Samenvatting
In de afgelopen ruim een halve eeuw zijn vezelversterkte composietmaterialen op grote schaal gebruikt vanwege hun uitstekende eigenschappen, en de belangrijke rol van versterkende vezels in composietmaterialen is vanzelfsprekend. Sinds de komst vancomposiet materialenhebben versterkende vezels een overgang ondergaan van natuurlijke vezels naar synthetische vezels.
Momenteel omvatten de meest voorkomende versterkende vezels glasvezels, aramidevezels,koolstof vezels, enz. Dit artikel introduceert de kenmerken en toepassingen van glasvezels voor composietversterking.
Wat isglasvezel?
Glasvezels worden vanwege hun kosteneffectiviteit en goede eigenschappen veel gebruikt, vooral in de composietenindustrie. Al in de 18e eeuw realiseerden Europeanen zich dat glas tot vezels kon worden gesponnen om te weven. De kist van de Franse keizer Napoleon had al decoratieve stoffen van glasvezel. Glasvezels hebben zowel filamenten als korte vezels of vlokken. Glasfilamenten worden vaak gebruikt in composietmaterialen, rubberproducten, transportbanden, dekzeilen, enz. Korte vezels worden voornamelijk gebruikt in non-woven vilt, technische kunststoffen en composietmaterialen.
De aantrekkelijke fysieke en mechanische eigenschappen van glasvezel, het fabricagegemak en de lage kosten in vergelijking met koolstofvezel maken het tot het materiaal bij uitstek voor hoogwaardige composiettoepassingen. Glasvezels zijn samengesteld uit oxiden van silica. Glasvezels hebben uitstekende mechanische eigenschappen, zoals minder brosheid, hoge sterkte, lage stijfheid en een laag gewicht.
Glasvezelversterkte polymeren bestaan uit een grote klasse van verschillende vormen van glasvezels, zoals longitudinale vezels, gehakte vezels, geweven matten engehakte strengmatten en worden gebruikt om de mechanische en tribologische eigenschappen van polymeercomposieten te verbeteren. Glasvezels kunnen hoge initiële aspectverhoudingen bereiken, maar brosheid kan ertoe leiden dat vezels tijdens de verwerking breken.
De volgende tabel toont de verschillende soorten glasvezels en samenstellingen:
Glasvezeleigenschappen
De belangrijkste kenmerken van glasvezel omvatten de volgende aspecten:
Niet gemakkelijk om water te absorberen: Glasvezel is waterafstotend en niet geschikt voor kleding, omdat zweet niet wordt geabsorbeerd waardoor de drager een nat gevoel krijgt; doordat het materiaal niet wordt aangetast door water zal het niet krimpen.
In-elasticiteit: Door het gebrek aan elasticiteit heeft de stof weinig inherente rek en herstel. Daarom hebben ze een oppervlaktebehandeling nodig om kreuken te voorkomen.
Grote sterkte: Glasvezel is extreem sterk, bijna net zo sterk als Kevlar. Wanneer de vezels echter tegen elkaar wrijven, breken ze en krijgt de stof een ruig uiterlijk.
Isolatie:In de korte vezelvorm is glasvezel een uitstekende isolator.
Drapereerbaarheid:De vezels vallen goed, waardoor ze ideaal zijn voor gordijnen.
Hittebestendig:Glasvezels hebben een hoge hittebestendigheid, zijn bestand tegen temperaturen tot 315°C en worden niet aangetast door zonlicht, bleekmiddel, bacteriën, schimmels, insecten of logen.
Gevoelig: Glasvezels worden aangetast door fluorwaterstofzuur en heet fosforzuur. Omdat de vezel een product op glasbasis is, moeten sommige ruwe glasvezels, zoals huishoudelijke isolatiematerialen, met zorg worden gehanteerd, omdat de vezeluiteinden kwetsbaar zijn en de huid kunnen doorboren. Daarom moeten handschoenen worden gedragen bij het hanteren van glasvezel.
De fysieke en mechanische eigenschappen van typische commerciële glasvezels worden weergegeven in de onderstaande tabel:
Productieproces van glasvezel
Glasvezel is een niet-metaalvezel die momenteel veel wordt gebruikt als industrieel materiaal. Over het algemeen omvatten de basisgrondstoffen van glasvezel verschillende natuurlijke mineralen en door de mens gemaakte chemicaliën. De belangrijkste componenten zijn kwartszand, kalksteen en natriumcarbonaat.
Kiezelzand fungeert als glasvormer, terwijl natriumcarbonaat en kalksteen de smelttemperatuur helpen verlagen. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt in combinatie met de lage thermische geleidbaarheid in vergelijking met asbest en organische vezels maakt glasvezel tot een dimensionaal stabiel materiaal dat warmte snel afvoert.
Stroomschema voor het productieproces van glasvezel
Glasvezels worden geproduceerd door direct smelten, waarbij processen betrokken zijn zoals compounderen, smelten, spinnen, coaten, drogen en verpakken. De batch is de beginfase van de glasproductie, waarbij de materiaalhoeveelheden grondig worden gemengd en het mengsel in een oven wordt gevoerd om te smelten bij een hoge temperatuur van 1400°C. Deze temperatuur is voldoende om het zand en andere ingrediënten in gesmolten toestand om te zetten; het gesmolten glas stroomt vervolgens de raffinaderij in en de temperatuur daalt tot 1370°C.
Tijdens het spinnen van glasvezels stroomt gesmolten glas door een huls met zeer fijne gaatjes naar buiten. De voeringplaat wordt elektronisch verwarmd en de temperatuur wordt geregeld om een constante viscositeit te behouden. Er werd een waterstraal gebruikt om het filament af te koelen toen het de huls verliet bij een temperatuur van ongeveer 1204°C.
SchematischDdiagram vanGdeerntjeFiberSvastzetten
De geëxtrudeerde stroom gesmolten glas wordt mechanisch tot filamenten getrokken met diameters variërend van 4 μm tot 34 μm. Er wordt spanning aangebracht met behulp van een hogesnelheidswikkelaar en het gesmolten glas wordt tot filamenten getrokken. In de laatste fase worden chemische coatings van smeermiddelen, bindmiddelen en koppelingsmiddelen op de filamenten aangebracht. Smering helpt de filamenten te beschermen tegen slijtage terwijl ze worden verzameld en in pakketten worden gewikkeld. Na het lijmen worden de vezels in een oven gedroogd; de filamenten zijn vervolgens klaar voor verdere verwerking tot gehakte vezels, rovings of garens.
Toepassing vanGdeerntjeFiber
Glasvezel is een anorganisch materiaal dat niet brandt en ongeveer 25% van zijn oorspronkelijke sterkte behoudt bij 540°C. De meeste chemicaliën hebben weinig effect op glasvezels. Anorganische glasvezel zal niet schimmelen of verslechteren. Glasvezels worden aangetast door fluorwaterstofzuur, heet fosforzuur en sterke alkalische stoffen.
Het is een uitstekend elektrisch isolatiemateriaal. Glasvezelstoffen hebben eigenschappen zoals lage vochtopname, hoge sterkte, hittebestendigheid en lage diëlektrische constante, waardoor ze ideale versterkingen zijn voor printplaten en isolerende vernissen.
De hoge sterkte-gewichtsverhouding van glasvezel maakt het een uitstekend materiaal voor toepassingen die een hoge sterkte en een minimaal gewicht vereisen. In textielvorm kan deze sterkte unidirectioneel of bidirectioneel zijn, waardoor flexibiliteit in ontwerp en kosten mogelijk is voor een breed scala aan toepassingen in de automobielmarkt, civiele bouw, sportartikelen, lucht- en ruimtevaart, scheepvaart, elektronica, woningen en windenergie.
Ze worden ook gebruikt bij de vervaardiging van structurele composieten, printplaten en diverse speciale producten. De jaarlijkse glasvezelproductie in de wereld bedraagt ongeveer 4,5 miljoen ton, en de belangrijkste producenten zijn China (60% marktaandeel), de Verenigde Staten en de Europese Unie. (Bron: Koolstofvezel en zijn composietmateriaaltechnologie)
Bekijk onze fotogalerij en ander nieuws over GRECHO glasvezelkoffershier.
Whatsapp: +86 18677188374
E-mail: info@grechofiberglass.com
Tel: +86-0771-2567879
Mobiel: +86-18677188374
Website:www.grechofiberglass.com
[Herdrukverklaring]: Het auteursrecht van de artikelen die door dit officiële account worden gereproduceerd, behoort toe aan de oorspronkelijke auteur en de auteursrechtverklaring van de oorspronkelijke auteur wordt gevolgd. Als de originele tekst geen copyrightverklaring heeft, zullen we het huidige principe van internetopening volgen zonder de auteur hiervan op de hoogte te stellen. Herdruk het onderstaande artikel. Als de herdruk niet in overeenstemming is met de copyrightverklaring van de auteur of als de auteur niet akkoord gaat met herdruk, schrijf ons dan om ons hiervan op de hoogte te stellen, dan zullen wij dit zo snel mogelijk afhandelen.
Posttijd: 21 juli 2021
