Что такое стекловолокно?

Стекловолокно производится быстро растягивается и охлаждение расплавленного стекла. Это неметаллический материал. Он используется в качестве сырья для производства с тех пор, как начало 1900-х годов. Стекловолокно также может называться пластик, армированный стекловолокном. Это тонкий лист, который беспорядочно располагается на плоской поверхности, а также может быть соткан в ткань. Из стекловолокна можно производить различные виды изделий.
Стекловолокно состоит из таких материалов, как кремнезем, глинозем, оксид кальция и оксид натрия. Их получают путем плавления при высоких температурах, вытягивания, намотки и плетения. Затем они соединяются между собой клеем, а при соединении со смолами образуют прочные композиты, из которых можно сплести стеклоткань или зерно.
Стекловолокно обладает сильной способностью к растяжению, предел прочности на разрыв составляет 3,5 ГПа. и имеет хорошую химическую стойкость.

Происхождение и история стекловолокна

Стекловолокно - это высокоэффективный композитный материал. Его историю можно проследить примерно с 1500 года до н. э. Египтяне использовали стекловолокно в качестве декоративных элементов.
В начале 1900-х годов Дейл Клейст из компании Owens-Illinois случайно обнаружил способ выдувания расплавленного стекла в волокна, заложив тем самым основу для промышленного производства. В последующие годы компания Owens Corning усовершенствовала эту технологию, соединив стекловолокно с полиэфирными смолами, открыв тем самым новую главу в производстве.
Во время Второй мировой войны стекловолокно использовалось для изготовления деталей самолетов, автомобилей и лодок. Это было обусловлено его высокой прочностью и устойчивостью к коррозии.
Позднее, с развитием технологий, производство стекловолокна упростилось, а сам процесс производства стал очень легким и используется во всех сферах жизни по всему миру.

Состав и процесс производства стекловолокна

Стеклопластиковые композиты изготавливаются из комбинации стеклянных волокон и смол, их нити обычно имеют диаметр от 3 до 25 микрон и соединены полиэфирными, эпоксидными и виниловыми смолами.
Сырье сначала расплавляется при температуре выше 1500°C и вытягивается через платиновую воронку в тонкие волокна (см. CTMAT). Поверхность волокон покрывается пропитывающим агентом (например, эпоксидной эмульсией) для улучшения сцепления со смолой. На этапе формования волокна сплетаются в ткань или мат и затем соединяются со смолой либо путем ручной укладки (ламинирование смолой, наносимой вручную), либо путем вакуумной инфузии (впрыск смолы под отрицательным давлением) (см. VPC Fiberglass). Ручная укладка подходит для мелкосерийного производства, а вакуумная инфузия используется для высокоточного крупносерийного производства. Процесс отверждения осуществляется на ламинаторе горячего прессования при высоких температурах и давлении (около 120°C, 2-5 МПа), что приводит к плотному соединению слоев с равномерной толщиной (1,5-50 мм). В завершение продукт охлаждается, режется и обрабатывается для удовлетворения потребностей строительной и автомобильной промышленности, обеспечивая баланс между эффективностью и качеством.

Различные типы стеклянных волокон

Стекловолокна можно разделить на различные типы в зависимости от стоимости и характеристик:
E-стекло (общее назначение)
F-S-стекло (высокая прочность)
A-стекло (щелочное стекло)
С-стекло (химическая стойкость)
E-CR (химическая стойкость)
М-стекло (высокий модуль упругости)
AR-стекло (щелочестойкий)

По длине стеклянные волокна можно разделить на длинные, короткие и непрерывные.
Длинные волокна: Длинные волокна имеют длину от нескольких сантиметров до метров и обладают отличной прочностью и жесткостью. Из него можно изготавливать такие изделия, как трубы. Оно обладает отличной прочностью.
Короткие волокна: Короткие волокна измеряются в микронах. Они менее прочные, но легко поддаются обработке.
Непрерывное волокно: Непрерывное волокно - это стеклянный шнур большой длины с высокой прочностью на разрыв.

Свойства и преимущества стекловолокна

Стекловолокно обладает прекрасными физическими свойствами, а также химической стойкостью, что делает его одним из самых мощных материалов в области материалов. Оно может использоваться во всем: от облегченных конструкций, позволяющих снизить вес различных приложений, до обеспечения сильной ударопрочности и прочности на разрыв. Стекловолокно подходит для многих высоконагруженных применений. Оно обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошо переносит воздействие кислот и щелочей. По водо- и влагостойкости он выгодно отличается от стали и дерева. Идеально подходит для отсеков грузовиков, кузовов фургонов и т.д.
Стекловолокно позволяет снизить затраты, они ниже, чем у стали и алюминия.
Хорошая прочность.
Уменьшенный вес, легкий.

Области применения стекловолокна

Стекловолокно имеет широкий спектр применения благодаря своим превосходным свойствам и универсальности.
Строительная промышленность: Из него можно производить композитные панели из стекловолокна для перегородок, фасадов и потолков домов.
Автомобиль: Он может использоваться для производства кузовов грузовых автомобилей, рефрижераторов, прицепов для фургонов и т.д.
Лодки: может использоваться для изготовления корпусов, переборок, палуб и т.д.
Электронная промышленность: изоляционные стержни, изоляционные плиты, воздушные линии, оборудование подстанций и т.д.
Спортивные товары: ракетки для пик, клюшки для гольфа, теннисные ракетки и т.д.
Бытовая техника: холодильники, стиральные машины, микроволновые печи, компьютеры и т.д.