1. Sợi thủy tinh
Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí
Cho vật liệu composite thông thường được gia cố bằng sợi thủy tinh, nhìn
thấy sợi thủy tinh .
Bó sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh ( cũng đánh vần sợi thủy tinh ) là một vật liệu bao gồm rất
nhiều rất tốt sợicủa kính .
Glassmakers trong suốt lịch sử đã thử nghiệm với sợi thủy tinh, nhưng sản
xuất khối lượng của sợi thủy tinh chỉ có thể được thực hiện với sự phát minh
ra tốt hơn máy công cụ. Năm 1893, Edward Drummond Libbey trưng bày
một trang phục ở Colombia Triển lãm thế giớikết hợp với sợi thủy tinh
với đường kính và kết cấu của lụa sợi. Này lần đầu tiên được mặc bởi nữ
diễn viên sân khấu nổi tiếng của thời gian Georgia Cayvan . Sợi thủy tinh
cũng có thể xảy ra một cách tự nhiên, như tóc của Pele .
Bông thuỷ tinh , mà thường được gọi là "sợi thủy tinh" ngày hôm nay, tuy
nhiên, được phát minh vào năm 1938 bởi Russell Games Slayter của Owens

2. Corning- như một loại vật liệu được sử dụng như vật liệu cách nhiệt . Nó
được bán trên thị trường dưới tên thương mại sợi thủy tinh, mà đã trở thành
một thương hiệu genericized .
Sợi thủy tinh thường được sử dụng như một vật liệu cách điện. Nó cũng
được sử dụng như một chất tăng cường cho nhiều polymer sản phẩm; để tạo
thành một rất mạnh mẽ và ánh sáng cốt sợi polyme (FRP) vật liệu
composite được gọi là nhựa thủy tinh gia cố (GRP), thường được gọi là "sợi
thủy tinh". Sợi thủy tinh có tính chất gần tương đương với các loại sợi khác
như polyme và sợi carbon . Mặc dù không phải là mạnh mẽ hay cứng nhắc
như sợi carbon, nó rẻ hơn nhiều và ít hơn đáng kể giòn.
Nội dung
[ Ẩn ]
 1 hình thành sợi
 2 Hóa học
 3 thuộc tính
o 3.1 nhiệt
o 3.2 kéo
 4 quy trình sản xuất
o 4.1 nóng chảy
o 4.2 Hình thành
o 4,3 quá trình sợi liên tục
o 4,4 quá trình xơ staple
 5 an toàn
 6 nhựa thủy tinh gia cố
 7 Sử dụng
 8 Vai trò của tái chế trong sản xuất sợi thủy tinh
 9 Xem thêm
 10 Ghi chú và tham khảo
 11 Liên kết ngoài
Hình thành sợi [ sửa ]
Sợi thủy tinh được hình thành khi các sợi mỏng silica dựa trên hoặc thủy
tinh xây dựng khác được đùn thành nhiều sợi có đường kính nhỏ phù hợp

3. cho dệt may , chế biến. Kỹ thuật nhiệt và kính vẽ thành sợi tốt đã được biết
đến thiên niên kỷ, tuy nhiên, việc sử dụng các sợi dệt cho các ứng dụng là
gần đây. Cho đến thời điểm này, tất cả các sợi thủy tinh đã được sản xuất
như lương thực (có nghĩa là, các cụm có độ dài ngắn của sợi). Sản xuất
thương mại đầu tiên của sợi thủy tinh là vào năm 1936. Năm 1938, Công ty
Thủy tinh Owens-Illinois và Corning Glass Works tham gia để tạo thành sợi
thủy tinh Công ty Owens-Corning . Khi hai công ty tham gia sản xuất và
thúc đẩy sợi thủy tinh, họ giới thiệu liên tục filament sợi thủy
tinh. [ 1 ]
Owens-Corning vẫn là nhà sản xuất sợi thủy tinh lớn trong thị
trường hiện nay. [ 2 ]
Các loại sợi thủy tinh thường được sử dụng chủ yếu là E-thủy tinh (alumino-
thủy tinh borosilicate với ít hơn 1% w / w oxit kiềm, sử dụng chủ yếu cho
nhựa thủy tinh gia cố), nhưng cũng A-thủy tinh (thủy tinh kiềm vôi với rất ít
hoặc không có oxit bo), E-CR-thủy tinh (silicat alumino-vôi với ít hơn 1% w
/ w oxit kiềm, có sức đề kháng axit cao), C-thủy tinh (thủy tinh kiềm vôi với
nội dung oxit bo cao, được sử dụng ví dụ cho sợi thủy tinh chủ yếu), D-thủy
tinh (thủy tinh borosilicate với hằng số điện môi thấp), R-thủy tinh (alumino
silicat thủy tinh mà không có MgO và CaO với các yêu cầu cơ học cao), và
S-thủy tinh (alumino silicat thủy tinh mà không CaO nhưng với hàm lượng
MgO cao có độ bền kéo cao). [ 3 ]
Hóa học [ sửa ]
Cơ sở dệt sợi thủy tinh cấp là silica , SiO 2 . Ở dạng tinh khiết của nó tồn tại
như một polymer , (SiO 2 ) n . Nó không có đúng điểm nóng chảy nhưng làm
mềm lên đến 1200 ° C, nơi nó bắt đầu suy giảm . Ở 1713 ° C, hầu hết
các phân tử có thể di chuyển một cách tự do. Nếu kính là ép đùn và nhanh
chóng làm lạnh ở nhiệt độ này, nó sẽ không thể để tạo thành một cấu trúc
lệnh. [ 4 ]
Trong polymer nó tạo SiO 4 nhóm được cấu hình như một tứ diện
với silicon nguyên tử ở trung tâm, và bốn oxy nguyên tử ở các góc. Các
nguyên tử sau đó hình thành một mạng lưới ngoại quan ở các góc bằng cách
chia sẻ oxy nguyên tử.
Thủy tinh thể và tinh thể trạng thái của silica (thủy tinh và thạch anh ) có
mức năng lượng tương tự như trên cơ sở phân tử, cũng ngụ ý rằng các hình
thức thủy tinh là cực kỳ ổn định. Để tạo ra tinh , nó phải được đun nóng đến
nhiệt độ trên 1200 ° C trong thời gian dài của thời gian. [ 1 ]

4. Cấu trúc phân tử của thủy tinh
Mặc dù silica tinh khiết là một ly hoàn toàn khả thi và sợi thủy tinh, nó phải
được làm việc với ở nhiệt độ rất cao, đó là một nhược điểm trừ khi tính chất
hóa học cụ thể của nó là cần thiết.Nó là bình thường để giới thiệu các tạp
chất vào thủy tinh ở dạng vật liệu khác để giảm nhiệt độ làm việc của
nó. Các tài liệu này cũng truyền đạt các tài sản khác khác nhau để kính có
thể mang lại lợi ích trong các ứng dụng khác nhau. Loại đầu tiên của thủy
tinh được sử dụng cho sợi là soda chanh thủy tinh hoặc một ly. Nó không
phải là khả năng chống kiềm. Một loại mới, E-thủy tinh, được thành lập, đây
là một kính alumino-borosilicate đó là kiềm . miễn phí (<2%)[ 5 ]
Đây là loại
thủy tinh đầu tiên được sử dụng để liên tục sợi hình thành. E-thủy tinh vẫn
chiếm hầu hết các sản xuất sợi thủy tinh trên thế giới. Các thành phần cụ thể
của nó có thể khác nhau đôi chút trong tỷ lệ phần trăm, nhưng phải nằm
trong một phạm vi cụ thể. Các thư điện tử được sử dụng bởi vì nó đã được
ban cho điện ứng dụng. S-kính là một công thức có độ bền cao để sử dụng
khi độ bền kéo là tài sản quan trọng nhất. C-thủy tinh đã được phát triển để
chống lại cuộc tấn công từ hóa chất, chủ yếu là axit phá hủy E-thủy
tinh. [ 5 ]
T-kính là một biến thể Bắc Mỹ của C-thủy tinh. A-thủy tinh là một
thuật ngữ cho ngành công nghiệpcullet thủy tinh, chai thường, làm thành
sợi. AR-kính là kính kháng kiềm. Hầu hết các sợi thủy tinh đã hạn chế khả
năng hòa tan trong nước nhưng rất phụ thuộc vào pH . Chloride ion cũng sẽ
tấn công và hòa tan bề mặt E-thủy tinh.
E-thủy tinh không thực sự tan chảy, nhưng làm mềm thay vào đó, điểm làm
mềm được "nhiệt độ mà tại đó một 0,55-0,77 mm đường kính sợi dài 235
mm, dài ra dưới sức nặng của nó tại 1 mm / phút khi bị đình chỉ theo chiều
dọc và nước nóng ở mức 5 ° C trong một phút ". [ 6 ]
Điểm căng thẳng đạt

5. được khi kính có độ nhớt 10 14,5
tư thế đĩnh đạc . Các ủ điểm, đó là nhiệt độ
nơi những căng thẳng nội bộ được giảm đến một giới hạn thương mại chấp
nhận được trong 15 phút, được đánh dấu bằng một độ nhớt 10 13
tư thế đĩnh
đạc. [ 6 ]
Tính [ sửa ]
Nhiệt [ sửa ]
Sợi thủy tinh là chất cách điện nhiệt hữu ích vì tỷ lệ cao của họ về diện tích
bề mặt để cân. Tuy nhiên, diện tích bề mặt tăng lên làm cho họ nhiều hơn
nữa dễ bị tấn công hóa học. Bằng cách giữ không khí bên trong chúng, khối
sợi thủy tinh làm cho tốt cách nhiệt , với độ dẫn nhiệt của thứ tự là 0,05 W /
(m · K ). [ 7 ]
Căng [ sửa ]
Loại sợi
Độ bền
kéo
(MPa) [ 8 ]
Cường độ
nén
(MPa)
Mật độ
(g /
cm 3
)
Giãn nở
nhiệt
mm / (m · °
C)
Làm mềm
T
(° C)
Giá
$ /
kg
E-thủy
tinh
3445 1080 2,58 5.4 846 ~ 2
S-2 kính 4890 1600 2.46 2.9 1056 ~ 20
Sức mạnh của thủy tinh thường được kiểm tra và báo cáo cho "trinh nữ"
hoặc sợi-những nguyên sơ có chỉ được sản xuất. Sự tươi mới nhất, sợi mỏng
nhất có thể là mạnh bởi vì các sợi mỏng hơn là mềm hơn. Càng bề mặt bị
trầy xước, ít kết quả có độ bền . [ 5 ]
Bởi vì kính có vô định hình cấu trúc, tính
chất của nó là như nhau dọc theo sợi và trên sợi. [ 4 ]
Độ ẩm là một yếu tố
quan trọng trong sức bền. Độ ẩm có thể dễ dàng hấp thụ và có thể làm trầm
trọng thêm các vết nứt nhỏ và các khuyết tật bề mặt và giảm bớt sự kiên trì.
Trái ngược với sợi carbon , thủy tinh có thể trải qua kéo dài hơn trước khi nó
phá vỡ. [ 4 ]
Có một mối tương quan giữa uốn đường kính của sợi và đường
kính sợi. [ 9 ]
Độ nhớt của thủy tinh nóng chảy là rất quan trọng để sản xuất

6. thành công. Trong bản vẽ (kéo của kính để giảm chu vi sợi), độ nhớt phải
tương đối thấp. Nếu nó quá cao, các chất xơ sẽ phá vỡ trong quá trình
vẽ. Tuy nhiên, nếu nó là quá thấp, thủy tinh sẽ hình thành các giọt nhỏ hơn
là vẽ ra thành sợi.
Quy trình sản xuất [ sửa ]
Tan chảy [ sửa ]
Có hai loại chính của sản xuất sợi thủy tinh và hai loại chính của sản phẩm
sợi thủy tinh. Đầu tiên, chất xơ được thực hiện hoặc từ một quá trình tan
chảy trực tiếp hoặc đá cẩm thạch quá trình remelt. Cả hai bắt đầu với các
nguyên liệu ở thể rắn. Các vật liệu được pha trộn với nhau và tan chảy trong
một lò . Sau đó, cho quá trình bằng đá cẩm thạch, vật liệu nóng chảy
được sheared và cuộn lại thành bi được làm lạnh và đóng gói. Các viên bi
được đưa đến cơ sở sản xuất sợi, nơi họ được đưa vào một thể và
remelted. Kính nóng chảy được đùn cho ống lót được thành lập vào
sợi. Trong quá trình tan chảy trực tiếp, thủy tinh nóng chảy trong lò đi trực
tiếp vào ống lót cho sự hình thành. [ 6 ]
Hình [ sửa ]
Các ống lót tấm là phần quan trọng nhất của máy sản xuất sợi. Đây là một lò
nhỏ bằng kim loại có chứa phun cho các chất xơ được hình thành thông
qua. Nó gần như luôn luôn làm bằng bạch kim hợp kim với rhodium cho độ
bền. Platinum được sử dụng bởi vì thuỷ tinh nóng chảy có ái lực tự nhiên
để làm ướt nó. Khi ống lót lần đầu tiên được sử dụng họ 100% bạch kim, và
kính ướt các ống lót một cách dễ dàng mà nó chạy dưới tấm sau khi thoát
khỏi các vòi phun và tích lũy ở mặt dưới. Ngoài ra, do chi phí của nó và xu
hướng để mặc, bạch kim đã được hợp kim với rhodium. Trong quá trình tan
chảy trực tiếp, ống lót phục vụ như là một nhà sưu tập cho thủy tinh nóng
chảy. Nó được làm nóng một chút để giữ cho thủy tinh ở nhiệt độ chính xác
cho sự hình thành sợi. Trong quá trình tan chảy đá cẩm thạch, các ống lót
hoạt động giống như một lò như nó tan chảy hơn của vật liệu. [ 1 ]
Ống lót là những chi phí lớn trong sản xuất sợi thủy tinh. Thiết kế vòi phun
cũng rất quan trọng. Số lượng vòi phun khoảng 200-4000 trong bội số của
200. Một phần quan trọng của các vòi phun trong sản xuất dây tóc liên tục là
độ dày của bức tường trong khu vực xuất cảnh. Có thể thấy rằng chèn

7. một counterbore đây giảm ướt. Hôm nay, các đầu phun được thiết kế để có
độ dày tối thiểu ở lối ra.Như thủy tinh chảy qua vòi phun, nó tạo thành một
giọt mà bị đình chỉ kết thúc. Như nó rơi, nó để lại một sợi kèm theo
các khum đến vòi miễn là độ nhớt là trong phạm vi chính xác cho sự hình
thành sợi. Nhỏ hơn vòng tròn của các vòi phun và mỏng hơn bức tường ở lối
ra, nhanh hơn sự sụt giảm sẽ hình thành và biến mất, và thấp hơn xu hướng
của nó để làm ướt phần theo chiều dọc của vòi phun.[ 1 ]
Các sức căng bề mặt
của kính là những gì ảnh hưởng đến sự hình thành của khum. Đối với E-ly
nó phải là khoảng 400 mN / m.[ 5 ]
Sự suy giảm (vẽ) tốc độ là quan trọng trong thiết kế vòi phun. Mặc dù làm
chậm tốc độ này có thể làm cho sợi thô, nó là không kinh tế để chạy ở tốc độ
mà các đầu phun không được thiết kế. [ 1 ]
Quá trình sợi liên tục [ sửa ]
Trong quá trình dây tóc liên tục, sau khi sợi được rút ra, một kích
thước được áp dụng. Kích thước này giúp bảo vệ các sợi vì nó là vết thương
trên một cuộn. Kích thước đặc biệt áp dụng liên quan đến sử dụng cuối
cùng. Trong khi một số kích thước được chế biến viện trợ, những người
khác làm cho các sợi có ái lực với một loại nhựa nhất định, nếu các chất xơ
được sử dụng trong một hỗn hợp.[ 6 ]
Kích thước thường được thêm vào 0,5-
2,0% trọng lượng. Quanh co sau đó diễn ra tại khoảng 1000 m / phút. [ 4 ]
Quá trình xơ staple [ sửa ]
Sản xuất sợi xơ ngắn, có một số cách để sản xuất sợi. Thủy tinh có thể được
thổi hay thổi với nhiệt và hơi nước sau khi thoát khỏi máy hình. Thông
thường các sợi được làm thành một số loại mat. Quá trình phổ biến nhất
được sử dụng là quá trình quay. Ở đây, thủy tinh vào một vòng quay luân
phiên, và do lực ly tâm được ném ra theo chiều ngang. Các máy bay phản
lực không khí đẩy nó xuống theo chiều dọc, và chất kết dính được áp
dụng. Sau đó, mat được hút chân không định một màn hình và các chất kết
dính được chữa khỏi trong lò nướng. [ 10 ]
An toàn [ sửa ]
Sợi thủy tinh đã tăng phổ biến kể từ khi phát hiện ra rằng amiăng gây ung
thư và loại bỏ tiếp theo của mình với hầu hết các sản phẩm.Tuy nhiên, sự an
toàn của sợi thủy tinh cũng đang được đặt ra câu hỏi, như nghiên cứu cho

8. thấy thành phần của vật liệu này (amiăng và sợi thủy tinh là cả hai sợi
silicat) có thể gây ra độc tính tương tự như amiăng. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Năm 1970 nghiên cứu trên chuột cho thấy thủy tinh sợi dưới
3 micromet đường kính lớn hơn 20 micromet chiều dài là một "chất gây ung
thư mạnh". [ 11 ]
Tương tự như vậy, các Cơ quan Nghiên cứu Quốc tế về Ung
thư tìm thấy nó "hợp lý có thể được dự đoán là một chất gây ung thư "năm
1990. Các Hội nghị của Chính phủ Vệ Sinh Công Nghiệp Mỹ , mặt khác, nói
rằng không có đủ bằng chứng, và sợi thủy tinh là trong nhóm A4: "Không
được phân loại là chất gây ung thư" .
Các Hiệp hội Các nhà sản xuất ở Bắc Mỹ cách điện (Naima) cho rằng sợi
thủy tinh về cơ bản là khác nhau từ amiăng, vì nó là con người tạo ra thay vì
trong tự nhiên. [ 15 ]
Họ cho rằng sợi thủy tinh "hòa tan trong phổi", trong khi
vẫn còn trong amiăng cơ thể cho cuộc sống. Mặc dù cả hai sợi thủy tinh và
amiăng được làm từ sợi silica, Naima tuyên bố rằng amiăng là nguy hiểm
hơn vì cấu trúc tinh thể của nó, làm cho nó tách thành nhỏ hơn, phần nguy
hiểm hơn, với lý do Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ :
Sợi bông thủy tinh [sợi thủy tinh] khác với amiăng trong hai cách mà có thể
cung cấp lời giải thích ít nhất một phần độc tính thấp hơn của họ. Vì hầu hết
các sợi bông thủy tinh không được kết tinh như amiăng, họ không chia theo
chiều dọc để tạo thành sợi mỏng. Họ cũng thường có ít hơn đáng kể tồn tại
sinh học trong các mô sinh học so với sợi amiăng bởi vì họ có thể trải qua
giải thể và vỡ ngang. [ 16 ]
Một nghiên cứu năm 1998 bằng cách sử dụng chuột phát hiện ra rằng tồn tại
sinh học từ sợi tổng hợp sau một năm là 0,04-10%, nhưng 27%
cho Amosite amiăng. Sợi kéo dài lâu hơn được tìm thấy là chất gây ung thư
hơn. [ 17 ]
Thủy tinh gia cố nhựa [ sửa ]
Bài chi tiết: Kính được gia cố nhựa
Nhựa thủy tinh gia cố (GRP) là một vật liệu composite hoặc nhựa cốt
sợi làm bằng nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh tốt. Như nhựa gia cố than chì ,
các vật liệu composite thường được gọi là sợi thủy tinh. Kính có thể dưới
hình thức một sợi mat cắt nhỏ (CSM) hoặc vải dệt thoi. [ 3 ] [ 18 ]

9. Cũng như nhiều vật liệu composite khác (như bê tông cốt thép ), hai vật liệu
cùng nhau hành động, mỗi việc khắc phục thâm hụt ngân sách của người
khác. Trong khi đó, hạt nhựa rất mạnh trong nén tải và tương đối yếu
trong độ bền kéo , sợi thủy tinh rất mạnh mẽ trong căng thẳng nhưng có xu
hướng không chống lại lực nén. Bằng cách kết hợp hai nguyên liệu, GRP trở
thành một loại vật liệu chống lực lượng cả hai nén và căng tốt. [ 19 ]
Hai vật
liệu có thể được sử dụng thống nhất hoặc thủy tinh có thể được đặt đặc biệt
trong những phần của cấu trúc đó sẽ trải nghiệm tải kéo. [ 3 ] [ 18 ]
Sử dụng [ sửa ]
Sử dụng cho sợi thủy tinh thông thường bao gồm thảm và vải cho cách
nhiệt , cách điện , cách âm, vải có độ bền cao và nhiệt hoặc các loại vải
chống ăn mòn. Nó cũng được dùng để củng cố vật liệu khác nhau, chẳng hạn
như cột lều, vòm cực cực, mũi tên , cung vànỏ , tấm lợp mờ, ô tô cơ
quan, gậy khúc côn cầu , ván lướt sóng , thuyền vỏ , và tổ ong giấy . Nó đã
được sử dụng cho các mục đích y tế trong dàn diễn viên. Sợi thủy tinh được
sử dụng rộng rãi để làm bồn FRP và tàu . [ 3 ] [ 18 ]
Mở dệt lưới sợi thủy tinh được sử dụng để củng cố đường nhựa
đường. [ 20 ]
không dệt sợi thủy tinh / polymer thảm pha trộn được sử dụng
nhũ tương nhựa đường bão hòa với và overlayes nhựa, sản xuất chống thấm
nước, chống nứt màng. Sử dụng sợi thủy tinh polymer gia cố cốt thép thay vì
thép cây thép cho thấy hứa hẹn ở những nơi tránh ăn mòn thép là mong
muốn. [ 21 ]
Vai trò của tái chế trong sản xuất sợi thủy tinh [ sửa ]
Các nhà sản xuất vật liệu cách nhiệt sợi thủy tinh có thể sử dụng kính tái
chế. Sợi thủy tinh tái chế đã lên đến một thủy tinh tái chế 40%. [ 22 ] [ 23 ]