W zależności od kształtu i długości włókno szklane można podzielić na włókna ciągłe, włókna o stałej długości i wełnę szklaną; w zależności od składu szkła można je podzielić na włókno bezalkaliczne, odporne na działanie chemikaliów, średnioalkaliczne, o wysokiej wytrzymałości, o wysokim module sprężystości i odporne na działanie alkaliów (odporność na działanie alkaliów) itp.
Głównymi surowcami do produkcji włókien szklanych są: piasek kwarcowy, tlenek glinu i pirofilit, wapień, dolomit, kwas borowy, soda kalcynowana, mirabilit, fluoryt itp. Metody produkcji można podzielić na dwie kategorie: pierwsza polega na bezpośrednim wytwarzaniu włókien ze stopionego szkła; druga polega na najpierw wytwarzaniu szklanych kulek lub prętów o średnicy 20 mm ze stopionego szkła, a następnie podgrzewaniu i przetapianiu na różne sposoby w celu uzyskania szklanych kulek lub prętów o średnicy od 3 do 3 mm. Włókna o średnicy 80 μm są bardzo cienkie. Włókna o nieskończonej długości, ciągnione mechaniczną metodą z płytek ze stopu platyny, nazywane są ciągłymi włóknami szklanymi, powszechnie znanymi jako włókna długie. Włókna nieciągłe, wytwarzane za pomocą rolek lub przepływu powietrza, nazywane są włóknami szklanymi o stałej długości, powszechnie znanymi jako włókna krótkie.
Włókna szklane klasyfikuje się na różne klasy w zależności od składu, właściwości i zastosowania. Zgodnie z normami, włókno szklane klasy E jest szeroko stosowane, w tym w materiałach elektroizolacyjnych; włókno klasy S to włókno specjalne.
Szkło używane do produkcji włókna szklanego różni się od szkła używanego w innych produktach szklanych. Ogólnie rzecz biorąc, składy szklane włókien dostępnych na rynku są następujące:
Włókno szklane o wysokiej wytrzymałości i wysokim module sprężystości
Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i wysokim modułem sprężystości. Wytrzymałość pojedynczego włókna na rozciąganie wynosi 2800 MPa, czyli o około 25% więcej niż włókna szklanego bezalkalicznego, a moduł sprężystości wynosi 86000 MPa, czyli więcej niż włókna szklanego typu E. Produkty FRP produkowane z tego materiału są wykorzystywane głównie w przemyśle wojskowym, lotniczym, w szybkich pociągach, w energetyce wiatrowej, w pancerzach kuloodpornych i sprzęcie sportowym.
Włókno szklane AR
Znane również jako włókno szklane odporne na działanie alkaliów, włókno szklane odporne na działanie alkaliów jest materiałem wzmacniającym do betonu (cementowego) zbrojonego włóknem szklanym (określanego jako GRC), wysokiej jakości włóknem nieorganicznym i idealnym zamiennikiem stali i azbestu w nienośnych elementach cementowych. Włókno szklane odporne na działanie alkaliów charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie alkaliów, może skutecznie przeciwdziałać erozji substancji o wysokiej zawartości alkaliów w cemencie, dużą siłą chwytu, wysokim modułem sprężystości, odpornością na uderzenia, wytrzymałością na rozciąganie i zginanie, niepalnością, mrozoodpornością, odpornością na temperaturę, dużą zdolnością do zmian wilgotności, doskonałą odpornością na pękanie i nieprzepuszczalnością, silną możliwością projektowania, łatwością formowania itp. Włókno szklane odporne na działanie alkaliów to nowy rodzaj zielonego i przyjaznego dla środowiska wzmocnienia, szeroko stosowanego w wysokowydajnym materiale zbrojonym (cementowym) betonie.
Szkło D
Znane jest również jako szkło o niskiej dielektryczności. Służy do produkcji włókien szklanych o niskiej dielektryczności i dobrej wytrzymałości dielektrycznej.
Oprócz powyższych komponentów z włókna szklanego, dostępne jest obecnie nowe, bezalkaliczne włókno szklane, które jest całkowicie wolne od boru, co zmniejsza zanieczyszczenie środowiska, a jednocześnie jego właściwości elektroizolacyjne i mechaniczne są podobne do tradycyjnego szkła typu E. Ponadto dostępne jest włókno szklane o podwójnym składzie szklanym, które jest wykorzystywane w produkcji wełny szklanej i prawdopodobnie ma potencjał do wzmacniania włókna szklanego. Ponadto dostępne jest włókno szklane bezfluorowe, które jest ulepszonym, bezalkalicznym włóknem szklanym opracowanym zgodnie z wymogami ochrony środowiska.
Oprócz powyższych komponentów z włókna szklanego, dostępne jest obecnie nowe, bezalkaliczne włókno szklane, które jest całkowicie wolne od boru, co zmniejsza zanieczyszczenie środowiska, a jednocześnie jego właściwości elektroizolacyjne i mechaniczne są podobne do tradycyjnego szkła typu E. Ponadto dostępne jest włókno szklane o podwójnym składzie szklanym, które jest wykorzystywane w produkcji wełny szklanej i prawdopodobnie ma potencjał do wzmacniania włókna szklanego. Ponadto dostępne jest włókno szklane bezfluorowe, które jest ulepszonym, bezalkalicznym włóknem szklanym opracowanym zgodnie z wymogami ochrony środowiska.
Włókno szklane można podzielić na różne kategorie, w zależności od użytych surowców i ich proporcji.
Oto 7 różnych rodzajów włókna szklanego i ich zastosowania w produktach codziennego użytku:
Szkło alkaliczne (szkło A)
Szkło sodowe lub sodowo-wapniowe. Jest to powszechnie stosowany rodzaj włókna szklanego. Szkło alkaliczne stanowi około 90% całego produkowanego szkła. Jest to najpopularniejszy rodzaj i jest używany do produkcji szklanych pojemników, takich jak puszki i butelki na żywność i napoje, a także do szkła okiennego.
Naczynia do pieczenia wykonane z hartowanego szkła sodowo-wapniowego są również doskonałym przykładem szkła typu A. Jest ono niedrogie, wysoce wykonalne i dość twarde. Włókna szklane typu A można wielokrotnie przetapiać i zmiękczać, co czyni je idealnymi włóknami szklanymi do recyklingu szkła.
Szkło odporne na działanie alkaliów Szkło AE lub szkło AR
Szkło AE lub AR to szkło odporne na działanie alkaliów, stosowane specjalnie do betonu. Jest to materiał kompozytowy na bazie tlenku cyrkonu.
Dodatek cyrkonii, twardego i odpornego na ciepło minerału, sprawia, że to włókno szklane nadaje się do stosowania w betonie. Szkło AR zapobiega pękaniu betonu, zapewniając wytrzymałość i elastyczność. Ponadto, w przeciwieństwie do stali, nie rdzewieje łatwo.
Szkło chemiczne
Szkło typu C, czyli szkło chemiczne, jest stosowane jako tkanina wierzchnia do zewnętrznej warstwy laminatów rur i pojemników do przechowywania wody i chemikaliów. Dzięki wysokiemu stężeniu borokrzemianu wapnia stosowanego w procesie produkcji szkła, charakteryzuje się ono maksymalną odpornością chemiczną w środowiskach korozyjnych.
Szkło typu C zachowuje równowagę chemiczną i strukturalną w każdym środowisku i jest dość odporne na działanie chemikaliów alkalicznych.
Szkło dielektryczne
Włókna szklane dielektryczne (D-glass) są powszechnie stosowane w urządzeniach AGD, naczyniach kuchennych itp. Jest to również idealny rodzaj włókna szklanego ze względu na niską stałą dielektryczną. Wynika to z obecności trójtlenku boru w jego składzie.
Szkło elektroniczne
Szkło E lub tkanina z włókna szklanego E to standard branżowy, który oferuje równowagę między wydajnością a ceną. Jest to lekki materiał kompozytowy stosowany w przemyśle lotniczym, morskim i przemysłowym. Właściwości włókna E jako włókna wzmacniającego sprawiły, że stało się ono ulubionym materiałem w produktach komercyjnych, takich jak donice, deski surfingowe i łodzie.
Włókna szklane typu E z wełny szklanej można formować w dowolnym kształcie i rozmiarze, stosując bardzo prostą technikę produkcji. W fazie przedprodukcyjnej właściwości włókna szklanego typu E sprawiają, że jest ono czyste i bezpieczne w obróbce.
Szkło konstrukcyjne
Szkło konstrukcyjne (szkło typu S) znane jest ze swoich właściwości mechanicznych. Nazwy handlowe R-glass, S-glass i T-glass odnoszą się do tego samego rodzaju włókna szklanego. W porównaniu z włóknem typu E-glass, charakteryzuje się ono wyższą wytrzymałością na rozciąganie i modułem sprężystości. To włókno szklane jest przeznaczone do zastosowań w przemyśle obronnym i lotniczym.
Jest również stosowany w zastosowaniach w sztywnych pancerzach balistycznych. Ponieważ ten rodzaj włókna szklanego charakteryzuje się wysoką wydajnością, jest on stosowany tylko w określonych branżach o ograniczonej produkcji. Oznacza to również, że szkło typu S może być drogie.
Włókno szklane Advantex
Ten rodzaj włókna szklanego jest szeroko stosowany w przemyśle naftowym, gazowym i górniczym, a także w elektrowniach i zastosowaniach morskich (systemy oczyszczania ścieków i kanalizacji). Łączy on właściwości mechaniczne i elektryczne włókna typu E z odpornością na korozję kwasową włókien szklanych typu E, C i R. Jest stosowany w środowiskach, w których konstrukcje są bardziej podatne na korozję.
Czas publikacji: 11 maja 2022 r.
