Az üvegszál kiváló minőségű szervetlen nemfémes anyag, számos előnnyel rendelkezik, mint például a jó szigetelőanyag, hőállóság, korrózióállóság és nagy mechanikai szilárdság, de hátránya a törékenység és a gyenge kopásállóság. Üveggolyóként vagy üveghulladékként magas hőmérsékletű olvasztással, húzással, tekercseléssel, szövéssel és egyéb eljárásokkal nyersanyagként néhány mikrontól több mint 20 mikronig terjedő monofil átmérőjűvé alakítható, ami 1/20-1/5 hajszálnak felel meg, és minden szálköteg több száz vagy akár több ezer monofilből áll, nyers selyemből.ÜveggyapotÁltalában erősítőanyagként használják kompozit anyagokban, elektromos szigetelőanyagokban és hőszigetelő anyagokban, áramköri lapokban és a nemzetgazdaság más területein.
1. Az üvegszál fizikai tulajdonságai
Olvadáspont 680 ℃
Forráspont 1000 ℃
Sűrűség 2,4-2,7 g/cm³
2. Kémiai összetétel
A fő összetevők a szilícium-dioxid, az alumínium-oxid, a kalcium-oxid, a bór-oxid, a magnézium-oxid, a nátrium-oxid stb. Az üveg lúgtartalma szerint nem lúgos üvegszálakra (nátrium-oxid 0–2%, alumínium-boroszilikát üveg), közepes lúgos üvegszálra (nátrium-oxid 8–12%, bórtartalmú vagy bórmentes nátrium-mész szilikát üveg) és magas lúgos üvegszálra (nátrium-oxid 13% vagy több, nátrium-mész szilikát üveg) oszthatók.
3, nyersanyagok és felhasználási területeik
Az üvegszál a szerves szálaknál jobb, magas hőmérsékletű, nem éghető, korrózióálló, hő- és hangszigetelő, nagy szakítószilárdságú és jó elektromos szigeteléssel rendelkezik. De törékeny és gyenge kopásállósággal rendelkezik. Erősített műanyagok vagy erősített gumik gyártásához használják, erősítőanyagként. Ezek a tulajdonságok miatt az üvegszál felhasználása messze meghaladja a többi száltípusét, széleskörű fejlesztési sebességgel és messze megelőzi az alábbi jellemzőit:
(1) Nagy szakítószilárdság, kis nyúlás (3%).
(2) Nagy rugalmassági együttható, jó merevség.
(3) A rugalmasság és a nagy szakítószilárdság határain belüli nyúlás, így elnyeli az ütési energiát.
(4) Szervetlen rost, nem éghető, jó vegyszerállósággal rendelkezik.
(5) Kis vízfelvétel.
(6) Jó méretstabilitás és hőállóság.
(7) Jó feldolgozhatóság, szálakká, kötegekké, nemezekké, szövetekké és más különféle termékekké alakítható.
(8) Az átlátszó termékek átengedhetik a fényt.
(9) Befejeződött a gyantához jól tapadó felületkezelő szer fejlesztése.
(10) Olcsó.
(11) Nem könnyen éghető, és magas hőmérsékleten üveggyöngyökké olvasztható.
Az üvegszálak alakjuk és hosszúságuk szerint folytonos szálakra, fix hosszúságú szálakra és üveggyapotra oszthatók; az üveg összetétele szerint nem lúgos, vegyszerálló, magas lúgos, lúgos, nagy szilárdságú, nagy rugalmassági modulusú és lúgálló (lúgálló) üvegszálakra és így tovább.
4, a fő nyersanyagok a gyártáshozüveggyapot
Jelenleg az üvegszál hazai előállításának fő nyersanyagai a kvarchomok, az alumínium-oxid és a klorit, a mészkő, a dolomit, a bórsav, a szóda, a mangán, a fluorit és így tovább.
5, gyártási módszerek
Nagyjából két kategóriába sorolhatók: az egyik olvadt üvegből készül közvetlenül szálakká;
Az olvadt üveg egy osztályát először 20 mm átmérőjű üveggolyókból vagy -rudakból készítik, majd különféle módon újraolvasztják, hogy 3 ~ 80 μm átmérőjű nagyon finom szálakból hőkezelve készüljenek.
A platinaötvözet lemezen keresztül mechanikus húzási módszerrel húzzák a végtelen hosszúságú szálat, amelyet folytonos üvegszálnak, közismert nevén hosszú szálnak neveznek.
A hengeren vagy a légáramláson keresztül, szakaszos szálakból, fix hosszúságú üvegszálként ismert, közismert nevén rövid szálakból.
6, üvegszálas osztályozás
Az üvegszál összetétel, természet és felhasználás szerint, különböző szintekre osztva.
A szabványos rendelkezési szint szerint az E-osztályú üvegszál a leggyakoribb felhasználási mód, amelyet széles körben használnak elektromos szigetelőanyagokban;
S osztály speciális szálakhoz.
Az üvegszálas üveg gyártása eltér a többi üvegterméktől.
A nemzetközileg kereskedelmi forgalomban kapható üvegszál összetétele a következő:
(1) E-üveg
Az alkálimentes üvegként is ismert boroszilikát üveg. Jelenleg az egyik legszélesebb körben használt üvegszálas üvegösszetétel, jó elektromos szigetelő és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, széles körben használják üvegszálas elektromos szigetelések gyártásában, nagy mennyiségben üvegszálas erősítésű műanyagok gyártásához is, hátránya, hogy szervetlen savak könnyen erodálják, ezért nem alkalmas savas környezetben való használatra.
(2) C-üveg
Közepesen lúgos üvegként is ismert, amelyet vegyi ellenállás jellemez, különösen a savállóság jobb, mint az alkáli üvegszálé, de elektromos tulajdonságai rosszak, mechanikai szilárdsága 10-20%-kal alacsonyabb, mint az alkáli üvegszálaké. Általában a külföldi közepes lúgos üvegszálak bizonyos mennyiségű bór-dioxidot tartalmaznak, és a kínai közepes lúgos üvegszálak teljesen bórmentesek. Külföldön a közepes lúgos üvegszálat csak korrózióálló üvegszálas termékek gyártásához használják, például üvegszálas felületszőnyegek gyártásához stb., valamint aszfalt tetőfedő anyagok javítására is használják, de hazánkban a közepes lúgos üvegszál az üvegszálgyártás nagy részét (60%) teszi ki, széles körben használják üvegszálerősítésű műanyagok javítására, valamint szűrőszövetek, csomagolószövetek stb. gyártására, mivel ára alacsonyabb, mint a nem lúgos üvegszálak ára, és erősebb versenyelőnnyel rendelkezik.
(3) Nagy szilárdságú üvegszál
Nagy szilárdságú és nagy modulusú, egyetlen szálra vetített szakítószilárdsága 2800 MPa, ami körülbelül 25%-kal magasabb, mint az alkálimentes üvegszál szakítószilárdsága, rugalmassági modulusa pedig 86 000 MPa, ami magasabb, mint az E-üvegszálé. Az ezekből előállított FRP termékeket főként katonai, űr-, golyóálló páncélzatokban és sportfelszerelésekben használják. A drága ár miatt azonban jelenleg a polgári szektorban nem lehet népszerűsíteni, a világtermelés mindössze néhány ezer tonna.
(4)AR üvegszál
Lúgálló üvegszálként is ismert, az alkáliálló üvegszál az üvegszállal erősített (cement) beton (GRC) bordás anyaga, 100%-ban szervetlen szálakból áll, a nem teherhordó cementalkatrészekben ideális helyettesítője az acélnak és az azbesztnek. Az alkáliálló üvegszálat jó lúgállóság jellemzi, hatékonyan ellenáll a cementben található magas lúgtartalmú anyagok eróziójának, erős tapadású, rugalmassági modulusú, ütésálló, nagyon magas szakító- és hajlítószilárdságú, nem éghető, fagyálló, ellenáll a hőmérséklet- és páratartalom-változásoknak, repedésálló, szivárgásálló, erős kialakítású, könnyen formázható stb. Az alkáliálló üvegszál egy új típusú erősítőanyag, amelyet széles körben használnak a nagy teljesítményű vasbetonban (cement). Zöld erősítőanyag.
(5) Egy pohár
Magas lúgtartalmú üvegként is ismert, tipikus nátrium-szilikát üveg, gyenge vízállósága miatt ritkán használják üvegszál gyártásában.
(6) E-CR üveg
Az E-CR üveg egyfajta továbbfejlesztett bórmentes, alkálimentes üveg, amelyet jó sav- és vízállóságú üvegszálak gyártásához használnak. Vízállósága 7-8-szor jobb, mint az alkálimentes üvegszálé, savállósága pedig sokkal jobb, mint a közepesen alkáli üvegszálé, és egy új fajta, amelyet földalatti csövekhez és tartályokhoz fejlesztettek ki.
(7) D üveg
Alacsony dielektromos üvegként is ismert, és jó dielektromos szilárdságú, alacsony dielektromos üvegszál előállítására használják.
A fenti üvegszálas alkatrészek mellett most egy új is elérhetőlúgmentes üvegszál, teljesen bórmentes, ezáltal csökkenti a környezetszennyezést, de elektromos szigetelő tulajdonságai és mechanikai tulajdonságai hasonlóak a hagyományos E-üveghez.
Létezik egy dupla üvegösszetételű üvegszál is, amelyet üveggyapot gyártásában használnak, az üvegszálerősítésű műanyag erősítőanyagban is megvan a potenciál. Ezenkívül léteznek fluormentes üvegszálak, amelyeket környezetvédelmi követelményeknek megfelelően fejlesztettek ki, és továbbfejlesztett lúgmentes üvegszál.
7. Magas lúgtartalmú üvegszálak azonosítása
A teszt egy egyszerű módja annak, hogy a rostot forrásban lévő vízbe tegyük és 6-7 órán át főzzük. Ha magas lúgtartalmú üvegszálról van szó, a főzés utáni vízforralás után a rost lánc- és vetülékfonalai mind meglazulnak.
8. Kétféle üvegszálas gyártási folyamat létezik
a) Kétszeres öntés – olvasztótégelyes húzás módszer;
b) Egyszeri öntés – medencekemencében történő rajzolás módszere.
A tégelyhúzási módszer az üveggolyókból készült üveg alapanyagok első magas hőmérsékletű olvasztása, majd az üveggolyók második olvasztása, üvegszálas szálak nagysebességű húzása. Ez az eljárás magas energiafogyasztással, a formázási folyamat instabilitásával, alacsony munkatermelékenységgel és egyéb hátrányokkal jár, amelyeket a nagy üvegszálgyártók alapvetően kiküszöbölnek.
9. TipikusÜveggyapotFolyamat
A klorit és más nyersanyagok kemencében történő üvegoldatba olvadnak, a légbuborékok kizárásával, a porózus szivárgási lemezre jutó útvonalon keresztül, nagy sebességű húzással az üvegszálas szálba. A kemence több száz panelhez csatlakoztatható több útvonalon keresztül az egyidejű gyártás érdekében. Ez a folyamat egyszerű, energiatakarékos, stabil formázású, nagy hatékonyságú és magas hozamú, lehetővé téve a nagyméretű, teljesen automatizált gyártást, és a nemzetközi termelési folyamat mainstreamjévé vált, az üvegszál gyártási folyamata a globális termelés több mint 90%-át tette ki, és a globális termelés több mint 90%-át tette ki.
Közzététel ideje: 2024. július 1.