بالمعنى الواسع، لطالما كان فهمنا للألياف الزجاجية أنها مادة غير عضوية وغير معدنية، ولكن مع تعميق البحث، أصبحنا نعلم أن هناك أنواعًا عديدة من الألياف الزجاجية، تتميز بأداء ممتاز ومزايا بارزة عديدة. على سبيل المثال، تتميز بمتانتها الميكانيكية العالية، ومقاومتها للحرارة والتآكل ممتازة أيضًا. صحيح أنه لا توجد مادة مثالية، وللألياف الزجاجية عيوبها الخاصة التي لا يمكن تجاهلها، وهي أنها ليست مقاومة للتآكل وعرضة للهشاشة. لذلك، في التطبيق العملي، يجب علينا الاستفادة من نقاط قوتنا وتجنب نقاط ضعفنا.
المواد الخام للألياف الزجاجية سهلة الحصول عليها، وتتكون أساسًا من الزجاج القديم أو المنتجات الزجاجية المهملة. تتميز الألياف الزجاجية بدقتها العالية، حيث يعادل سمك أكثر من 20 خيطًا زجاجيًا أحاديًا معًا سمك شعرة. تُستخدم الألياف الزجاجية عادةً كمواد تقوية في المواد المركبة. وبفضل تعميق أبحاث الألياف الزجاجية في السنوات الأخيرة، أصبحت تلعب دورًا متزايد الأهمية في إنتاجنا وحياتنا. تتناول المقالات القليلة القادمة بشكل رئيسي عملية إنتاج الألياف الزجاجية وتطبيقاتها، حيث تقدم خصائصها ومكوناتها الرئيسية وخصائصها الرئيسية وتصنيفها. كما ستناقش عملية إنتاجها، وحماية السلامة، واستخداماتها الرئيسية، وحمايتها، وحالة الصناعة، وآفاق تطويرها.
Iمقدمة
1.1 خصائص الألياف الزجاجية
من الميزات الممتازة الأخرى للألياف الزجاجية قوة شدها العالية، والتي يمكن أن تصل إلى 6.9 غ/يوم في الحالة القياسية و5.8 غ/يوم في الحالة الرطبة. هذه الخصائص الممتازة تجعلها تُستخدم على نطاق واسع كمواد تقوية. تبلغ كثافتها 2.54. كما تتميز الألياف الزجاجية بمقاومة عالية للحرارة، وتحتفظ بخصائصها الطبيعية عند درجة حرارة 300 درجة مئوية. كما تُستخدم الألياف الزجاجية على نطاق واسع كعازل حراري ومادة واقية، بفضل خصائصها العازلة للكهرباء وعدم قابليتها للتآكل بسهولة.
1.2 المكونات الرئيسية
تركيب الألياف الزجاجية معقد نسبيًا. المكونات الرئيسية المعروفة هي السيليكا، وأكسيد المغنيسيوم، وأكسيد الصوديوم، وأكسيد البورون، وأكسيد الألومنيوم، وأكسيد الكالسيوم، وغيرها. يبلغ قطر خيط الألياف الزجاجية حوالي 10 ميكرون، أي ما يعادل عُشر قطر الشعرة. تتكون كل حزمة من الألياف من آلاف الخيوط الأحادية. تختلف عملية السحب قليلاً. عادةً ما يمثل محتوى السيليكا في الألياف الزجاجية من 50% إلى 65%. قوة الشد للألياف الزجاجية التي يزيد محتوى أكسيد الألومنيوم فيها عن 20% عالية نسبيًا، وعادةً ما تكون ألياف زجاجية عالية القوة، بينما يبلغ محتوى أكسيد الألومنيوم في الألياف الزجاجية الخالية من القلويات حوالي 15%. إذا كنت ترغب في جعل الألياف الزجاجية تتمتع بمعامل مرونة أكبر، فيجب التأكد من أن محتوى أكسيد المغنيسيوم أكبر من 10%. نظرًا لأن الألياف الزجاجية تحتوي على كمية صغيرة من أكسيد الحديديك، فقد تم تحسين 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 أصعب في الاشتعال، ومقاومة للحرارة، وعازلة للحرارة، وأكثر ثباتًا، ومقاومة للشد. لكنها هشة وضعيفة المقاومة للتآكل. تُستخدم الألياف الزجاجية، كمادة معززة، في صناعة البلاستيك المقوى أو لتقوية المطاط، وتتميز بالخصائص التالية:
(1) قوة الشد الخاصة بها أفضل من المواد الأخرى، ولكن الاستطالة منخفضة جدًا.
(2) معامل المرونة أكثر ملاءمة.
(3) ضمن الحد المرن، يمكن للألياف الزجاجية أن تمتد لفترة طويلة وتكون شديدة الشد، لذلك يمكنها امتصاص كمية كبيرة من الطاقة في مواجهة الصدمات.
(4) نظرًا لأن الألياف الزجاجية هي ألياف غير عضوية، فإن الألياف غير العضوية لها العديد من المزايا، فليس من السهل حرقها وخصائصها الكيميائية مستقرة نسبيًا.
(5) ليس من السهل امتصاص الماء.
(6) مقاومة للحرارة ومستقرة في الطبيعة، وليس من السهل أن تتفاعل.
(7) قابليتها للمعالجة جيدة جدًا، ويمكن معالجتها إلى منتجات ممتازة بأشكال مختلفة مثل الخيوط، واللباد، والحزم، والأقمشة المنسوجة.
(8) يمكن أن ينقل الضوء.
(9) لأن المواد سهلة الحصول عليها، وبالتالي فإن سعرها ليس باهظًا.
(10) عند درجة حرارة عالية، بدلاً من الاحتراق، يذوب إلى حبيبات سائلة.
1.4 التصنيف
وفقًا لمعايير التصنيف المختلفة، يمكن تقسيم الألياف الزجاجية إلى أنواع عديدة. وفقًا لأشكالها وأطوالها المختلفة، تُقسّم إلى ثلاثة أنواع: ألياف متصلة، وألياف قطنية، وألياف ثابتة الطول. ووفقًا لمكوناتها المختلفة، مثل محتواها القلوي، تُقسّم إلى ثلاثة أنواع: ألياف زجاجية خالية من القلويات، وألياف زجاجية متوسطة القلوية، وألياف زجاجية عالية القلوية.
1.5 المواد الخام للإنتاج
في الإنتاج الصناعي الفعلي، من أجل إنتاج الألياف الزجاجية، نحتاج إلى أكسيد الألومنيوم، ورمل الكوارتز، والحجر الجيري، والبيروفيليت، والدولوميت، ورماد الصودا، والميرابيليت، وحمض البوريك، والفلوريت، والألياف الزجاجية المطحونة، وما إلى ذلك.
1.6 طريقة الإنتاج
يمكن تقسيم طرق الإنتاج الصناعي إلى نوعين: الأول هو صهر ألياف الزجاج أولًا، ثم إنتاج منتجات زجاجية كروية أو قضيبية بأقطار أصغر. بعد ذلك، يُسخّن الزجاج ويُعاد صهره بطرق مختلفة لإنتاج ألياف دقيقة بقطر يتراوح بين 3 و80 ميكرومتر. أما النوع الثاني، فيقوم أيضًا بصهر الزجاج أولًا، ولكنه يُنتج أليافًا زجاجية بدلًا من القضبان أو الكرات. بعد ذلك، تُسحب العينة عبر صفيحة من سبيكة البلاتين باستخدام طريقة السحب الميكانيكي. تُسمى المنتجات الناتجة أليافًا متصلة. إذا سُحبت الألياف عبر ترتيب بكرات، تُسمى المنتجات الناتجة أليافًا متقطعة، وتُعرف أيضًا باسم ألياف زجاجية مقطوعة حسب الطول، أو ألياف قصيرة.
1.7 التصنيف
تُقسّم الألياف الزجاجية إلى عدة درجات وفقًا لاختلاف تركيبها واستخداماتها وخصائصها. وتُسوّق الألياف الزجاجية تجاريًا عالميًا على النحو التالي:
1.7.1 زجاج إلكتروني
إنه زجاج البورات، ويُسمى أيضًا الزجاج الخالي من القلويات في الحياة اليومية. نظرًا لمزاياه العديدة، يُعدّ الأكثر استخدامًا. ورغم شيوع استخدامه، إلا أن له عيوبًا حتمية. فهو يتفاعل بسهولة مع الأملاح غير العضوية، مما يجعل تخزينه في بيئة حمضية أمرًا صعبًا.
1.7.2 زجاج C
في الإنتاج الفعلي، يُطلق عليه أيضًا اسم الزجاج القلوي المتوسط، الذي يتميز بخصائص كيميائية مستقرة نسبيًا ومقاومة جيدة للأحماض. عيبه هو ضعف قوته الميكانيكية وضعف أدائه الكهربائي. تختلف المعايير باختلاف الأماكن. في صناعة الألياف الزجاجية المحلية، لا يحتوي الزجاج القلوي المتوسط على عنصر البورون. أما في صناعة الألياف الزجاجية الأجنبية، فإن ما ينتجونه هو زجاج قلوي متوسط يحتوي على البورون. لا يختلف المحتوى فحسب، بل يختلف أيضًا الدور الذي يلعبه الزجاج القلوي المتوسط في الداخل والخارج. تُصنع حصائر أسطح الألياف الزجاجية وقضبان الألياف الزجاجية المنتجة في الخارج من الزجاج القلوي المتوسط. في الإنتاج، يُستخدم الزجاج القلوي المتوسط أيضًا في الأسفلت. في بلدي، السبب الموضوعي هو استخدامه على نطاق واسع نظرًا لسعره المنخفض للغاية، وهو نشط في كل مكان في صناعة أقمشة التغليف وأقمشة الترشيح.
1.7.3 الألياف الزجاجية أ الزجاج
في الإنتاج، يطلق عليه الناس أيضًا اسم الزجاج القلوي العالي، والذي ينتمي إلى زجاج سيليكات الصوديوم، ولكن بسبب مقاومته للماء، لا يتم إنتاجه عمومًا على شكل ألياف زجاجية.
1.7.4 الألياف الزجاجية د الزجاج
ويسمى أيضًا بالزجاج العازل وهو عمومًا المادة الخام الرئيسية للألياف الزجاجية العازلة.
1.7.5 زجاج عالي القوة من الألياف الزجاجية
قوتها أعلى بربع من قوة ألياف الزجاج الإلكتروني، ومعامل مرونتها أعلى منها. نظرًا لمزاياها المتعددة، يُفترض استخدامها على نطاق واسع، ولكن نظرًا لتكلفتها العالية، لا تزال تُستخدم حاليًا في بعض المجالات المهمة، مثل الصناعات العسكرية والفضاء الجوي.
1.7.5 ألياف زجاجية زجاج الواقع المعزز
تُسمى أيضًا ألياف الزجاج المقاومة للقلويات، وهي ألياف غير عضوية نقية تُستخدم كمادة تقوية في الخرسانة المسلحة بألياف الزجاج. وفي ظل ظروف معينة، يُمكنها أن تحل محل الفولاذ والأسبستوس.
1.7.6 ألياف زجاجية E-CR
إنه زجاج مُحسّن خالٍ من البورون والقلويات. ولأن مقاومته للماء أعلى بعشر مرات تقريبًا من مقاومة الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في إنتاج المنتجات المقاومة للماء. علاوة على ذلك، يتميز بمقاومته العالية للأحماض، ويحتل مكانة بارزة في إنتاج وتطبيقات خطوط الأنابيب تحت الأرض. بالإضافة إلى الألياف الزجاجية الأكثر شيوعًا المذكورة أعلاه، طوّر العلماء نوعًا جديدًا من الألياف الزجاجية. ولأنه منتج خالٍ من البورون، فإنه يُلبي احتياجات الناس في حماية البيئة. في السنوات الأخيرة، ظهر نوع آخر من الألياف الزجاجية أكثر شيوعًا، وهو الألياف الزجاجية ذات التركيب الزجاجي المزدوج. ويمكن ملاحظة وجوده في منتجات الصوف الزجاجي الحالية.
1.8 تحديد الألياف الزجاجية
طريقة تمييز الألياف الزجاجية بسيطة للغاية، إذ تُوضع الألياف الزجاجية في الماء، وتُسخّن حتى الغليان، وتُحفظ لمدة 6-7 ساعات. إذا لاحظتَ أن اتجاهي السدى واللحمة في ألياف الزجاج أصبحا أقل تماسكًا، فهذه ألياف زجاجية عالية القلوية. وفقًا لمعايير مختلفة، توجد طرق تصنيف متعددة للألياف الزجاجية، والتي تُصنّف عمومًا من حيث الطول والقطر والتركيب والأداء.
اتصل بنا :
رقم الهاتف:+8615823184699
رقم الهاتف: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
وقت النشر: ٢٢ يونيو ٢٠٢٢
