Plašākā nozīmē mūsu izpratne par stikla šķiedru vienmēr ir bijusi tāda, ka tā ir neorganisks nemetālisks materiāls, taču, padziļinot pētījumus, mēs zinām, ka patiesībā ir daudz stikla šķiedru veidu, un tiem ir lieliska veiktspēja un daudz izcilu priekšrocību. Piemēram, tai ir īpaši augsta mehāniskā izturība, kā arī īpaši laba karstumizturība un izturība pret koroziju. Tiesa, neviens materiāls nav perfekts, un stikla šķiedrai ir arī savi trūkumi, kurus nevar ignorēt, proti, tā nav nodilumizturīga un ir pakļauta trauslumam. Tāpēc praktiskajā pielietojumā mums ir jāizmanto savas stiprās puses un jāizvairās no vājajām pusēm.
Stikla šķiedras izejvielas ir viegli iegūt, galvenokārt tās ir izmestas no veca stikla vai stikla izstrādājumiem. Stikla šķiedra ir ļoti smalka, un vairāk nekā 20 stikla monofilamentu kopā ir līdzvērtīgi mata biezumam. Stikla šķiedru parasti var izmantot kā armatūras materiālu kompozītmateriālos. Pateicoties stikla šķiedras pētījumu padziļināšanai pēdējos gados, tai ir arvien lielāka nozīme mūsu ražošanā un dzīvē. Nākamajos dažos rakstos galvenokārt aprakstīts stikla šķiedras ražošanas process un pielietojums. Šajā rakstā ir iepazīstināts ar stikla šķiedras īpašībām, galvenajām sastāvdaļām, galvenajām raksturlielumiem un materiālu klasifikāciju. Nākamajos dažos rakstos tiks apspriests tās ražošanas process, drošības aizsardzība, galvenie izmantošanas veidi, drošības aizsardzība, nozares stāvoklis un attīstības perspektīvas.
IIevads
1.1 Stikla šķiedras īpašības
Vēl viena lieliska stikla šķiedras īpašība ir tās augstā stiepes izturība, kas standarta stāvoklī var sasniegt 6,9 g/d un mitrā stāvoklī 5,8 g/d. Šīs lieliskās īpašības ļauj stikla šķiedru bieži izmantot kā universālu armatūras materiālu. Tās A blīvums ir 2,54. Stikla šķiedra ir arī ļoti karstumizturīga, un tā saglabā savas normālās īpašības 300°C temperatūrā. Stikla šķiedra dažkārt tiek plaši izmantota arī kā siltumizolācijas un ekranēšanas materiāls, pateicoties tās elektroizolācijas īpašībām un nespējai viegli korodēt.
1.2 Galvenās sastāvdaļas
Stikla šķiedras sastāvs ir samērā sarežģīts. Parasti galvenās sastāvdaļas, ko visi atpazīst, ir silīcija dioksīds, magnija oksīds, nātrija oksīds, bora oksīds, alumīnija oksīds, kalcija oksīds utt. Stikla šķiedras monofilamenta diametrs ir aptuveni 10 mikroni, kas ir vienāds ar 1/10 no matu diametra. Katrs šķiedru saišķis sastāv no tūkstošiem monofilamentu. Stiepšanas process nedaudz atšķiras. Parasti silīcija dioksīda saturs stikla šķiedrā ir no 50% līdz 65%. Stikla šķiedrām ar alumīnija oksīda saturu virs 20% stiepes izturība ir relatīvi augsta, parasti augstas stiprības stikla šķiedrām, savukārt sārmu nesaturošu stikla šķiedru alumīnija oksīda saturs parasti ir aptuveni 15%. Ja vēlaties, lai stikla šķiedrai būtu lielāks elastības modulis, jānodrošina, lai magnija oksīda saturs pārsniegtu 10%. Tā kā stikla šķiedrā ir neliels dzelzs oksīda daudzums, tās izturība pret koroziju ir uzlabojusies dažādās pakāpēs.
1.3 Galvenās iezīmes
1.3.1 Izejvielas un pielietojums
Salīdzinot ar neorganiskajām šķiedrām, stikla šķiedru īpašības ir pārākas. Tās ir grūtāk aizdedzināmas, karstumizturīgas, siltumizolējošas, stabilākas un stiepes izturības ziņā izturīgas. Taču tās ir trauslas un tām ir slikta nodilumizturība. Stikla šķiedras, ko izmanto armētas plastmasas ražošanā vai gumijas stiprināšanai, kā armatūras materiālu ir šādas īpašības:
(1) Tā stiepes izturība ir labāka nekā citiem materiāliem, bet pagarinājums ir ļoti zems.
(2) Elastības koeficients ir piemērotāks.
(3) Elastības robežās stikla šķiedra var ilgstoši izstiepties un ir ļoti stiepes izturīga, tāpēc trieciena gadījumā tā var absorbēt lielu enerģijas daudzumu.
(4) Tā kā stikla šķiedra ir neorganiska šķiedra, neorganiskajai šķiedrai ir daudz priekšrocību, to nav viegli sadedzināt, un tās ķīmiskās īpašības ir relatīvi stabilas.
(5) Nav viegli absorbēt ūdeni.
(6) Karstumizturīgs un stabils pēc savas būtības, nav viegli reaģēt.
(7) Tā apstrādājamība ir ļoti laba, un to var pārstrādāt izcilos izstrādājumos dažādās formās, piemēram, šķipsnās, filcos, saišķos un austos audumos.
(8) Var laist cauri gaismu.
(9) Tā kā materiālus ir viegli iegūt, cena nav augsta.
(10) Augstā temperatūrā tas nevis deg, bet gan kūst šķidrās lodītēs.
1.4 Klasifikācija
Saskaņā ar dažādiem klasifikācijas standartiem stikla šķiedru var iedalīt daudzos veidos. Pēc formas un garuma to var iedalīt trīs veidos: nepārtrauktās šķiedras, kokvilnas šķiedras un fiksēta garuma šķiedras. Pēc dažādām sastāvdaļām, piemēram, sārmu satura, to var iedalīt trīs veidos: bezsārmu stikla šķiedra, vidēja sārma stikla šķiedra un augsta sārma stikla šķiedra.
1.5 Ražošanas izejvielas
Faktiskajā rūpnieciskajā ražošanā, lai ražotu stikla šķiedru, mums ir nepieciešams alumīnija oksīds, kvarca smiltis, kaļķakmens, pirofilīts, dolomīts, sodas pelni, mirabilīts, borskābe, fluorīts, malta stikla šķiedra utt.
1.6 Ražošanas metode
Rūpnieciskās ražošanas metodes var iedalīt divās kategorijās: viena ir vispirms izkausēt stikla šķiedras un pēc tam izgatavot sfēriskus vai stieņa formas stikla izstrādājumus ar mazāku diametru. Pēc tam to karsē un dažādos veidos atkārtoti kausē, lai iegūtu smalkas šķiedras ar diametru no 3 līdz 80 μm. Otra metode arī vispirms izkausē stiklu, bet stieņu vai sfēru vietā ražo stikla šķiedras. Pēc tam paraugu, izmantojot mehānisko vilkšanas metodi, izvelk caur platīna sakausējuma plāksni. Iegūtos izstrādājumus sauc par nepārtrauktām šķiedrām. Ja šķiedras tiek vilktas caur veltņu sistēmu, iegūtos izstrādājumus sauc par pārtrauktām šķiedrām, kas pazīstamas arī kā sagrieztas stikla šķiedras, un štāpeļšķiedrām.
1.7 Vērtēšana
Atkarībā no stikla šķiedras atšķirīgā sastāva, pielietojuma un īpašībām to iedala dažādās kategorijās. Starptautiski komercializētās stikla šķiedras ir šādas:
1.7.1 E-stikls
Tas ir borāta stikls, ko ikdienas dzīvē sauc arī par bezsārmu stiklu. Tā daudzo priekšrocību dēļ tas ir visplašāk izmantotais stikls. Pašlaik tas ir visplašāk izmantotais stikls, lai gan tas ir plaši izmantots, taču tam ir arī neizbēgami trūkumi. Tas viegli reaģē ar neorganiskiem sāļiem, tāpēc to ir grūti uzglabāt skābā vidē.
1.7.2 C-stikls
Faktiskajā ražošanā to sauc arī par vidēja sārma stiklu, kam ir relatīvi stabilas ķīmiskās īpašības un laba izturība pret skābēm. Tā trūkums ir zema mehāniskā izturība un slikta elektriskā veiktspēja. Dažādās vietās ir atšķirīgi standarti. Vietējā stikla šķiedras rūpniecībā vidēja sārma stiklā nav bora elementa. Savukārt ārvalstu stikla šķiedras rūpniecībā tiek ražots vidēja sārma stikls, kas satur boru. Atšķiras ne tikai saturs, bet arī vidēja sārma stikla loma vietējā un ārvalstu tirgū. Ārzemēs ražotie stikla šķiedras virsmas paklāji un stikla šķiedras stieņi ir izgatavoti no vidēja sārma stikla. Ražošanā vidēja sārma stikls tiek aktīvi izmantots arī asfaltā. Manā valstī objektīvais iemesls ir tā plašais pielietojums ļoti zemās cenas dēļ, un tas ir aktīvs visur iesaiņošanas audumu un filtra audumu nozarē.
1.7.3 Stikla šķiedra A stikls
Ražošanā to sauc arī par augsta sārma stiklu, kas pieder pie nātrija silikāta stikla, bet tā ūdensizturības dēļ to parasti neražo kā stikla šķiedru.
1.7.4 Stikla šķiedras D stikls
To sauc arī par dielektrisko stiklu, un tas parasti ir galvenā dielektrisko stikla šķiedru izejviela.
1.7.5 Augstas izturības stikla šķiedras stikls
Tās izturība ir par 1/4 augstāka nekā E-stikla šķiedrai, un tās elastības modulis ir augstāks nekā E-stikla šķiedrai. Pateicoties dažādajām priekšrocībām, to vajadzētu plaši izmantot, taču augsto izmaksu dēļ to pašlaik izmanto tikai dažās svarīgās jomās, piemēram, militārajā rūpniecībā, aviācijā un kosmosā.
1.7.5 Stikla šķiedras AR stikls
To sauc arī par sārmu izturīgu stikla šķiedru, kas ir tīra neorganiska šķiedra un tiek izmantota kā armatūras materiāls stikla šķiedras armētā betonā. Noteiktos apstākļos tā var pat aizstāt tēraudu un azbestu.
1.7.6 Stikla šķiedras E-CR stikls
Tas ir uzlabots stikls bez bora un sārmu. Tā kā tā ūdensizturība ir gandrīz 10 reizes augstāka nekā sārmu nesaturošai stikla šķiedrai, to plaši izmanto ūdensizturīgu izstrādājumu ražošanā. Turklāt tā ir ļoti izturīga pret skābēm, un tā ieņem dominējošu pozīciju pazemes cauruļvadu ražošanā un pielietošanā. Papildus iepriekš minētajām izplatītākajām stikla šķiedrām zinātnieki tagad ir izstrādājuši jauna veida stikla šķiedru. Tā kā tas ir produkts bez bora, tas apmierina cilvēku vēlmi aizsargāt vidi. Pēdējos gados ir parādījies vēl viens stikla šķiedras veids, kas ir kļuvis populārāks - stikla šķiedra ar dubultu stikla sastāvu. Tās esamību var just pašreizējos stikla vates izstrādājumos.
1.8 Stikla šķiedru identifikācija
Stikla šķiedru atšķiršanas metode ir īpaši vienkārša: stikla šķiedras ievieto ūdenī, karsē līdz vārīšanās temperatūrai un tur 6–7 stundas. Ja stikla šķiedru deformācijas un audu virzieni kļūst mazāk blīvi, tās ir augstas sārmu stikla šķiedras. Saskaņā ar dažādiem standartiem ir daudz stikla šķiedru klasifikācijas metožu, kuras parasti iedala pēc garuma un diametra, sastāva un veiktspējas.
Sazinieties ar mums:
Tālruņa numurs: +8615823184699
Tālruņa numurs: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Publicēšanas laiks: 2022. gada 22. jūnijs
