Què és la fibra de vidre i quins són els seus principis de producció?

En resum:fibra de vidrees fa fonent el vidre i transformant-lo en fibres una fracció del gruix d'un cabell humà. Combina la duresa i la resistència a la corrosió del vidre amb la flexibilitat i la teixibilitat de les fibres naturals, el que el converteix en el material de fibra de reforç més utilitzat i rendible-actualment.

 

Potser no l'has vist directament, però gairebé segur que l'has utilitzat-es troba a la carcassa del teu telèfon, a la banyera, a les pales de l'aerogenerador i fins i tot a la capa d'aïllament de les parets.

 

I. Què és exactament la fibra de vidre?

 

L'essència química de la fibra de vidre no és fonamentalment diferent de les ampolles i finestres de vidre que fem servir cada dia. El seu component principal és el diòxid de silici (SiO₂), combinat amb òxids com l'òxid d'alumini, l'òxid de calci i l'òxid de bor. La diferència rau en la seva forma: el vidre normal és en blocs i trencadís; mentre que la fibra de vidre, quan s'estira en fibres extremadament fines amb un diàmetre de només 3-24 micròmetres, experimenta un canvi qualitatiu-es torna flexible, teixible i es pot compondre amb resina, tot conservant els avantatges del vidre com la resistència a altes temperatures, la resistència a la corrosió i l'aïllament elèctric.

 

Un únic monofilament de fibra de vidre té aproximadament entre 1/20 i 1/5 del diàmetre d'un cabell humà. L'agrupament i el teixit d'aquests monofilaments produeixen diverses formes de productes de fibra de vidre, com ara tela de fibra de vidre i estora de fibra de vidre.

 

II. Com es fa?

 

El mètode de fabricació principal és el procés de dibuix del forn de tancs, que generalment segueix:

 

. Fusió: les matèries primeres minerals naturals com la sorra de quars, la pedra calcària i el borosilicat s'afegeixen a un forn de tanc segons una proporció específica i es fonen en vidre fos a una temperatura elevada d'aproximadament 1400 graus.

 

. Dibuix: el vidre fos flueix a través d'una placa deflector d'aliatge de platí a la part inferior (amb centenars o milers de perforacions), surt per gravetat i s'estira i refreda amb una màquina d'estirament d'alta velocitat-, solidificant-se instantàniament en fibres contínues.

 

. Impregnació: les fibres estirades es recobreixen immediatament amb un agent impregnant, que protegeix les fibres, augmenta la suavitat i millora la compatibilitat amb les resines.

 

. Post-processament: depenent de l'aplicació, es processa en productes com ara rovings sense retorçar, fils tallats, tela de fibra de vidre i estora de fibra de vidre.

 

La brillantor d'aquest procés rau en el fet que el vidre, un material que "es trenca al més mínim toc", experimenta una reducció important dels defectes interns després de transformar-se en fibres de la mida d'una micro{0}}. En conseqüència, la seva resistència a la tracció supera amb escreix la del vidre de bloc-la resistència a la tracció d'un sol filament de fibra de vidre pot arribar als 2000-4000 MPa, 2-3 vegades la de l'acer normal.

 

III. Per què és tan popular la fibra de vidre?

 

Els seus avantatges principals es poden resumir en sis paraules: lleuger, fort, durador i barat.

 

Pes lleuger: la fibra de vidre té una densitat d'aproximadament 2,5-2,6 g/cm³, més lleugera que l'alumini (2,7) i menys d'un terç de la densitat de l'acer (7,8).

Fort: la seva resistència a la tracció supera amb escreix la de l'acer. Quan es combina amb resina (és a dir, "fibra de vidre/FRP"), la seva força específica (relació força/densitat) supera completament la dels metalls tradicionals.

 

Durable: resistent a la corrosió-, resistent a les altes-temperatura (temperatura de funcionament de fins a 250-280 graus) i resistent a la intempèrie, no s'oxida ni es podreix.

Preu: en comparació amb la fibra de carboni (aproximadament 100-200 RMB/kg), la fibra de vidre només costa entre 6 i 15 RMB/kg, la qual cosa ofereix una rendibilitat extremadament alta.

A més, té un excel·lent aïllament elèctric, aïllament tèrmic, baixa absorció d'aigua i capacitat de disseny (el rendiment es pot controlar ajustant la direcció de la fibra i el mètode de distribució).

 

IV. On s'utilitza la fibra de vidre?

 

Les seves aplicacions són molt àmplies. Aquests són alguns dels més comuns:

 

Carcassa del producte 3C: algunes carcasses de portàtils i tauletes utilitzen materials compostos reforçats amb fibra de vidre-, que són més resistents que el plàstic pur i més lleugers que el metall.

 

Construcció: Ciment reforçat amb fibra de vidre (GRC), el material base per a membranes impermeables i capes d'aïllament de parets (lana de fibra de vidre).

 

Transport: la fibra de vidre s'utilitza àmpliament en para-xocs de cotxes, carenats de camions i cascos de vaixells.

 

Esports: les canyes de pesca, els esquís i les raquetes de bàdminton d'inici{0}}acostumen a utilitzar fibra de vidre com a material base.

 

Resum

 

L'essència de la fibra de vidre és que el procés de "-dibuix de fibra" transforma el vidre d'un material "fràgil" en un "material de reforç flexible".