
AR-стекло или щелочестойкое стекло было разработано специально для использования в бетоне. Его состав был разработан специально с цирконием на оптимальном уровне. Добавление циркония-это то, что делает этот тип стекловолокна пригодным для использования в бетоне.
AR-стекло предотвращает растрескивание бетона, обеспечивая прочность и гибкость. AR-стекло трудно растворить в воде, и на него не влияют изменения рН. Кроме того, его можно легко добавлять в бетонные и стальные смеси.
AR-стекловолокно используется в различных материалах для армирования бетона и строительных растворов. Он обладает высоким модулем упругости и прочностью на растяжение. Более того, в отличие от Стали, оно не ржавеет.
8. R-стекло, S-стекло или T-Стекловолокно
R-Glass, S-Glass и T-glass являются торговыми названиями для одного и того же типа стекловолокна. Они имеют большую прочность на растяжение и модуль по сравнению со волокнами е-стекла. Смачивающие свойства и кислотная прочность этого типа стекловолокна также выше. Эти свойства получены путем уменьшения диаметра нити.
Этот тип стекловолокна разрабатывается для оборонной и аэрокосмической промышленности. Он также используется при создании жесткой баллистической брони. Объем производства этого вида стеклопластика ниже, а значит, и его себестоимость относительно выше. Объем производства невелик, поскольку этот тип стеклопластика является высокоэффективным и используется только в определенных отраслях промышленности.
9. S2-Стекловолокно
S2-стекловолокно-это самый высокоэффективный тип стекловолокна, который доступен. S2-стекло имеет более высокий уровень кремнезема в своем составе по сравнению с другими видами стекловолокна. В результате он обладает улучшенными свойствами, лучшими весовыми характеристиками, высокой термостойкостью, высокой прочностью на сжатие и улучшенной ударопрочностью. Прежде всего, S2-glass более экономичен.
Прочность на растяжение S2-стекла примерно на 85% больше, чем у обычного стекловолокна. Это обеспечивает стабильную высокую производительность и долговечность. Он обладает лучшей прочностью волокон и модулем сопротивления, что обеспечивает улучшенные ударные характеристики готовых деталей, а также более высокую устойчивость к повреждениям и долговечность композита. Он обеспечивает примерно на 25% большую линейную упругую Жесткость и демонстрирует отличную устойчивость к повреждениям.
S2-стекловолокно в основном используется в композитной и текстильной промышленности благодаря своим физическим свойствам, которые лучше, чем у обычных видов стекловолокна.
10. М-Стекловолокно
М-стекловолокно имеет в своем составе бериллий. Этот элемент придает стеклопластику дополнительную эластичность.
11. Z-Стекловолокно
Z-стекло применяется во многих отраслях промышленности, в том числе в арматурной промышленности бетона, в которой оно используется для создания изделий, которые выглядят прозрачными. Он также используется для создания волокон 3D-принтера. С высоким сопротивлением механических, ультрафиолетовых, кислоты, щелочи, соли, царапин, износостойкости и температуры, волокно Z-стекла один из самых прочных и самых надежных типов стеклоткани.