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La fibra di vetro è un materiale inorganico non metallico dalle eccellenti prestazioni, con un'ampia gamma di vantaggi, tra cui un buon isolamento, resistenza al calore, resistenza alla corrosione e un'elevata resistenza meccanica, ma lo svantaggio è la fragilità e la scarsa resistenza all'usura. Si tratta di una sfera di vetro o di vetro di scarto, ricavata da materie prime mediante fusione ad alta temperatura, stiratura, avvolgimento, tessitura e altri processi, in monofilamenti con un diametro da pochi micron a oltre 20 micron, equivalenti a un capello da 1/20 a 1/5, ogni fascio di fibre è costituito da centinaia o addirittura migliaia di monofilamenti composti da seta grezza.Fibra di vetroviene solitamente utilizzato come materiale di rinforzo nei materiali compositi, nei materiali isolanti elettrici e termici, nei circuiti stampati e in altri settori dell'economia nazionale.
1, Proprietà fisiche della fibra di vetro
Punto di fusione 680 ℃
Punto di ebollizione 1000 ℃
Densità 2,4-2,7 g/cm³

2, Composizione chimica
I componenti principali sono silice, allumina, ossido di calcio, ossido di boro, ossido di magnesio, ossido di sodio, ecc., a seconda della quantità di contenuto alcalino nel vetro possono essere suddivisi in fibre di vetro non alcaline (ossido di sodio dallo 0% al 2%, è un vetro borosilicato di alluminio), fibra di vetro mediamente alcalina (ossido di sodio dall'8% al 12%, è un vetro silicato sodico-calcico contenente o senza boro) e fibra di vetro altamente alcalina (ossido di sodio dal 13% o più, è un vetro silicato sodico-calcico). ).

3, materie prime e loro applicazioni
Fibra di vetro migliore delle fibre organiche: alta temperatura, incombustibile, anticorrosione, isolamento termico e acustico, elevata resistenza alla trazione, buon isolamento elettrico. Tuttavia, fragile, scarsa resistenza all'abrasione. Utilizzata nella produzione di materie plastiche rinforzate o gomma rinforzata, la fibra di vetro come materiale di rinforzo presenta le seguenti caratteristiche, che rendono l'uso della fibra di vetro molto più vantaggioso rispetto ad altri tipi di fibre, in un'ampia gamma di velocità di sviluppo, e le sue caratteristiche sono elencate di seguito:
(1) Elevata resistenza alla trazione, piccolo allungamento (3%).
(2) Elevato coefficiente di elasticità, buona rigidità.
(3) Allungamento entro i limiti di elasticità ed elevata resistenza alla trazione, in modo da assorbire l'energia d'impatto.
(4) Fibra inorganica, non combustibile, buona resistenza chimica.
(5) Piccolo assorbimento d'acqua.
(6) Buona stabilità della scala e resistenza al calore.
(7) Buona lavorabilità, può essere trasformato in fili, fasci, feltri, tessuti e altre diverse forme di prodotti.
(8) I prodotti trasparenti possono trasmettere la luce.
(9) È stato completato lo sviluppo di un agente di trattamento superficiale con buona adesione alla resina.
(10) Poco costoso.
(11) Non è facile da bruciare e può essere fuso in perle vetrose ad alta temperatura.
In base alla forma e alla lunghezza, la fibra di vetro può essere suddivisa in fibra continua, fibra di lunghezza fissa e lana di vetro; in base alla composizione del vetro, può essere suddivisa in fibra di vetro non alcalina, resistente agli agenti chimici, altamente alcalina, alcalina, ad alta resistenza, ad alto modulo di elasticità e resistente agli alcali (anti-alcali) e così via.

4, le principali materie prime per la produzione difibra di vetro
Attualmente, le principali materie prime per la produzione nazionale di fibra di vetro sono sabbia di quarzo, allumina e clorite, calcare, dolomite, acido borico, carbonato di sodio, manganese, fluorite e così via.

5, metodi di produzione
Si dividono grossolanamente in due categorie: una è realizzata in vetro fuso direttamente in fibre;
Una classe di vetro fuso è inizialmente composta da sfere o barre di vetro con un diametro di 20 mm, e poi rifusa in vari modi per riscaldare fibre molto fini con un diametro di 3 ~ 80 μm.
Attraverso la piastra in lega di platino, si procede al metodo di trafilatura meccanica per ottenere una lunghezza infinita della fibra, nota come fibra di vetro continua, comunemente nota come fibra lunga.
Attraverso il rullo o il flusso d'aria costituito da fibre discontinue, note come fibre di vetro a lunghezza fissa, comunemente note come fibre corte.

6, classificazione della fibra di vetro
Fibra di vetro in base alla composizione, alla natura e all'utilizzo, suddivisa in diversi livelli.
Secondo il livello standard delle disposizioni, la fibra di vetro di classe E è l'uso più comune, ampiamente utilizzata nei materiali di isolamento elettrico;
Classe S per fibre speciali.
La produzione di fibra di vetro con vetro è diversa da quella di altri prodotti in vetro.
La composizione della fibra di vetro commercializzata a livello internazionale è la seguente:

(1) Vetro elettronico
Noto anche come vetro privo di alcali, è un vetro borosilicato. Attualmente è una delle composizioni di fibra di vetro più utilizzate, con buone proprietà di isolamento elettrico e meccaniche, ampiamente utilizzata nella produzione di isolanti elettrici con fibra di vetro, utilizzata anche in grandi quantità per la produzione di fibra di vetro per plastica rinforzata con fibra di vetro. Il suo svantaggio è la facile erosione da parte di acidi inorganici, quindi non è adatto all'uso in ambienti acidi.

(2) Vetro C
Noto anche come vetro alcalino medio, è caratterizzato da resistenza chimica, in particolare la resistenza agli acidi è migliore del vetro alcalino, ma le proprietà elettriche a bassa resistenza meccanica sono inferiori del 10%-20% rispetto alle fibre di vetro alcalino. Di solito le fibre di vetro alcalino medio straniere contengono una certa quantità di biossido di boro, mentre le fibre di vetro alcalino medio cinesi sono completamente prive di boro. All'estero, la fibra di vetro alcalina media viene utilizzata solo per la produzione di prodotti in fibra di vetro resistenti alla corrosione, come per la produzione di tappetini in fibra di vetro, ecc., e viene utilizzata anche per migliorare i materiali di copertura in asfalto. Nel nostro paese, invece, la fibra di vetro alcalina media occupa gran parte della produzione di fibra di vetro (60%), ed è ampiamente utilizzata per il miglioramento della plastica rinforzata con fibra di vetro, nonché per tessuti filtranti, tessuti avvolgenti, ecc., poiché il suo prezzo è inferiore a quello della fibra di vetro non alcalina e offre un maggiore vantaggio competitivo.

(3) Fibra di vetro ad alta resistenza
Caratterizzato da elevata resistenza e modulo elastico elevato, ha una resistenza alla trazione di una singola fibra di 2800 MPa, circa il 25% superiore alla resistenza alla trazione della fibra di vetro priva di alcali, e un modulo elastico di 86.000 MPa, superiore a quello della fibra di vetro E. I prodotti FRP realizzati con questo materiale sono utilizzati principalmente in ambito militare, spaziale, per blindature antiproiettile e attrezzature sportive. Tuttavia, a causa del prezzo elevato, attualmente non può essere promosso per scopi civili; la produzione mondiale è di sole poche migliaia di tonnellate circa.

(4)Fibra di vetro AR
Nota anche come fibra di vetro resistente agli alcali, la fibra di vetro resistente agli alcali è un materiale a nervature in calcestruzzo (cemento) rinforzato con fibra di vetro (denominato GRC), costituito al 100% da fibre inorganiche, ideale per componenti in cemento non portanti, che rappresenta un sostituto ideale dell'acciaio e dell'amianto. La fibra di vetro resistente agli alcali è caratterizzata da una buona resistenza agli alcali, può resistere efficacemente all'erosione di sostanze altamente alcaline nel cemento, ha una forte presa, un modulo di elasticità, resistenza all'impatto, resistenza a trazione e flessione molto elevata, è incombustibile, resistente al gelo, resistente alle variazioni di temperatura e umidità, resistente alle crepe, eccellente resistenza alle infiltrazioni, con un design robusto, facile da modellare, ecc. La fibra di vetro resistente agli alcali è un nuovo tipo di materiale di rinforzo ampiamente utilizzato nel calcestruzzo (cemento) rinforzato ad alte prestazioni. Materiale di rinforzo ecologico.

(5）Un bicchiere
Noto anche come vetro altamente alcalino, è un tipico vetro al silicato di sodio, raramente utilizzato nella produzione di fibra di vetro a causa della scarsa resistenza all'acqua.

(6）Vetro E-CR
Il vetro E-CR è un tipo di vetro migliorato, privo di boro e alcali, utilizzato per la produzione di fibra di vetro con buona resistenza agli acidi e all'acqua. La sua resistenza all'acqua è 7-8 volte migliore di quella della fibra di vetro priva di alcali, e anche la sua resistenza agli acidi è molto migliore di quella della fibra di vetro mediamente alcalina. Si tratta di una nuova varietà sviluppata per tubazioni interrate e serbatoi di stoccaggio.

(7) Vetro D
Noto anche come vetro a bassa dielettrica, viene utilizzato per produrre fibra di vetro a bassa dielettrica con buona rigidità dielettrica.
Oltre ai componenti in fibra di vetro sopra menzionati, ora c'è un nuovofibra di vetro senza alcaliè completamente privo di boro, riducendo così l'inquinamento ambientale, ma le sue proprietà di isolamento elettrico e meccaniche sono simili al tradizionale vetro E.
Esiste anche una composizione di fibra di vetro a doppio strato, utilizzata nella produzione di lana di vetro, che presenta anch'essa un potenziale per il rinforzo in plastica rinforzata con fibra di vetro. Sono inoltre disponibili fibre di vetro prive di fluoro, sviluppate per soddisfare i requisiti ambientali, e fibre di vetro migliorate prive di alcali.

7. identificazione della fibra di vetro ad alto tenore alcalino
Il test consiste semplicemente nel mettere la fibra in acqua bollente e cuocerla per 6-7 ore; se si tratta di fibra di vetro altamente alcalina, dopo aver fatto bollire l'acqua e dopo la cottura, trama e ordito della fibra si allentano.

8. Esistono due tipi di processo di produzione della fibra di vetro
a) Doppio stampaggio – metodo di trafilatura a crogiolo;
b) Stampaggio una tantum: metodo di trafilatura in forno a piscina.
Il processo di trafilatura a crogiolo prevede la prima fusione ad alta temperatura di materie prime di vetro composte da sfere di vetro, seguita dalla seconda fusione delle sfere di vetro, e la trafilatura ad alta velocità di filamenti di fibra di vetro. Questo processo comporta un elevato consumo energetico, un processo di stampaggio instabile, una bassa produttività del lavoro e altri svantaggi, sostanzialmente eliminati dai grandi produttori di fibra di vetro.

9. TipicoFibra di vetroProcesso
Metodo di trafilatura in forno a piscina: clorite e altre materie prime vengono fuse nel forno in una soluzione vetrosa, escludendo le bolle d'aria attraverso il percorso trasportato alla piastra porosa di drenaggio, trafilatura ad alta velocità nel filamento di fibra di vetro. Il forno può essere collegato a centinaia di pannelli attraverso più percorsi per la produzione simultanea. Questo processo è semplice, a risparmio energetico, con stampaggio stabile, elevata efficienza e resa, per facilitare la produzione su larga scala completamente automatizzata, ed è diventato il mainstream del processo di produzione internazionale, con il processo di produzione di fibra di vetro che rappresenta oltre il 90% della produzione globale.