Glasfiber (glasfiber) - fiber eller komplex[ förtydliga ] tråd formad av glas . I denna form uppvisar glas ovanliga egenskaper för sig: det går inte sönder eller går sönder, utan böjs istället lätt utan att gå sönder. Detta gör att den kan vävas in i glasfiber .
Glasfiberfibrer av naturligt ursprung finns på platser där vulkanutbrott har inträffat och kallas för Peles hår [1] . De har den kemiska sammansättningen av basaltstenar , innehåller inneslutningar av kristaller och är inte analoga med glasfiber när det gäller fysikaliska och mekaniska egenskaper [2] .
Glasfiber extruderas från en glassmälta av en speciell kemisk sammansättning. Extrudering, som i andra fall, utförs genom att man tvingar smältan genom spinnformar . Den ursprungliga produkten, liksom inom andra områden av produktionen av kemiska fibrer , erhålls i form av ändlösa elementära fibrer ( filament ), av vilka vidare i bearbetningsprocessen antingen komplexa trådar bildas (filamentdiameter 3-100 mikron ( linjär densitet ) upp till 0,1 Tex )) och längd i ett paket på 20 km eller mer ( kontinuerlig glasfiber ), linjär densitet upp till 100 Tex, eller i glasförgarn (produkter med en linjär densitet på mer än 100 Tex). I detta fall bearbetas produkten som regel till tvinnade trådar (rovings) på vridnings- och avlindningsmaskiner. Dessa halvfabrikat kan sedan utsättas för vilken form av textilbearbetning som helst till tvinnade produkter (trådar av komplex tvinning, snören , garn , rep ), textiltyger ( tyger , ovävda material ), nät (vävda, speciell struktur).
Glasfiber kan också tillverkas i en diskret ( häftklammer ) form. Den ursprungliga glasrovingen kan också bearbetas genom att skära, hacka eller riva till diskreta (stapel)fibrer med en stapellängd på 0,1 (mikrofiber) - 50 cm, fibertitern i detta fall är som regel lägre än den för filamentgängor och motsvarar diametern 0,1–20 µm. Huvuddelen av stapelfiberglas bearbetas till icke-vävda material ( kardade , nålstansade, trådsydda, glasfiber ) med hjälp av olika teknologier (kardning, kardning, vadd, nålstansning, trådsydd, "våtlagd"), glas ull, stapelgarn. Till utseendet liknar kontinuerlig glasfiber trådar av natur- eller rayonsilke , medan stapelfibrer liknar korta fibrer av bomull eller ull .
Det huvudsakliga användningsområdet för glasfiber och glastextilmaterial är användningen av glasfiber och andra kompositer som förstärkningselement . Glastyger kan också användas självständigt som struktur- och efterbehandlingsmaterial. I det här fallet utsätts de ofta för någon form av efterbehandling, främst impregnering med ett bindemedel ( latex , polyuretan , stärkelse , hartser , andra polymerer ).
Kontinuerlig glasfiber bildas genom att dra från smält glasmassa genom spinndysor (antal hål är 200-4000) med hjälp av mekaniska anordningar, linda fibern på en rulle. Fiberdiametern beror på draghastigheten och spinndysens diameter. Den tekniska processen kan utföras i ett eller två steg. I det första fallet hämtas glasfiber från smält glasmassa (direkt från glassmältugnar), i det andra fallet används i förväg erhållna glaskulor, stavar eller erklez (bitar av smält glas), som smälts i glassmältugnar eller i glassmältningsapparater (kärl).
Stapelglasfiber bildas genom att blåsa en stråle av smält glas med ånga, luft eller heta gaser och andra metoder.
Mekaniska egenskaper hos fibrer: [3]
| Fiber | Densitet, 10 3 kg/m 3 | Dragmodul, GPa | Ultimat draghållfasthet, GPa |
|---|---|---|---|
| E-glas | 2.5 | 73 | 2.5 |
| S-glas | 2.5 | 86 | 4.6 |
| Kiseldioxid | 2.5 | 74 | 5.9 |
Egenskaper hos högmodulfibrer och enkelriktade epoxikompositmaterial : [4]
| Fibertyp | Fiberkvalitet | Fibers egenskaper 10 mm långa | Egenskaper hos kompositmaterial | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| σ in | E | σ in | E | σ in / (sid), km | ||
| GPa | GPa | GPa | GPa | |||
| glas | VM-1 | 3,82 | 102,9 | 2.01 | 69,1 | 98 |
| >> | VMP | 4,61 | 93,3 | 2,35 | 64,7 | 114 |
| >> | M-11 | 4,61 | 107,9 | 2.15 | 72,6 | 98 |
| Boric | BN (betyg 2) | 2,75 | 392,2 | 1,37 | 225,5 | 75 |
| >> | BN (betyg 1) | 3.14 | 382,4 | 1,72 | 274,6 | 87 |
| >> | Borophil (USA) | 2,75 | 382,4 | 1,57 | 225,5 | 80 |
| organisk | SVM | 2,75 | 117,7 | 1,47 | 58,5 | 111 |
| >> | Kevlar-49 (USA) | 2,75 | 130,4 | 1,37 | 80,4 | 100 |
Volymfraktionen av fyllmedlet är 60 %.
Mekaniska egenskaper hos fibrer: [5]
| Glasmärke | Densitet ρ, 10 −3 kg/m 3 |
Elasticitetsmodul E , GPa |
Medelhållfasthet på basen 10 mm, GPa |
Slutlig stam ε, % |
|---|---|---|---|---|
| Mycket modulärt | 2,58 | 95 | 4.20 | 4.8 |
| VM-1 | 2,58 | 93 | 4.20 | 4.8 |
| VMP | 2,46 | 85 | 4.20 | 4.8 |
| UPP-68 | 2,40 | 83 | 4.20 | 4.8 |
| UPP-73 | 2,56 | 74 | 2.00 | 3.6 |
| Syrabeständig 7-A |
Glasets draghållfasthet påverkas av mikroskopiska defekter och ytrepor. För konstruktionsändamål används främst glas med en draghållfasthet på 50 MPa. Glasögonen har en Youngs modul på cirka 70 GPa. [3]
| Textilfibrer | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Naturlig (naturlig) |
| ||||||
| Kemisk |
| ||||||