Fiberglass: popoln vodnik po njegovi zgodovini, oblikah in aplikacijah

Steklena vlakna (ali steklena vlakna) so vrsta plastike, ojačane z vlakni, kjer so ojačitvena vlakna posebej steklo vlakno. Steklena vlakna so lahko naključno razporejena, vendar so običajno vtkana v mat.

Plastična matrica je lahko termoreaktivna plastika - najpogosteje epoksi, poliestrska smola - ali vinilester ali termoplast. Steklena vlakna so izdelana iz različnih vrst stekla, odvisno od uporabe steklenih vlaken.

Razbijanje steklenih vlaken: vložki in slabosti te običajne vrste plastike, ojačane z vlakni

Fiberglass, znan tudi kot steklena vlakna, je vrsta plastike, ojačane z vlakni, ki uporablja steklena vlakna. Ta vlakna so lahko naključno razporejena, sploščena v list, imenovan mat iz sesekljanih pramenov, ali vtkana v stekleno tkanino.

Katere so različne oblike steklenih vlaken?

Kot smo že omenili, so steklena vlakna lahko v obliki naključno razporejenih vlaken, sesekljane niti ali vtkana v stekleno tkanino. Tukaj je nekaj več informacij o vsakem:

• Naključno razporejena vlakna: ta vlakna se pogosto uporabljajo v izolaciji in drugih aplikacijah, kjer je potrebna visoka stopnja prožnosti.
• Podloga iz sesekljanih pramenov: To je plošča iz steklenih vlaken, ki je bila sploščena in stisnjena. Pogosto se uporablja pri gradnji čolnov in drugih aplikacijah, kjer je zaželena gladka površina.
• Tkana steklena tkanina: To je tkanina, izdelana iz vlaken iz steklenih vlaken, ki so bila tkana skupaj. Pogosto se uporablja v aplikacijah, kjer je potrebna visoka stopnja trdnosti.

Katere so nekatere običajne uporabe steklenih vlaken?

Steklena vlakna se uporabljajo v številnih aplikacijah, vključno z:

• Gradnja čolnov
• Avtomobilski deli
• Vesoljsko-vesoljske komponente
• Lopatice vetrnih turbin
• Izolacija stavb
• Bazeni in masažne kadi
• Deske za surfanje in ostala oprema za vodne športe

Kakšna je razlika med ogljikovimi vlakni in steklenimi vlakni?

Ogljikova vlakna in steklena vlakna sta obe vrsti plastike, ojačane z vlakni, vendar obstaja nekaj ključnih razlik med njima:

• Ogljikova vlakna so močnejša in trša od steklenih vlaken, vendar so tudi dražja.
• Steklena vlakna so bolj prilagodljiva kot ogljikova vlakna, zaradi česar so boljša izbira za aplikacije, kjer je potrebna določena stopnja prilagodljivosti.

Kako se steklena vlakna reciklirajo?

Steklena vlakna je mogoče reciklirati, vendar je postopek težji od recikliranja drugih materialov, kot sta aluminij ali papir. Tukaj je nekaj uporabljenih metod:

• Mletje: Steklena vlakna lahko zmeljete na majhne koščke in jih uporabite kot polnilo v drugih izdelkih.
• Piroliza: To vključuje segrevanje steklenih vlaken na visoko temperaturo v odsotnosti kisika. Nastali plini se lahko uporabijo kot gorivo, preostali material pa kot a polnilni material (tukaj je opisano, kako uporabiti polnila).
• Mehansko recikliranje: To vključuje razgradnjo steklenih vlaken na sestavne dele in njihovo ponovno uporabo za izdelavo novih izdelkov.

Fascinantna zgodovina steklenih vlaken

• Steklena vlakna so bila odkrita v poznem 19. stoletju po naključju, ko je raziskovalec v podjetju Corning Glass Works razlil staljeno steklo na peč in opazil, da so nastala tanka vlakna, ko se je ohladilo.

• Raziskovalec Dale Kleist je razvil postopek za proizvodnjo teh vlaken in podjetje jih je tržilo kot alternativo azbestu.

Trženje steklenih vlaken

• Med drugo svetovno vojno so se steklena vlakna uporabljala za vojaške namene, kot so kupole in deli letal.

• Po vojni so steklena vlakna tržili za različne namene, vključno s trupi čolnov, ribiškimi palicami in avtomobilskimi karoserijami.

Izolacija

How to strip wire fast

Share

Watch on

• Izolacija iz steklenih vlaken je bila razvita v tridesetih letih prejšnjega stoletja in je hitro postala priljubljena izbira za izolacijo domov in zgradb.

• Še danes se pogosto uporablja in ga je mogoče najti v različnih delih ovoja stavbe, vključno s stenami, stropi in podstrešji.

• Izolacija iz steklenih vlaken učinkovito zmanjšuje toplotne izgube in prenos hrupa.

Steklena vlakna so zaradi svoje lahke teže, visoke trdnosti in odlične odpornosti na vodo in kemikalije idealen material za široko paleto aplikacij. Tukaj je nekaj najpogostejših uporab oblik iz steklenih vlaken:

• Gradnja: steklena vlakna se pogosto uporabljajo v gradbeništvu zaradi svojih odličnih izolacijskih lastnosti in sposobnosti preprečevanja poškodb zaradi vode.

• Posode: Posode iz steklenih vlaken so priljubljene v prehrambeni industriji, saj nudijo odlično zaščito in shranjevanje občutljivih živilskih izdelkov.

• Izdelava čolnov: steklena vlakna so priljubljen material za izdelavo čolnov, zahvaljujoč svoji lahki in visoki trdnosti.

• Pokrovi: Pokrovi iz steklenih vlaken se pogosto uporabljajo v gradbeništvu za zaščito občutljive opreme pred vremenskimi vplivi.

• Oblikovani sestavni deli: Steklena vlakna so idealen material za proizvodnjo oblikovanih komponent, zahvaljujoč njegovi sposobnosti, da prevzamejo različne oblike in oblike.

Ustvarjanje izdelkov iz steklenih vlaken: proizvodni proces

Za izdelavo steklenih vlaken se kombinacija surovin, kot so kremen, pesek, apnenec, kaolinska glina in dolomit, stopi v peči, dokler ne dosežejo tališča. Staljeno steklo se nato iztisne skozi drobne ščetke ali predilke, da nastanejo drobni iztiski, imenovani filamenti. Ti filamenti so tkani skupaj, da ustvarijo tkanini podoben material, ki ga je mogoče oblikovati v poljubno želeno obliko.

Dodajanje smol

Za povečanje učinkovitosti in vzdržljivosti steklenih vlaken se med proizvodnjo dodajo dodatni materiali, kot so smole. Te smole se zmešajo s tkanimi filamenti in oblikujejo v želeno obliko. Uporaba smol omogoča večjo trdnost, fleksibilnost in odpornost na vremenske in druge zunanje dejavnike.

Napredne proizvodne tehnike

Z naprednimi proizvodnimi tehnikami je mogoče steklena vlakna oblikovati v masivne oblike, zaradi česar so idealna za izdelavo novih izdelkov. Uporaba preprog iz steklenih vlaken omogoča ustvarjanje lahkih in trpežnih izdelkov, ki lahko ustrezajo širokemu spektru aplikacij. Postopek izdelave je mogoče razrezati tako, da ustreza želeni obliki in velikosti izdelka, zaradi česar je idealna zamenjava za obstoječe materiale.

Vsestranskost uporabe steklenih vlaken

Steklena vlakna so lahek in trpežen material, ki je zaradi svojih edinstvenih lastnosti postal vse bolj priljubljen v različnih panogah. Sestavljen je iz steklenih vlaken, ki so združena s polimerom, da ustvarijo močan in vsestranski material, ki se lahko uporablja v številnih aplikacijah.

Ogljikova vlakna in s steklom ojačana plastika proti steklenim vlaknom: Bitka vlaken

Začnimo z nekaj definicijami. Fiberglass je kompozitni material iz finih steklenih vlaken in polimerne osnove, karbonska vlakna pa so kompozitni material iz ogljikovih vlaken in polimerne osnove. Plastika, ojačana s steklom (GRP) ali plastika, ojačana s steklenimi vlakni (FRP) je kompozitni material iz polimerne matrice, ojačane s steklenimi vlakni. Tako ogljikova vlakna kot plastika, ojačana s steklom, sta obliki kompozitov, kar pomeni, da sta izdelana s kombinacijo dveh ali več materialov z različnimi lastnostmi, da se ustvari nov material z vrhunskimi mehanskimi lastnostmi.

Razmerje med trdnostjo in težo

Kar zadeva trdnost, se ogljikova vlakna ponašajo z razmerjem med trdnostjo in težo, ki je približno dvakrat večje kot pri steklenih vlaknih. Industrijska ogljikova vlakna so več kot 20 odstotkov močnejša od najboljših steklenih vlaken, zaradi česar so prevladujoč material v panogah, kjer sta moč in teža odločilna dejavnika. Vendar so steklena vlakna še vedno priljubljena izbira v aplikacijah, kjer je cena glavna skrb.

Izdelava in ojačitev

Proizvodni proces za ogljikova vlakna vključuje taljenje in predenje materialov, bogatih z ogljikom, v vlakna, ki se nato kombinirajo s tekočim polimerom, da olajšajo proizvodnjo kompozitov. Po drugi strani pa se steklena vlakna izdelajo s tkanjem ali polaganjem steklenih preprog ali tkanin v kalup in nato z dodajanjem tekočega polimera za utrjevanje materiala. Oba materiala je mogoče ojačati z dodatnimi vlakni za večjo trdnost in vzdržljivost.

Zamenljivost in lastnosti

Čeprav se ogljikova vlakna in steklena vlakna pogosto uporabljajo izmenično, imajo različne mehanske lastnosti. Ogljikova vlakna so trša in močnejša od steklenih vlaken, vendar so tudi bolj krhka in dražja. Steklena vlakna so po drugi strani bolj prožna in cenejša od ogljikovih vlaken, vendar niso tako močna. Plastika, ojačana s steklom, je po trdnosti in ceni nekje vmes.

Recikliranje steklenih vlaken: zelena alternativa za težke potrebe

Steklena vlakna so močan in vzdržljiv material, ki je odporen na vročino, vodo in kemikalije. Je priljubljena izbira za izolacijo, čolne, avtomobile in gradnjo. Vendar ko gre za odlaganje starih steklenih vlaken, to ni tako enostavno. Steklena vlakna so izdelana iz plastičnih in steklenih vlaken, ki niso biološko razgradljiva. Če z njim ne ravnamo pravilno, lahko sprošča toksine v okolje in škoduje divjim živalim in ljudem.

Postopek recikliranja steklenih vlaken

Recikliranje steklenih vlaken zahteva poseben postopek, imenovan termično recikliranje. Steklena vlakna se segrejejo na visoko temperaturo, kar pretvori organske spojine v plastiki v plin. Ta plin se zbira in rafinira, da se pridobita plin in nafta. Plin je podoben zemeljskemu plinu in se lahko uporablja kot gorivo. Olje se lahko uporablja kot nadomestek za surovo nafto v nekaterih izdelkih.

Uporaben končni izdelek

Reciklirana steklena vlakna se lahko uporabljajo kot alternativa novim steklenim vlaknom v številnih aplikacijah. Uporablja se lahko za izdelavo čolnov, avtomobilov in domov. Lahko se uporablja tudi za izolacijo, morske stene in druge posebne potrebe. Reciklirana steklena vlakna so trdna in vzdržljiva, tako kot nova steklena vlakna, vendar so tudi zelena in trajnostna.

Terjatev v višini milijarde funtov

Po podatkih spletnega mesta Fiberglass Recycling proizvajalci v severnoameriških in kanadskih postajah za prenos in reciklažnim centrih sprejemajo steklena vlakna po potrošnji, vključno s starimi čolni, avtomobili in stiroporom. Spletna stran trdi, da vsako leto reciklirajo več kot milijardo funtov steklenih vlaken. To je precejšnja količina, ki pomaga zmanjšati količino odpadkov in zaščititi okolje.

zaključek

Fiberglass je torej material iz steklenih vlaken, ki se uporablja za različne stvari. Je močan, lahek in odporen na vodo ter obstaja že dolgo časa. Upam, da zdaj veste malo več o tem.

Sem Joost Nusselder, ustanovitelj Tools Doctor, tržnik vsebine in oče. Rad preizkušam novo opremo in skupaj s svojo ekipo že od leta 2016 ustvarjam poglobljene članke na blogu, da zvestim bralcem pomagam z orodji in nasveti za izdelavo.