تكوين وخصائص الألياف الزجاجية

يختلف الزجاج المستخدم لإنتاج الألياف الزجاجية عن المنتجات الزجاجية الأخرى. يتكون الزجاج المستخدم للألياف التي تم تسويقها تجاريًا في العالم من السيليكا والألومينا وأكسيد الكالسيوم وأكسيد البورون وأكسيد المغنسيوم وأكسيد الصوديوم وغيرها. وبحسب المحتوى القلوي الموجود في الزجاج يمكن تقسيمه إلى ألياف زجاجية خالية من القلويات (أكسيد الصوديوم 0% ~ 2%، ينتمي إلى زجاج بوروسيليكات الألومنيوم) والألياف الزجاجية القلوية المتوسطة (أكسيد الصوديوم 8% ~ 12%)، وهو ينتمي إلى زجاج سيليكات الكالسيوم الصوديوم المحتوي أو بدونه البورون) والألياف الزجاجية عالية القلوية (أكثر من 13٪ أكسيد الصوديوم ينتمي إلى زجاج سيليكات الكالسيوم الصوديوم).

1. الزجاج الإلكتروني، المعروف أيضًا باسم الزجاج الخالي من القلويات، هو زجاج البورسليكات. يتمتع المكون الزجاجي الأكثر استخدامًا للألياف الزجاجية بعزل كهربائي وخصائص ميكانيكية جيدة. يستخدم على نطاق واسع في إنتاج الألياف الزجاجية للعزل الكهربائي والألياف الزجاجية لـ FRP. عيبه هو أنه من السهل أن يتآكل بواسطة الأحماض غير العضوية، لذلك فهو غير مناسب للبيئة الحمضية.

2. الزجاج C، المعروف أيضًا باسم الزجاج القلوي المتوسط، يتميز بمقاومة كيميائية أفضل، وخاصة مقاومة الأحماض، من الزجاج غير القلوي، ولكن الأداء الكهربائي ضعيف وقوة ميكانيكية أقل بنسبة 10% ~ 20% من الألياف الزجاجية غير القلوية. بشكل عام، تحتوي الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة الأجنبية على كمية معينة من ثالث أكسيد البورون، في حين أن الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة في الصين لا تحتوي على البورون على الإطلاق. في البلدان الأجنبية، يتم استخدام الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة فقط لإنتاج منتجات الألياف الزجاجية المقاومة للتآكل، مثل لباد سطح الألياف الزجاجية، وتستخدم أيضًا لتقوية مواد التسقيف الإسفلتية. ومع ذلك، في الصين، تمثل الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة أكثر من نصف (60٪) من إنتاج الألياف الزجاجية وتستخدم على نطاق واسع في تعزيز FRP وإنتاج نسيج المرشح والنسيج الرابط، لأن سعرها أقل من ذلك من الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، لديها قدرة تنافسية قوية.

3. تتميز الألياف الزجاجية ذات القوة العالية بالقوة العالية والمعامل العالي. تبلغ قوة شد الألياف المفردة 2800mpa، وهي أعلى بحوالي 25% من قوة شد الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، ومعامل المرونة 86000mpa، وهو أعلى من ألياف الزجاج E. يتم استخدام منتجات FRP التي تنتجها في الغالب في الصناعة العسكرية والفضاء والدروع المضادة للرصاص والمعدات الرياضية. ومع ذلك، بسبب السعر المرتفع، لا يمكن تعميمه في الاستخدام المدني، ويبلغ الإنتاج العالمي حوالي آلاف الأطنان.

4. الألياف الزجاجية Ar، والمعروفة أيضًا بالألياف الزجاجية المقاومة للقلويات، تم تطويرها بشكل أساسي لتقوية الأسمنت.

5. الزجاج، المعروف أيضًا باسم الزجاج عالي القلوية، هو زجاج سيليكات الصوديوم النموذجي. ونادرا ما يستخدم لإنتاج الألياف الزجاجية بسبب ضعف مقاومته للماء.

6. زجاج E-CR عبارة عن زجاج محسن خالي من البورون وخالي من القلويات، والذي يستخدم لإنتاج ألياف زجاجية ذات مقاومة جيدة للأحماض والماء. مقاومة الماء أفضل بـ 7 إلى 8 مرات من مقاومة الألياف الزجاجية الخالية من القلويات، ومقاومتها للأحماض أفضل بكثير من مقاومة الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة. وهو نوع جديد تم تطويره خصيصًا لخطوط الأنابيب وصهاريج التخزين تحت الأرض.

7. الزجاج D، المعروف أيضاً بالزجاج ذو العزل الكهربائي المنخفض، يستخدم لإنتاج ألياف زجاجية منخفضة العزل الكهربائي مع قوة عازلة جيدة.

بالإضافة إلى مكونات الألياف الزجاجية المذكورة أعلاه، ظهرت ألياف زجاجية جديدة خالية من القلويات في السنوات الأخيرة. لا يحتوي على البورون على الإطلاق، وذلك لتقليل التلوث البيئي، ولكن عزله الكهربائي وخصائصه الميكانيكية تشبه تلك الخاصة بالزجاج E التقليدي. بالإضافة إلى ذلك، هناك نوع من الألياف الزجاجية بمكونات زجاجية مزدوجة، والتي تم استخدامها في إنتاج الصوف الزجاجي. ويقال أن لديها أيضًا إمكانية تعزيز FRP. بالإضافة إلى ذلك، هناك ألياف زجاجية خالية من الفلور، وهي عبارة عن ألياف زجاجية محسنة خالية من القلويات تم تطويرها من أجل متطلبات حماية البيئة.


وقت النشر: 02 سبتمبر 2021