أخبار

بشكل عام، لطالما افترضنا أن الألياف الزجاجية مادة غير عضوية وغير معدنية، ولكن مع تعمق البحث، بتنا نعلم أن هناك أنواعًا عديدة منها، تتميز بأداء ممتاز ومزايا بارزة. فعلى سبيل المثال، تتمتع بقوة ميكانيكية عالية جدًا، ومقاومة جيدة للحرارة والتآكل. صحيح أنه لا يوجد مادة مثالية، وللألياف الزجاجية أيضًا عيوبها التي لا يمكن تجاهلها، فهي ليست مقاومة للتآكل وعرضة للكسر. لذا، في التطبيقات العملية، يجب علينا استغلال نقاط قوتها وتجنب نقاط ضعفها.

تُعدّ المواد الخام للألياف الزجاجية سهلة التوفر، وتتمثل أساسًا في الزجاج القديم المُهمل أو المنتجات الزجاجية. تتميز الألياف الزجاجية بنعومتها الفائقة، إذ يُعادل سمك أكثر من 20 خيطًا زجاجيًا أحاديًا معًا سُمك شعرة. تُستخدم الألياف الزجاجية عادةً كمادة مُقوّية في المواد المركبة. ونظرًا لتعمق أبحاث الألياف الزجاجية في السنوات الأخيرة، فقد باتت تلعب دورًا متزايد الأهمية في إنتاجنا وحياتنا. تتناول المقالات القليلة التالية عملية إنتاج الألياف الزجاجية وتطبيقاتها. تُعرّف هذه المقالة بخصائص الألياف الزجاجية ومكوناتها الرئيسية وسماتها الأساسية وتصنيفها المادي. وتناقش المقالات التالية عملية إنتاجها، وإجراءات السلامة، واستخداماتها الرئيسية، ووضعها الصناعي، وآفاق تطويرها.

Iمقدمة

1.1 خصائص الألياف الزجاجية

من أبرز مزايا الألياف الزجاجية مقاومتها العالية للشد، والتي تصل إلى 6.9 غ/يوم في الحالة القياسية و5.8 غ/يوم في الحالة الرطبة. هذه الخصائص الممتازة تجعل الألياف الزجاجية مادةً شائعة الاستخدام في مجال التدعيم. تبلغ كثافتها النوعية 2.54. كما تتميز الألياف الزجاجية بمقاومتها العالية للحرارة، حيث تحتفظ بخصائصها الطبيعية حتى 300 درجة مئوية. ويُستخدم هذا النوع من الألياف الزجاجية أحيانًا على نطاق واسع كمادة عازلة للحرارة والحماية، وذلك بفضل خصائصها العازلة للكهرباء ومقاومتها للتآكل.

1.2 المكونات الرئيسية

يُعدّ تركيب الألياف الزجاجية معقدًا نسبيًا. وبشكل عام، تشمل المكونات الرئيسية المعروفة السيليكا، وأكسيد المغنيسيوم، وأكسيد الصوديوم، وأكسيد البورون، وأكسيد الألومنيوم، وأكسيد الكالسيوم، وغيرها. يبلغ قطر الخيط الأحادي للألياف الزجاجية حوالي 10 ميكرونات، أي ما يعادل عُشر قطر شعرة الإنسان. تتكون كل حزمة من الألياف من آلاف الخيوط الأحادية. وتختلف عملية السحب اختلافًا طفيفًا. عادةً، تتراوح نسبة السيليكا في الألياف الزجاجية بين 50% و65%. تتميز الألياف الزجاجية التي تحتوي على نسبة أكسيد ألومنيوم تزيد عن 20% بقوة شد عالية نسبيًا، وعادةً ما تُصنّف ضمن الألياف الزجاجية عالية القوة، بينما تبلغ نسبة أكسيد الألومنيوم في الألياف الزجاجية الخالية من القلويات حوالي 15%. وللحصول على معامل مرونة أعلى للألياف الزجاجية، يجب التأكد من أن نسبة أكسيد المغنيسيوم تزيد عن 10%. بسبب احتواء الألياف الزجاجية على كمية صغيرة من أكسيد الحديديك، فقد تحسنت مقاومتها للتآكل بدرجات متفاوتة.

1.3 الميزات الرئيسية

1.3.1 المواد الخام والتطبيقات

بالمقارنة مع الألياف غير العضوية، تتميز الألياف الزجاجية بخصائص أفضل. فهي أقل عرضة للاشتعال، ومقاومة للحرارة، وعازلة للحرارة، وأكثر استقرارًا، ومقاومة للشد. إلا أنها هشة وضعيفة المقاومة للتآكل. تُستخدم الألياف الزجاجية في صناعة البلاستيك المقوى أو لتقوية المطاط، وتتميز بالخصائص التالية كمادة تقوية:

(1) قوة الشد الخاصة به أفضل من المواد الأخرى، لكن الاستطالة منخفضة للغاية.

(2) معامل المرونة أكثر ملاءمة.

(3) ضمن حدود المرونة، يمكن أن تمتد الألياف الزجاجية لفترة طويلة وتكون شديدة الشد، لذلك يمكنها امتصاص كمية كبيرة من الطاقة في مواجهة الصدمات.

(4) بما أن الألياف الزجاجية هي ألياف غير عضوية، فإن الألياف غير العضوية لها العديد من المزايا، فهي ليست سهلة الاحتراق وخصائصها الكيميائية مستقرة نسبيًا.

(5) ليس من السهل امتصاص الماء.

(6) مقاوم للحرارة ومستقر بطبيعته، وليس من السهل أن يتفاعل.

(7) إن قابليتها للمعالجة جيدة جداً، ويمكن معالجتها إلى منتجات ممتازة بأشكال مختلفة مثل الخيوط واللباد والحزم والأقمشة المنسوجة.

(8) يمكنه نقل الضوء.

(9) ولأن المواد سهلة الحصول عليها، فإن السعر ليس باهظاً.

(10) عند درجة حرارة عالية، بدلاً من الاحتراق، ينصهر إلى قطرات سائلة.

1.4 التصنيف

يمكن تقسيم الألياف الزجاجية إلى أنواع عديدة وفقًا لمعايير التصنيف المختلفة. فبحسب أشكالها وأطوالها، تُقسم إلى ثلاثة أنواع: الألياف المتصلة، والألياف القطنية، والألياف ذات الطول الثابت. أما بحسب مكوناتها المختلفة، مثل محتواها من القلويات، فتُقسم إلى ثلاثة أنواع: الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، والألياف الزجاجية متوسطة القلوية، والألياف الزجاجية عالية القلوية.

1.5 المواد الخام للإنتاج

في الإنتاج الصناعي الفعلي، من أجل إنتاج الألياف الزجاجية، نحتاج إلى الألومينا، ورمل الكوارتز، والحجر الجيري، والبيروفيلليت، والدولوميت، ورماد الصودا، والميرابيليت، وحمض البوريك، والفلوريت، والألياف الزجاجية المطحونة، وما إلى ذلك.

1.6 طريقة الإنتاج

يمكن تقسيم أساليب الإنتاج الصناعي إلى فئتين: الأولى هي صهر الألياف الزجاجية أولاً، ثم تصنيع منتجات زجاجية كروية أو قضيبية الشكل بأقطار أصغر. بعد ذلك، تُسخّن الألياف وتُعاد صهرها بطرق مختلفة لإنتاج ألياف دقيقة بقطر يتراوح بين 3 و80 ميكرومترًا. أما النوع الثاني، فيتم فيه صهر الزجاج أولاً أيضًا، ولكن تُنتج أليافًا زجاجية بدلاً من القضبان أو الكرات. ثم تُسحب العينة عبر صفيحة من سبيكة البلاتين باستخدام طريقة السحب الميكانيكي. تُسمى المنتجات الناتجة بالألياف المتصلة. أما إذا سُحبت الألياف عبر جهاز أسطواني، فتُسمى المنتجات الناتجة بالألياف غير المتصلة، والمعروفة أيضًا بالألياف الزجاجية المقطوعة حسب الطول، أو الألياف الأساسية.

1.7 التقييم

تُصنّف الألياف الزجاجية إلى درجات مختلفة تبعًا لتركيبها واستخداماتها وخصائصها. وفيما يلي أنواع الألياف الزجاجية التي تم تسويقها عالميًا:

1.7.1 الزجاج الإلكتروني

هو زجاج البورات، ويُعرف أيضاً بالزجاج الخالي من القلويات. ونظراً لمزاياه العديدة، فهو الأكثر استخداماً. ورغم انتشاره الواسع، إلا أنه لا يخلو من بعض العيوب. فهو يتفاعل بسهولة مع الأملاح غير العضوية، مما يجعل تخزينه في بيئة حمضية أمراً صعباً.

1.7.2 زجاج C

في الإنتاج الفعلي، يُطلق عليه أيضًا اسم الزجاج القلوي المتوسط، ويتميز بخصائص كيميائية مستقرة نسبيًا ومقاومة جيدة للأحماض. أما عيوبه فتتمثل في ضعف قوته الميكانيكية وضعف أدائه الكهربائي. وتختلف المعايير من مكان لآخر. ففي صناعة الألياف الزجاجية المحلية، لا يحتوي الزجاج القلوي المتوسط ​​على عنصر البورون، بينما يُنتج في صناعات الألياف الزجاجية الأجنبية زجاجًا قلويًا متوسطًا يحتوي على البورون. ولا يقتصر الاختلاف على المحتوى فحسب، بل يشمل أيضًا دور الزجاج القلوي المتوسط ​​في الصناعة المحلية والعالمية. فالحصائر السطحية وقضبان الألياف الزجاجية المنتجة في الخارج مصنوعة من الزجاج القلوي المتوسط. كما يُستخدم الزجاج القلوي المتوسط ​​في صناعة الأسفلت. أما في بلدي، فيُعزى انتشاره الواسع إلى سعره المنخفض جدًا، حيث يُستخدم بكثرة في صناعة أقمشة التغليف وأقمشة الترشيح.

قضيب من الألياف الزجاجية

1.7.3 الألياف الزجاجية أ

في الإنتاج، يطلق عليه الناس أيضًا اسم الزجاج عالي القلوية، والذي ينتمي إلى زجاج سيليكات الصوديوم، ولكن نظرًا لمقاومته للماء، فإنه لا يتم إنتاجه بشكل عام كألياف زجاجية.

1.7.4 الألياف الزجاجية D

ويطلق عليه أيضاً اسم الزجاج العازل، وهو بشكل عام المادة الخام الرئيسية لألياف الزجاج العازل.

1.7.5 ألياف زجاجية عالية القوة

تزيد قوته بمقدار الربع عن قوة ألياف الزجاج الإلكتروني، كما أن معامل مرونته أعلى من معامل مرونة ألياف الزجاج الإلكتروني. ونظرًا لمزاياه المتعددة، كان من المفترض أن يُستخدم على نطاق واسع، ولكن بسبب تكلفته العالية، يقتصر استخدامه حاليًا على بعض المجالات الهامة، مثل الصناعات العسكرية والفضاء وغيرها.

1.7.5 الألياف الزجاجية والزجاج المضاد للانعكاس

يُطلق عليه أيضاً اسم الألياف الزجاجية المقاومة للقلويات، وهو عبارة عن ألياف غير عضوية نقية تُستخدم كمادة تقوية في الخرسانة المسلحة بالألياف الزجاجية. وفي ظروف معينة، يمكن أن يحل محل الفولاذ والأسبستوس.

1.7.6 ألياف زجاجية E-CR

هو نوع مُحسَّن من الزجاج الخالي من البورون والقلويات. ونظرًا لأن مقاومته للماء تفوق مقاومة الألياف الزجاجية الخالية من القلويات بعشرة أضعاف تقريبًا، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في إنتاج المنتجات المقاومة للماء. علاوة على ذلك، يتميز بمقاومة عالية جدًا للأحماض، مما يجعله خيارًا رئيسيًا في إنتاج وتطبيق أنابيب المياه الجوفية. بالإضافة إلى أنواع الألياف الزجاجية الشائعة المذكورة سابقًا، طوّر العلماء نوعًا جديدًا من الألياف الزجاجية. ولأنه خالٍ من البورون، فإنه يُلبي رغبة الناس في حماية البيئة. وفي السنوات الأخيرة، ظهر نوع آخر من الألياف الزجاجية أكثر شيوعًا، وهو الألياف الزجاجية ذات التركيب الزجاجي المزدوج. ويمكننا ملاحظة وجوده في منتجات الصوف الزجاجي الحالية.

1.8 تحديد الألياف الزجاجية

تُعدّ طريقة تمييز الألياف الزجاجية بسيطة للغاية، وهي وضع الألياف في الماء وتسخينها حتى الغليان، ثم تركها لمدة 6-7 ساعات. إذا لاحظتَ أن اتجاهي السدى واللحمة في الألياف الزجاجية أصبحا أقل تماسكًا، فهذا يدل على أنها ألياف زجاجية عالية القلوية. توجد العديد من طرق تصنيف الألياف الزجاجية وفقًا للمعايير المختلفة، والتي تُقسّم عمومًا بناءً على الطول والقطر، والتركيب، والأداء.

اتصل بنا :

رقم الهاتف: +8615823184699

رقم الهاتف: +8602367853804

Email:marketing@frp-cqdj.com