玻璃纤维:其历史、形式和应用的完整指南

通过Joost Nusselder | 更新日期:  2022 年 6 月 19 日
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玻璃纤维(或玻璃纤维)是一种纤维增强塑料,其中增强纤维特别 玻璃 纤维。 玻璃纤维可以随机排列,但通常编织成垫子。

塑料基质可以是热固性塑料——最常见的是环氧树脂、聚酯树脂——或乙烯基酯,或热塑性塑料。 根据玻璃纤维的用途,玻璃纤维由各种类型的玻璃制成。

什么是玻璃纤维

分解玻璃纤维:这种常见类型的纤维增强塑料的来龙去脉

玻璃纤维,也称为玻璃纤维,是一种使用玻璃纤维的纤维增强塑料。 这些纤维可以随机排列,压平成称为短切原丝毡的片材,或编织成玻璃布。

玻璃纤维有哪些不同形式?

如前所述,玻璃纤维可以是随机排列的纤维、短切原丝毡或编织成玻璃布的形式。 以下是关于每个的更多信息:

  • 随机排列的纤维:这些纤维通常用于绝缘和其他需要高度柔韧性的应用。
  • 短切原丝毡:这是一种经过压平和压缩的玻璃纤维板。 它通常用于造船和其他需要光滑表面的应用。
  • 机织玻璃布:这是一种由玻璃纤维编织而成的织物。 它通常用于需要高强度的应用中。

玻璃纤维有哪些常见应用?

玻璃纤维用途广泛,包括:

  • 造船
  • 汽车零部件
  • 航空航天部件
  • 风力涡轮机叶片
  • 建筑保温
  • 游泳池和热水浴缸
  • 冲浪板和其他水上运动设备

碳纤维和玻璃纤维有什么区别?

碳纤维和玻璃纤维都是纤维增强塑料,但两者之间有一些关键区别:

  • 碳纤维比玻璃纤维更坚固、更坚硬,但也更昂贵。
  • 玻璃纤维比碳纤维更柔韧,这使其成为需要一定程度柔韧性的应用的更好选择。

玻璃纤维是如何回收利用的?

玻璃纤维可以回收利用,但这个过程比回收铝或纸等其他材料更困难。 以下是一些使用的方法:

  • 研磨:玻璃纤维可以研磨成小块,用作其他产品的填充材料。
  • 热解:这涉及在没有氧气的情况下将玻璃纤维加热到高温。 产生的气体可用作燃料,剩余的材料可用作 填充材料(这里是如何使用填充物).
  • 机械回收:这涉及将玻璃纤维分解成其组成部分并重新使用它们来制造新产品。

玻璃纤维的迷人历史

• 玻璃纤维是在 19 世纪后期偶然发现的,当时康宁玻璃厂的一名研究人员将熔融玻璃洒在炉子上,并观察到它在冷却时会形成细纤维。

  • 研究员 Dale Kleist 开发了一种制造这些纤维的工艺,公司将其作为石棉的替代品进行销售。

玻璃纤维营销

• 在第二次世界大战期间,玻璃纤维被用于军事应用,例如天线罩和飞机零件。

  • 战后,玻璃纤维在市场上有多种用途,包括船体、钓鱼竿和汽车车身。

绝缘

• 玻璃纤维隔热材料是在 1930 年代开发的,并迅速成为家庭和建筑物隔热材料的流行选择。

  • 它在今天仍然被广泛使用,可以在建筑围护结构的各个部分找到,包括墙壁、天花板和阁楼。
  • 玻璃纤维绝缘材料可有效减少热量损失和噪音传播。

玻璃纤维是一种适用于广泛应用的理想材料,这要归功于其重量轻、强度高以及出色的防水和耐化学品性能。 以下是玻璃纤维形式的一些最常见用途:

  • 建筑:玻璃纤维因其出色的绝缘性能和防止水损坏的能力而常用于建筑。
  • 容器:玻璃纤维容器在食品行业很受欢迎,因为它们可以为敏感食品提供出色的保护和储存。
  • 造船:玻璃纤维重量轻、强度高,是一种流行的造船材料。
  • 盖板:玻璃纤维盖板常用于建筑行业,以保护敏感设备免受恶劣天气的影响。
  • 模制部件:玻璃纤维是生产模制部件的理想材料,因为它能够呈现不同的形状和形式。

创建玻璃纤维产品:制造过程

为了制造玻璃纤维,将二氧化硅、沙子、石灰石、高岭土和白云石等原材料的组合在熔炉中熔化,直至达到熔点。 然后将熔化的玻璃通过微小的刷子或喷丝板挤出,以产生称为细丝的微小挤出物。 这些细丝编织在一起,形成一种类似织物的材料,可以模制成任何所需的形状。

添加树脂

为了提高玻璃纤维的性能和耐用性,在生产过程中添加了树脂等其他材料。 这些树脂与编织长丝混合并模制成所需的形状。 使用树脂可以提高强度、柔韧性以及对天气和其他外部因素的抵抗力。

先进制造技术

凭借先进的制造技术,玻璃纤维可以模塑成巨大的形状,使其成为制造新产品的理想选择。 使用玻璃纤维垫可以创造出适合各种应用的轻便耐用的产品。 制造过程中可以切割以适应产品所需的形状和尺寸,使其成为现有材料的理想替代品。

玻璃纤维应用的多功能性

玻璃纤维是一种轻质耐用的材料,由于其独特的性能,在各个行业中越来越受欢迎。 它由与聚合物结合的玻璃纤维组成,形成一种坚固且用途广泛的材料,可用于广泛的应用。

碳纤维和玻璃增强塑料与玻璃纤维:纤维之战

让我们从一些定义开始。 玻璃纤维是由细玻璃纤维和聚合物基制成的复合材料,而碳纤维是由碳纤维和聚合物基制成的复合材料。 玻璃纤维增​​强塑料 (GRP) 或玻璃纤维增​​强塑料 (FRP) 是由玻璃纤维增​​强的聚合物基体制成的复合材料。 碳纤维和玻璃纤维增​​强塑料都是复合材料的形式,这意味着它们是通过将两种或多种具有不同特性的材料组合在一起制成的,从而创造出具有优异机械性能的新材料。

强度重量比

在强度方面,碳纤维的强度重量比大约是玻璃纤维的两倍。 工业碳纤维比最好的玻璃纤维强 20% 以上,使其成为强度和重量至关重要的行业中的主要材料。 然而,在成本是主要问题的应用中,玻璃纤维仍然是一种流行的选择。

制造和加固

碳纤维的制造过程包括将富含碳的材料熔化并纺成纤维,然后将其与液态聚合物结合以促进复合材料的制造。 另一方面,玻璃纤维是通过将玻璃垫或织物编织或铺设到模具中,然后添加液态聚合物使材料硬化而制成的。 这两种材料都可以用额外的纤维增强,以增加它们的强度和耐用性。

互换性和特性

虽然碳纤维和玻璃纤维经常互换使用,但它们具有不同的机械性能。 碳纤维比玻璃纤维更硬、更结实,但也更脆、更贵。 另一方面,玻璃纤维比碳纤维更灵活且更便宜,但强度不如碳纤维。 玻璃增强塑料在强度和成本方面介于两者之间。

回收玻璃纤维:满足严峻需求的绿色替代品

玻璃纤维是一种坚韧耐用的材料,可以抵抗热、水和化学品。 它是绝缘材料、船只、汽车和建筑的热门选择。 然而,要处理旧玻璃纤维,就没那么容易了。 玻璃纤维由不可生物降解的塑料和玻璃纤维制成。 如果处理不当,它会向环境释放毒素,危害野生动物和人类。

回收玻璃纤维的过程

回收玻璃纤维需要一个特殊的过程,称为热回收。 玻璃纤维被加热到高温,将塑料中的有机化合物转化为气体。 这种气体被收集和提炼以产生天然气和石油。 该气体类似于天然气,可用作燃料。 该油可在某些产品中用作原油的替代品。

可用的最终产品

在许多应用中,回收玻璃纤维可用作新玻璃纤维的替代品。 它可以用来建造船只、汽车和房屋。 它还可用于绝缘、海堤和其他特殊需求。 再生玻璃纤维坚韧耐用,就像新玻璃纤维一样,但它也是绿色和可持续的。

十亿英镑索赔

根据玻璃纤维回收网站,北美和加拿大转运站和回收中心的制造商接受消费后玻璃纤维,包括旧船、汽车和聚苯乙烯泡沫塑料。 该网站声称他们每年回收超过 XNUMX 亿磅的玻璃纤维。 这是一个重要的数量,有助于减少浪费和保护环境。

结论

因此,玻璃纤维是由玻璃纤维制成的材料,用于多种用途。 它坚固、轻便、防水,并且已经存在了很长时间。 我希望你现在对它了解得更多一点。

我是 Joost Nusselder,Tools Doctor 的创始人、内容营销人员和父亲。 我喜欢尝试新设备,自 2016 年以来,我一直与我的团队一起创建深入的博客文章,以帮助忠实的读者提供工具和制作技巧。