فایبرگلاس (یا فایبرگلاس) نوعی پلاستیک تقویت شده با الیاف است که در آن فیبر تقویت کننده به طور خاص شیشه فیبر الیاف شیشه ممکن است به طور تصادفی چیده شود اما معمولاً به صورت یک حصیر بافته می شود.
ماتریس پلاستیکی ممکن است یک پلاستیک گرما سخت- اغلب اپوکسی، رزین پلی استر- یا وینیل استر یا یک ترموپلاستیک باشد. الیاف شیشه بسته به کاربرد فایبرگلاس از انواع مختلفی از شیشه ساخته می شوند.
در این پست به موارد زیر می پردازیم:
شکستن فایبرگلاس: ریزه کاری های این نوع معمولی پلاستیک تقویت شده با الیاف
فایبرگلاس که به عنوان فایبرگلاس نیز شناخته می شود، نوعی پلاستیک تقویت شده با الیاف است که از الیاف شیشه استفاده می کند. این الیاف را می توان به طور تصادفی مرتب کرد، به صورت ورقه ای به نام حصیر رشته ای خرد شده پهن کرد یا در پارچه شیشه ای بافته شد.
اشکال مختلف فایبرگلاس چیست؟
همانطور که قبلا ذکر شد، فایبرگلاس می تواند به شکل الیافی که به طور تصادفی چیده شده اند، یک حصیر رشته ای خرد شده یا به صورت پارچه شیشه ای بافته شده باشد. در اینجا اطلاعات کمی در مورد هر کدام آورده شده است:
- الیاف چیدمان تصادفی: این الیاف اغلب در عایق کاری و سایر کاربردهایی که به انعطاف پذیری بالایی نیاز است استفاده می شود.
- حصیر رشته ای خرد شده: ورقه ای از فایبرگلاس است که صاف و فشرده شده است. اغلب در قایق سازی و سایر کاربردها که سطح صاف مورد نظر است استفاده می شود.
- پارچه شیشه‌ای بافته شده: پارچه‌ای است که از الیاف فایبر گلاس بافته شده است. اغلب در کاربردهایی که به درجه بالایی از استحکام نیاز است استفاده می شود.
برخی از کاربردهای رایج فایبرگلاس چیست؟
فایبرگلاس در کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می شود، از جمله:
- ساخت قایق
- قطعات خودرو
- اجزای هوافضا
- پره های توربین بادی
- عایق بندی ساختمان
- استخرهای شنا و جکوزی
- تخته موج سواری و سایر تجهیزات ورزش های آبی
تفاوت بین فیبر کربن و فایبرگلاس چیست؟
فیبر کربن و فایبرگلاس هر دو نوع پلاستیک تقویت‌شده با الیاف هستند، اما تفاوت‌های کلیدی بین این دو وجود دارد:
- فیبر کربن قوی‌تر و سفت‌تر از فایبرگلاس است، اما گران‌تر است.
- فایبرگلاس نسبت به فیبر کربن انعطاف پذیرتر است، که آن را برای کاربردهایی که درجاتی از انعطاف پذیری مورد نیاز است، انتخاب بهتری می کند.
فایبرگلاس چگونه بازیافت می شود؟
فایبرگلاس را می توان بازیافت کرد، اما این فرآیند دشوارتر از بازیافت مواد دیگر مانند آلومینیوم یا کاغذ است. در اینجا چند روش استفاده شده است:
- سنگ زنی: فایبرگلاس را می توان به قطعات کوچک آسیاب کرد و به عنوان ماده پرکننده در محصولات دیگر استفاده کرد.
- پیرولیز: این شامل حرارت دادن فایبرگلاس تا دمای بالا در غیاب اکسیژن است. گازهای حاصل را می توان به عنوان سوخت استفاده کرد و مواد باقیمانده را می توان به عنوان سوخت استفاده کرد مواد پرکننده (در اینجا نحوه استفاده از پرکننده ها آورده شده است).
- بازیافت مکانیکی: این شامل شکستن فایبرگلاس به اجزای سازنده آن و استفاده مجدد از آنها برای تولید محصولات جدید است.
تاریخچه شگفت انگیز فایبرگلاس
• فایبرگلاس در اواخر قرن نوزدهم به طور تصادفی کشف شد، زمانی که محققی در شرکت شیشه‌ای کورنینگ، شیشه مذاب را روی اجاق گاز ریخت و مشاهده کرد که وقتی سرد می‌شود، الیاف نازکی تشکیل می‌دهد.
- محقق، Dale Kleist، فرآیندی را برای تولید این الیاف ایجاد کرد و شرکت آنها را به عنوان جایگزینی برای آزبست به بازار عرضه کرد.
بازاریابی فایبرگلاس
• در طول جنگ جهانی دوم، از فایبرگلاس برای کاربردهای نظامی مانند رادوم ها و قطعات هواپیما استفاده می شد.
- پس از جنگ، فایبرگلاس برای مصارف مختلف از جمله بدنه قایق، میله های ماهیگیری و بدنه خودرو به بازار عرضه شد.
عایق
• عایق فایبرگلاس در دهه 1930 توسعه یافت و به سرعت به یک انتخاب محبوب برای عایق کاری خانه ها و ساختمان ها تبدیل شد.
- امروزه نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و در قسمت های مختلف پوشش ساختمان از جمله دیوارها، سقف ها و اتاق زیر شیروانی یافت می شود.
- عایق فایبرگلاس در کاهش اتلاف حرارت و انتقال صدا موثر است.
فایبرگلاس به دلیل سبک وزن، استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر آب و مواد شیمیایی، یک ماده ایده آل برای طیف گسترده ای از کاربردها است. در اینجا برخی از رایج ترین موارد استفاده از فرم های فایبرگلاس آورده شده است:
- ساخت و ساز: فایبرگلاس معمولاً در ساخت و ساز به دلیل خواص عایق عالی و توانایی جلوگیری از آسیب آب استفاده می شود.
- ظروف: ظروف فایبر گلاس در صنایع غذایی محبوب هستند، زیرا محافظت و ذخیره سازی عالی برای محصولات غذایی حساس ارائه می دهند.
- ساختمان قایق: فایبرگلاس به دلیل سبک وزن و استحکام بالا، یک ماده محبوب برای ساخت قایق است.
- پوشش ها: پوشش های فایبرگلاس معمولاً در صنعت ساختمان برای محافظت از تجهیزات حساس در برابر عناصر استفاده می شود.
- اجزای قالب‌گیری شده: فایبرگلاس به دلیل توانایی آن در شکل‌ها و اشکال مختلف، یک ماده ایده‌آل برای تولید قطعات قالب‌گیری شده است.
ایجاد محصولات فایبرگلاس: فرآیند تولید
برای ایجاد فایبرگلاس، ترکیبی از مواد خام مانند سیلیس، ماسه، سنگ آهک، خاک رس کائولن و دولومیت را در کوره ذوب می کنند تا به نقطه ذوب برسند. سپس شیشه ذوب شده از طریق برس‌ها یا اسپینرهای کوچک اکسترود می‌شود تا اکستروژن‌های کوچکی به نام فیلامنت تولید شود. این رشته ها به هم بافته می شوند تا ماده ای مانند پارچه ایجاد شود که می تواند به هر شکل دلخواه قالب گیری شود.
افزودن رزین ها
برای افزایش کارایی و دوام فایبرگلاس، مواد اضافی مانند رزین در طول تولید به آن اضافه می شود. این رزین ها با رشته های بافته شده مخلوط شده و به شکل دلخواه در می آیند. استفاده از رزین ها باعث افزایش استحکام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب و هوا و سایر عوامل خارجی می شود.
تکنیک های ساخت پیشرفته
با تکنیک های پیشرفته تولید، فایبرگلاس را می توان به شکل های عظیم درآورد که آن را برای ساخت محصولات جدید ایده آل می کند. استفاده از تشک های فایبر گلاس امکان ایجاد محصولات سبک و بادوام را فراهم می کند که می تواند برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب باشد. فرآیند تولید را می توان متناسب با شکل و اندازه مورد نظر محصول برش داد و آن را به جایگزینی ایده آل برای مواد موجود تبدیل کرد.
تطبیق پذیری کاربردهای فایبرگلاس
فایبرگلاس ماده ای سبک و بادوام است که به دلیل خواص منحصر به فردش در صنایع مختلف محبوبیت روزافزونی یافته است. این شامل الیاف شیشه ای است که با یک پلیمر ترکیب می شوند تا یک ماده قوی و همه کاره را ایجاد کنند که می تواند در طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده قرار گیرد.
فیبر کربن و پلاستیک تقویت شده با شیشه در مقابل فایبرگلاس: نبرد الیاف
بیایید با چند تعریف شروع کنیم. فایبرگلاس یک ماده کامپوزیت ساخته شده از الیاف شیشه ای ظریف و پایه پلیمری است، در حالی که فیبر کربن یک ماده کامپوزیت ساخته شده از الیاف کربن و پایه پلیمری است. پلاستیک تقویت شده با شیشه (GRP) یا پلاستیک تقویت شده با فایبرگلاس (FRP) یک ماده کامپوزیتی است که از یک ماتریس پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شده است. هم فیبر کربن و هم پلاستیک تقویت شده با شیشه اشکالی از کامپوزیت هستند، به این معنی که از ترکیب دو یا چند ماده با خواص مختلف برای ایجاد یک ماده جدید با خواص مکانیکی برتر ساخته می شوند.
نسبت قدرت و وزن
وقتی صحبت از استحکام به میان می‌آید، فیبر کربن دارای نسبت استحکام به وزن تقریباً دو برابر فایبرگلاس است. فیبر کربن صنعتی بیش از 20 درصد قوی تر از بهترین فایبرگلاس است، و آن را به ماده غالب در صنایعی تبدیل می کند که در آن استحکام و وزن عوامل مهمی هستند. با این حال، فایبرگلاس هنوز یک انتخاب محبوب در کاربردهایی است که هزینه آن نگرانی اصلی است.
ساخت و تقویت
فرآیند تولید فیبر کربن شامل ذوب و چرخاندن مواد غنی از کربن به الیاف است که سپس با یک پلیمر مایع ترکیب می‌شود تا ساخت کامپوزیت‌ها را تسهیل کند. از سوی دیگر، فایبرگلاس با بافتن یا گذاشتن حصیرها یا پارچه های شیشه ای در قالب و سپس افزودن یک پلیمر مایع برای سفت شدن مواد ساخته می شود. هر دو ماده را می توان با الیاف اضافی تقویت کرد تا استحکام و دوام آنها افزایش یابد.
قابلیت تعویض و ویژگی ها
در حالی که فیبر کربن و فایبرگلاس اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند، خواص مکانیکی متفاوتی دارند. فیبر کربن سفت تر و قوی تر از فایبرگلاس است، اما شکننده تر و گران تر است. از طرف دیگر، فایبرگلاس نسبت به فیبر کربن انعطاف پذیرتر و ارزان تر است، اما آنقدر قوی نیست. پلاستیک تقویت شده با شیشه از نظر استحکام و هزینه در جایی بین این دو قرار می گیرد.
بازیافت فایبرگلاس: یک جایگزین سبز برای نیازهای سخت
فایبرگلاس یک ماده سخت و بادوام است که می تواند در برابر گرما، آب و مواد شیمیایی مقاومت کند. این یک انتخاب محبوب برای عایق کاری، قایق، اتومبیل و ساخت و ساز است. با این حال، وقتی صحبت از دور انداختن فایبرگلاس قدیمی می شود، به این راحتی نیست. فایبرگلاس از الیاف پلاستیکی و شیشه ای ساخته شده است که تجزیه پذیر نیستند. اگر به درستی از آن استفاده نشود، می تواند سموم را در محیط آزاد کند و به حیات وحش و انسان آسیب برساند.
فرآیند بازیافت فایبرگلاس
بازیافت فایبرگلاس فرآیند خاصی به نام بازیافت حرارتی را طی می کند. فایبرگلاس تا دمای بالا گرم می شود که ترکیبات آلی پلاستیک را به گاز تبدیل می کند. این گاز جمع آوری و تصفیه می شود تا هم گاز و هم نفت تولید شود. گاز مشابه گاز طبیعی است و می توان از آن برای سوخت استفاده کرد. این روغن را می توان به عنوان جایگزینی برای نفت خام در برخی محصولات استفاده کرد.
محصول نهایی قابل استفاده
فایبرگلاس بازیافتی را می توان به عنوان جایگزینی برای فایبرگلاس جدید در بسیاری از کاربردها استفاده کرد. می توان از آن برای ساخت قایق، اتومبیل و خانه استفاده کرد. همچنین می توان از آن برای عایق کاری، دیوارهای دریایی و سایر نیازهای خاص استفاده کرد. فایبرگلاس بازیافتی، درست مانند فایبرگلاس جدید، سخت و بادوام است، اما همچنین سبز و پایدار است.
ادعای میلیارد پوند
با توجه به وب سایت بازیافت فایبرگلاس، تولید کنندگان در ایستگاه های انتقال و مراکز بازیافت آمریکای شمالی و کانادا، فایبرگلاس های پس از مصرف، از جمله قایق های قدیمی، اتومبیل ها و فوم های پلی اتیلن را می پذیرند. این وب سایت ادعا می کند که آنها سالانه بیش از یک میلیارد پوند فایبرگلاس بازیافت می کنند. این مقدار قابل توجهی است که به کاهش زباله و حفاظت از محیط زیست کمک می کند.
نتیجه
بنابراین، فایبرگلاس ماده ای است که از الیاف شیشه ساخته شده است و برای موارد مختلفی استفاده می شود. قوی، سبک و مقاوم در برابر آب است و مدت زیادی است که در دسترس بوده است. امیدوارم اکنون کمی بیشتر در مورد آن بدانید.
من Joost Nusselder، بنیانگذار Tools Doctor، بازاریاب محتوا، و پدر هستم. من عاشق امتحان کردن تجهیزات جدید هستم و به همراه تیمم از سال 2016 مقالات وبلاگ عمیقی ایجاد کرده‌ام تا به خوانندگان وفادار با ابزار و نکات کاردستی کمک کنم.
