Nhìn chung, chúng ta luôn hiểu sợi thủy tinh là một vật liệu vô cơ phi kim loại, nhưng khi nghiên cứu sâu hơn, chúng ta biết rằng thực tế có rất nhiều loại sợi thủy tinh, và chúng đều có hiệu suất tuyệt vời, cùng nhiều ưu điểm nổi bật. Ví dụ, độ bền cơ học của nó đặc biệt cao, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn cũng rất tốt. Tuy nhiên, không có vật liệu nào là hoàn hảo, và sợi thủy tinh cũng có những nhược điểm không thể bỏ qua, đó là khả năng chống mài mòn kém và dễ bị giòn. Do đó, trong ứng dụng thực tế, chúng ta phải tận dụng điểm mạnh và tránh điểm yếu của nó.
Nguyên liệu thô của sợi thủy tinh rất dễ kiếm, chủ yếu là thủy tinh cũ hoặc các sản phẩm thủy tinh đã qua sử dụng. Sợi thủy tinh rất mảnh, hơn 20 sợi đơn thủy tinh ghép lại với nhau chỉ dày bằng một sợi tóc. Sợi thủy tinh thường được sử dụng làm vật liệu gia cường trong vật liệu composite. Do nghiên cứu về sợi thủy tinh ngày càng được đẩy mạnh trong những năm gần đây, nó đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sản xuất và đời sống của chúng ta. Một vài bài viết tiếp theo chủ yếu mô tả quy trình sản xuất và ứng dụng của sợi thủy tinh. Bài viết này giới thiệu các đặc tính, thành phần chính, đặc điểm chính và phân loại vật liệu của sợi thủy tinh. Một vài bài viết tiếp theo sẽ thảo luận về quy trình sản xuất, an toàn, ứng dụng chính, tình trạng ngành và triển vọng phát triển của sợi thủy tinh.
Igiới thiệu
1.1 Tính chất của sợi thủy tinh
Một đặc tính tuyệt vời khác của sợi thủy tinh là độ bền kéo cao, có thể đạt 6,9g/d ở trạng thái tiêu chuẩn và 5,8g/d ở trạng thái ẩm. Những đặc tính tuyệt vời này khiến sợi thủy tinh thường được sử dụng rộng rãi làm vật liệu gia cường. Nó có mật độ A là 2,54. Sợi thủy tinh cũng rất chịu nhiệt và giữ được các đặc tính bình thường ở 300°C. Sợi thủy tinh đôi khi cũng được sử dụng rộng rãi làm vật liệu cách nhiệt và chắn nhiệt, nhờ các đặc tính cách điện và khả năng chống ăn mòn thấp.
1.2 Thành phần chính
Thành phần của sợi thủy tinh tương đối phức tạp. Nhìn chung, các thành phần chính mà mọi người đều biết đến là silica, magie oxit, natri oxit, boron oxit, nhôm oxit, canxi oxit, v.v. Đường kính của sợi đơn thủy tinh khoảng 10 micromet, tương đương với 1/10 đường kính của sợi tóc. Mỗi bó sợi được cấu tạo từ hàng nghìn sợi đơn. Quá trình kéo sợi có sự khác biệt nhỏ. Thông thường, hàm lượng silica trong sợi thủy tinh chiếm từ 50% đến 65%. Độ bền kéo của sợi thủy tinh có hàm lượng nhôm oxit trên 20% tương đối cao, thường là sợi thủy tinh cường độ cao, trong khi hàm lượng nhôm oxit của sợi thủy tinh không chứa kiềm thường khoảng 15%. Nếu muốn sợi thủy tinh có mô đun đàn hồi lớn hơn, cần đảm bảo hàm lượng magie oxit lớn hơn 10%. Do sợi thủy tinh chứa một lượng nhỏ sắt oxit, khả năng chống ăn mòn của nó được cải thiện ở các mức độ khác nhau.
1.3 Các tính năng chính
1.3.1 Nguyên liệu thô và ứng dụng
So với các loại sợi vô cơ, sợi thủy tinh có nhiều đặc tính vượt trội hơn. Nó khó bắt lửa hơn, chịu nhiệt tốt, cách nhiệt tốt, ổn định hơn và chịu được lực kéo tốt hơn. Tuy nhiên, nó giòn và có khả năng chống mài mòn kém. Được sử dụng để sản xuất nhựa gia cường hoặc để tăng cường độ bền cho cao su, sợi thủy tinh là vật liệu gia cường có những đặc điểm sau:
(1) Độ bền kéo của nó tốt hơn các vật liệu khác, nhưng độ giãn dài rất thấp.
(2) Hệ số đàn hồi phù hợp hơn.
(3) Trong giới hạn đàn hồi, sợi thủy tinh có thể kéo dài trong thời gian dài và rất bền, do đó nó có thể hấp thụ một lượng lớn năng lượng khi gặp tác động.
(4) Vì sợi thủy tinh là sợi vô cơ, nên sợi vô cơ có nhiều ưu điểm, nó không dễ cháy và tính chất hóa học của nó tương đối ổn định.
(5) Nó không dễ hấp thụ nước.
(6) Chịu nhiệt và ổn định về bản chất, không dễ phản ứng.
(7) Khả năng gia công của nó rất tốt và có thể được gia công thành các sản phẩm tuyệt vời với nhiều hình dạng khác nhau như sợi, nỉ, bó và vải dệt.
(8) Có thể truyền ánh sáng.
(9) Vì nguyên liệu dễ kiếm nên giá cả không đắt.
(10) Ở nhiệt độ cao, thay vì cháy, nó tan chảy thành các hạt lỏng.
1.4 Phân loại
Theo các tiêu chuẩn phân loại khác nhau, sợi thủy tinh có thể được chia thành nhiều loại. Theo hình dạng và chiều dài khác nhau, nó có thể được chia thành ba loại: sợi liên tục, sợi bông và sợi có chiều dài cố định. Theo các thành phần khác nhau, chẳng hạn như hàm lượng kiềm, nó có thể được chia thành ba loại: sợi thủy tinh không kiềm, sợi thủy tinh kiềm trung bình và sợi thủy tinh kiềm cao.
1.5 Nguyên liệu sản xuất
Trong sản xuất công nghiệp thực tế, để sản xuất sợi thủy tinh, chúng ta cần alumina, cát thạch anh, đá vôi, pyrophyllite, dolomite, soda ash, mirabilite, axit boric, fluorite, sợi thủy tinh nghiền, v.v.
1.6 Phương pháp sản xuất
Các phương pháp sản xuất công nghiệp có thể được chia thành hai loại: loại thứ nhất là nung chảy sợi thủy tinh trước, sau đó tạo ra các sản phẩm thủy tinh hình cầu hoặc hình que có đường kính nhỏ hơn. Sau đó, chúng được nung nóng và nung chảy lại theo nhiều cách khác nhau để tạo ra các sợi mịn có đường kính từ 3-80 μm. Loại thứ hai cũng nung chảy thủy tinh trước, nhưng tạo ra sợi thủy tinh thay vì que hoặc hình cầu. Mẫu sau đó được kéo qua một tấm hợp kim bạch kim bằng phương pháp kéo cơ học. Các sản phẩm thu được được gọi là sợi liên tục. Nếu sợi được kéo qua một hệ thống con lăn, các sản phẩm thu được được gọi là sợi không liên tục, còn được gọi là sợi thủy tinh cắt theo chiều dài và sợi ngắn.
1.7 Chấm điểm
Dựa trên thành phần, công dụng và tính chất khác nhau, sợi thủy tinh được chia thành nhiều loại. Các loại sợi thủy tinh đã được thương mại hóa trên thị trường quốc tế bao gồm:
1.7.1 Kính E
Đây là thủy tinh borat, hay còn gọi là thủy tinh không kiềm trong đời sống hàng ngày. Nhờ có nhiều ưu điểm, nó là loại thủy tinh được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Tuy được sử dụng phổ biến nhưng nó cũng có những nhược điểm không thể tránh khỏi. Nó dễ phản ứng với các muối vô cơ, vì vậy khó bảo quản trong môi trường axit.
1.7.2 Kính C
Trong sản xuất thực tế, nó còn được gọi là thủy tinh kiềm trung bình, có tính chất hóa học tương đối ổn định và khả năng chống axit tốt. Nhược điểm của nó là độ bền cơ học không cao và hiệu suất điện kém. Các nơi khác nhau có tiêu chuẩn khác nhau. Trong ngành công nghiệp sợi thủy tinh trong nước, thủy tinh kiềm trung bình không chứa nguyên tố boron. Nhưng trong ngành công nghiệp sợi thủy tinh nước ngoài, họ sản xuất thủy tinh kiềm trung bình có chứa boron. Không chỉ hàm lượng khác nhau, mà vai trò của thủy tinh kiềm trung bình trong và ngoài nước cũng khác nhau. Các tấm sợi thủy tinh và thanh sợi thủy tinh sản xuất ở nước ngoài được làm từ thủy tinh kiềm trung bình. Trong sản xuất, thủy tinh kiềm trung bình cũng được sử dụng trong nhựa đường. Ở nước ta, lý do khách quan là vì nó được sử dụng rộng rãi do giá thành rất thấp, và nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vải bọc và vải lọc.
1.7.3 Sợi thủy tinh A thủy tinh
Trong sản xuất, người ta cũng gọi nó là thủy tinh kiềm cao, thuộc loại thủy tinh natri silicat, nhưng do khả năng chống nước nên nó thường không được sản xuất dưới dạng sợi thủy tinh.
1.7.4 Sợi thủy tinh D
Nó còn được gọi là thủy tinh điện môi và thường là nguyên liệu thô chính để sản xuất sợi thủy tinh điện môi.
1.7.5 Sợi thủy tinh cường độ cao
Độ bền của nó cao hơn 1/4 so với sợi thủy tinh E, và mô đun đàn hồi cũng cao hơn so với sợi thủy tinh E. Nhờ những ưu điểm vượt trội này, nó đáng lẽ nên được sử dụng rộng rãi, nhưng do chi phí cao, hiện nay nó chỉ được sử dụng trong một số lĩnh vực quan trọng, chẳng hạn như công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ, v.v.
1.7.5 Sợi thủy tinh AR glass
Nó còn được gọi là sợi thủy tinh kháng kiềm, là một loại sợi vô cơ nguyên chất và được sử dụng làm vật liệu gia cường trong bê tông cốt sợi thủy tinh. Trong một số điều kiện nhất định, nó thậm chí có thể thay thế thép và amiăng.
1.7.6 Sợi thủy tinh E-CR
Đây là loại thủy tinh cải tiến không chứa boron và kiềm. Vì khả năng chống nước của nó cao hơn gần 10 lần so với sợi thủy tinh không chứa kiềm, nên nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm chống thấm nước. Hơn nữa, khả năng chống axit của nó cũng rất mạnh, và nó chiếm vị trí chủ đạo trong sản xuất và ứng dụng đường ống ngầm. Bên cạnh các loại sợi thủy tinh thông thường đã đề cập ở trên, các nhà khoa học hiện đã phát triển một loại sợi thủy tinh mới. Vì đây là sản phẩm không chứa boron, nên nó đáp ứng được nguyện vọng bảo vệ môi trường của con người. Trong những năm gần đây, có một loại sợi thủy tinh khác phổ biến hơn, đó là sợi thủy tinh có cấu tạo hai lớp thủy tinh. Trong các sản phẩm bông thủy tinh hiện nay, chúng ta có thể nhận thấy sự tồn tại của nó.
1.8 Nhận dạng sợi thủy tinh
Phương pháp phân biệt sợi thủy tinh khá đơn giản, đó là cho sợi thủy tinh vào nước, đun sôi và giữ trong 6-7 giờ. Nếu thấy hướng dọc và ngang của sợi thủy tinh trở nên kém chặt chẽ hơn, đó là sợi thủy tinh có tính kiềm cao. Theo các tiêu chuẩn khác nhau, có nhiều phương pháp phân loại sợi thủy tinh, thường được phân loại theo chiều dài và đường kính, thành phần và tính chất.
Liên hệ với chúng tôi:
Số điện thoại: +8615823184699
Số điện thoại: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Thời gian đăng bài: 22/06/2022
