Glasfiber (glasfiber) - fiber eller kompleks[ klargør ] tråd dannet af glas . I denne form udviser glas usædvanlige egenskaber for sig selv: det går ikke i stykker eller går i stykker, men bøjer i stedet let uden at gå i stykker. Dette gør det muligt at væve den ind i glasfiber .
Glasfiberfibre af naturlig oprindelse findes på steder, hvor der er sket vulkanudbrud , og kaldes Peles hår [1] . De har den kemiske sammensætning af basaltsten , indeholder indeslutninger af krystaller og er ikke analoge med glasfiber med hensyn til fysiske og mekaniske egenskaber [2] .
Glasfiber er ekstruderet fra en glassmelte af en speciel kemisk sammensætning. Ekstrudering, som i andre tilfælde, udføres ved at tvinge smelten gennem spindematricer . Det oprindelige produkt, som i andre områder af produktionen af kemiske fibre , opnås i form af endeløse elementære fibre ( filamenter ), hvorfra der videre i forarbejdningsprocessen enten dannes komplekse tråde (filamentdiameter 3-100 mikron ( lineær tæthed) op til 0,1 Tex )) og længde i en pakke på 20 km eller mere ( kontinuerlig glasfiber ), lineær densitet op til 100 Tex eller i glasrovings (produkter med en lineær densitet på mere end 100 Tex). I dette tilfælde forarbejdes produktet som regel til snoede tråde (rovings) på snonings- og afviklingsmaskiner. Disse halvfabrikata kan derefter udsættes for enhver form for tekstilforarbejdning til snoede produkter (tråde af kompleks snoning, snore , sejlgarn , reb ), tekstilstoffer ( stoffer , ikke-vævede materialer ), net (vævede, speciel struktur).
Glasfiber kan også fremstilles i en diskret ( hæfte ) form. Den originale glasroving kan også forarbejdes ved at skære, hakke eller rive i diskrete (stam-)fibre med en hæftelængde på 0,1 (mikrofiber) - 50 cm, fibertiteren i dette tilfælde er som regel lavere end for filamenttråde og svarer til diameteren 0,1-20 µm. Størstedelen af korte fiberglas forarbejdes til ikke-vævede materialer ( kardede , nålestansede, trådsyede, glasfiber ) ved hjælp af forskellige teknologier (kardning, kartning, pladevat, nålestansning, trådsyet, "vådlagt"), glas uld, basisgarn. I udseende ligner kontinuerlig glasfiber tråde af natur- eller rayonsilke , mens korte fibre minder om korte fibre af bomuld eller uld .
Det vigtigste anvendelsesområde for glasfiber og glastekstilmaterialer er brugen af glasfiber og andre kompositter som forstærkende elementer . Glasstoffer kan også bruges uafhængigt som struktur- og efterbehandlingsmaterialer. I dette tilfælde udsættes de ofte for en form for efterbehandling, hovedsageligt imprægnering med et bindemiddel ( latex , polyurethan , stivelse , harpiks , andre polymerer ).
Kontinuerlig glasfiber dannes ved at trække fra smeltet glasmasse gennem spindedyser (antallet af huller er 200-4000) ved hjælp af mekaniske anordninger, vikle fiberen på en rulle. Fiberdiameteren afhænger af trækhastigheden og spindedysens diameter. Den teknologiske proces kan udføres i et eller to trin. I det første tilfælde trækkes glasfiber fra smeltet glasmasse (direkte fra glassmelteovne), i det andet tilfælde anvendes forud opnåede glaskugler, stænger eller erklez (stykker af smeltet glas), som smeltes i glassmelteovne eller i glassmelteapparater (beholdere).
Stapelglasfiber dannes ved at blæse en stråle af smeltet glas med damp, luft eller varme gasser og andre metoder.
Mekaniske egenskaber af fibre: [3]
| Fiber | Massefylde, 10 3 kg/m 3 | Trækmodul, GPa | Ultimativ trækstyrke, GPa |
|---|---|---|---|
| E-glas | 2.5 | 73 | 2.5 |
| S-glas | 2.5 | 86 | 4.6 |
| Silica | 2.5 | 74 | 5.9 |
Egenskaber af højmodulfibre og ensrettede epoxykompositmaterialer : [4]
| Fiber type | Fiberkvalitet | Egenskaber af fibre 10 mm lange | Egenskaber af kompositmaterialer | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| σ ind | E | σ ind | E | σ in / (s.), km | ||
| GPa | GPa | GPa | GPa | |||
| glas | VM-1 | 3,82 | 102,9 | 2.01 | 69,1 | 98 |
| >> | VMP | 4,61 | 93,3 | 2,35 | 64,7 | 114 |
| >> | M-11 | 4,61 | 107,9 | 2.15 | 72,6 | 98 |
| Boric | BN (grad 2) | 2,75 | 392,2 | 1,37 | 225,5 | 75 |
| >> | BN (klasse 1) | 3.14 | 382,4 | 1,72 | 274,6 | 87 |
| >> | Borophil (USA) | 2,75 | 382,4 | 1,57 | 225,5 | 80 |
| økologisk | SVM | 2,75 | 117,7 | 1,47 | 58,5 | 111 |
| >> | Kevlar-49 (USA) | 2,75 | 130,4 | 1,37 | 80,4 | 100 |
Volumenfraktionen af fyldstoffet er 60%.
Mekaniske egenskaber af fibre: [5]
| Glas mærke | Massefylde ρ, 10 −3 kg/m 3 |
Elasticitetsmodul E , GPa |
Gennemsnitsstyrke på basis 10 mm, GPa |
Ultimativ stamme ε, % |
|---|---|---|---|---|
| Meget modulopbygget | 2,58 | 95 | 4,20 | 4.8 |
| VM-1 | 2,58 | 93 | 4,20 | 4.8 |
| VMP | 2,46 | 85 | 4,20 | 4.8 |
| UP-68 | 2,40 | 83 | 4,20 | 4.8 |
| UP-73 | 2,56 | 74 | 2.00 | 3.6 |
| Syrefast 7-A |
Glass trækstyrke påvirkes af mikroskopiske defekter og overfladeridser. Til strukturelle formål anvendes hovedsageligt glas med en trækstyrke på 50 MPa. Brillerne har et Young's modul på omkring 70 GPa. [3]
| Tekstilfibre | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Naturlig (naturlig) |
| ||||||
| Kemisk |
| ||||||