Grafit jest szeroko stosowany w produkcji sprzętu chemicznego ze względu na doskonałą odporność na korozję, przewodność elektryczną i stabilność termiczną. Jednakże grafit wykazuje stosunkowo słabe właściwości mechaniczne, szczególnie w warunkach uderzeń i wibracji.Włókno szklane, jako wysokowydajny materiał kompozytowy, oferuje znaczące korzyści w zastosowaniu w sprzęcie chemicznym na bazie grafitu ze względu na swoją odporność na ciepło, odporność na korozję i doskonałe właściwości mechaniczne. Do jego szczególnych zalet należą:
(1) Zwiększona wydajność mechaniczna
Wytrzymałość na rozciąganie włókna szklanego może sięgać 3450 MPa, znacznie przewyższając wytrzymałość grafitu, która zazwyczaj waha się od 10 do 20 MPa. Dzięki dodaniu włókna szklanego do materiałów grafitowych można znacznie poprawić ogólną wydajność mechaniczną sprzętu, w tym odporność na uderzenia i wibracje.
(2) Odporność na korozję
Włókno szklane charakteryzuje się doskonałą odpornością na większość kwasów, zasad i rozpuszczalników. Chociaż sam grafit jest wysoce odporny na korozję,włókno szklanemoże zapewnić lepszą wydajność w ekstremalnych warunkach chemicznych, takich jak warunki wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, atmosfery utleniające lub środowiska kwasu fluorowodorowego.
(3) Ulepszone właściwości termiczne
Włókno szklane charakteryzuje się wyjątkowo niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej (CTE) wynoszącym około 5,0×10−7/°C, co zapewnia stabilność wymiarową pod wpływem naprężeń termicznych. Dodatkowo, wysoka temperatura topnienia (1400–1600°C) zapewnia wyjątkową odporność na wysokie temperatury. Te właściwości pozwalają urządzeniom grafitowym wzmocnionym włóknem szklanym zachować integralność strukturalną i funkcjonalność w środowiskach o wysokiej temperaturze, przy minimalnych odkształceniach.
(4) Zalety wagowe
Przy gęstości około 2,5 g/cm³, włókno szklane jest nieco cięższe od grafitu (2,1–2,3 g/cm³), ale znacznie lżejsze od materiałów metalowych, takich jak stal czy aluminium. Zintegrowanie włókna szklanego w sprzęcie grafitowym poprawia wydajność bez znaczącego wzrostu masy, zachowując jednocześnie lekkość i mobilność sprzętu.
(5) Efektywność kosztowa
W porównaniu z innymi kompozytami o wysokiej wydajności (np. włóknem węglowym) włókno szklane jest bardziej ekonomiczne, co czyni je korzystnym rozwiązaniem w zastosowaniach przemysłowych na dużą skalę:
Koszty surowców:Włókno szklanewykorzystuje przede wszystkim tanie szkło, podczas gdy włókno węglowe opiera się na drogim akrylonitrylu.
Koszty produkcji: Oba materiały wymagają obróbki w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, ale produkcja włókna węglowego wiąże się z dodatkowymi, złożonymi etapami (np. polimeryzacją, stabilizacją utleniania, karbonizacją), co podnosi koszty.
Recykling i utylizacja: Włókno węglowe jest trudne w recyklingu i stanowi zagrożenie dla środowiska, jeśli jest niewłaściwie użytkowane, co prowadzi do wyższych kosztów utylizacji. Włókno szklane jest natomiast łatwiejsze w zarządzaniu i bardziej przyjazne dla środowiska w przypadku wycofania z eksploatacji.
Czas publikacji: 24-04-2025
