1. ¿Qué es la fibra de vidrio?
fibras de vidrioson ampliamente utilizados debido a su rentabilidad y buenas propiedades, principalmente en la industria de los materiales compuestos. Ya en el siglo XVIII, los europeos se dieron cuenta de que el vidrio podía hilarse en fibras para tejer. El ataúd del emperador francés Napoleón ya tenía telas decorativas hechas defibra de vidrioLas fibras de vidrio presentan filamentos y fibras cortas o flóculos. Los filamentos de vidrio se utilizan comúnmente en materiales compuestos, productos de caucho, cintas transportadoras, lonas, etc. Las fibras cortas se utilizan principalmente en fieltros no tejidos, plásticos de ingeniería y materiales compuestos.
Las atractivas propiedades físicas y mecánicas de la fibra de vidrio, la facilidad de fabricación y el bajo costo en comparación confibra de carbonoEsto la convierte en el material ideal para aplicaciones de compuestos de alto rendimiento. Las fibras de vidrio están compuestas de óxidos de sílice. Poseen excelentes propiedades mecánicas, como menor fragilidad, alta resistencia, baja rigidez y ligereza.
Los polímeros reforzados con fibra de vidrio consisten en una gran clase de diferentes formas de fibras de vidrio, como fibras longitudinales, fibras cortadas, esteras tejidas yesteras de hebras cortadasy se utilizan para mejorar las propiedades mecánicas y tribológicas de los compuestos poliméricos. Las fibras de vidrio pueden alcanzar altas relaciones de aspecto iniciales, pero su fragilidad puede provocar que se rompan durante el procesamiento.
1. Las características de la fibra de vidrio
Las principales características de la fibra de vidrio incluyen los siguientes aspectos:
No absorbe agua fácilmente:La fibra de vidrio es repelente al agua y no es adecuada para prendas de vestir, ya que no absorbe el sudor, lo que provoca una sensación de humedad en quien la usa; además, como el material no se ve afectado por el agua, no encoge.
Inflexibilidad:Debido a su falta de elasticidad, el tejido tiene poca capacidad de estiramiento y recuperación. Por lo tanto, necesita un tratamiento superficial para evitar que se arrugue.
Alta resistencia:La fibra de vidrio es extremadamente resistente, casi tanto como el Kevlar. Sin embargo, cuando las fibras se frotan entre sí, se rompen y hacen que el tejido adquiera un aspecto áspero.
Aislamiento:En forma de fibra corta, la fibra de vidrio es un excelente aislante.
Caída del drapeado:Las fibras tienen una buena caída, lo que las hace ideales para cortinas.
Resistencia al calor:Las fibras de vidrio tienen una alta resistencia al calor, pueden soportar temperaturas de hasta 315 °C y no se ven afectadas por la luz solar, la lejía, las bacterias, el moho, los insectos ni los álcalis.
Susceptible:Las fibras de vidrio se ven afectadas por el ácido fluorhídrico y el ácido fosfórico caliente. Dado que la fibra es un producto a base de vidrio, algunas fibras de vidrio en bruto deben manipularse con cuidado, como los materiales aislantes domésticos, ya que los extremos de las fibras son frágiles y pueden perforar la piel; por lo tanto, se deben usar guantes al manipular fibra de vidrio.
3. Proceso de fabricación de fibra de vidrio
fibra de vidrioEs una fibra no metálica que actualmente se utiliza ampliamente como material industrial. Generalmente, las materias primas básicas de la fibra de vidrio incluyen diversos minerales naturales y productos químicos artificiales; sus componentes principales son la arena de sílice, la piedra caliza y la ceniza de sosa.
La arena de sílice actúa como formador de vidrio, mientras que la ceniza de sosa y la piedra caliza ayudan a reducir la temperatura de fusión. El bajo coeficiente de dilatación térmica, combinado con una baja conductividad térmica en comparación con el amianto y las fibras orgánicas, convierte a la fibra de vidrio en un material dimensionalmente estable que disipa el calor rápidamente.
fibras de vidrioSe producen mediante fusión directa, proceso que incluye mezcla, fusión, hilado, recubrimiento, secado y envasado. La primera etapa de la fabricación del vidrio consiste en mezclar a fondo los materiales y, a continuación, introducir la mezcla en un horno para su fusión a una temperatura elevada de 1400 °C. Esta temperatura es suficiente para convertir la arena y los demás ingredientes en estado líquido; el vidrio fundido fluye entonces hacia el refinador, donde la temperatura desciende a 1370 °C.
Durante el proceso de hilado de las fibras de vidrio, el vidrio fundido fluye a través de un manguito con orificios muy finos. La placa de revestimiento se calienta electrónicamente y su temperatura se controla para mantener una viscosidad constante. Se utilizó un chorro de agua para enfriar el filamento al salir del manguito a una temperatura aproximada de 1204 °C.
El flujo extruido de vidrio fundido se estira mecánicamente en filamentos con diámetros que oscilan entre 4 μm y 34 μm. Mediante una bobinadora de alta velocidad, se aplica tensión al vidrio fundido para formar los filamentos. En la etapa final, se aplican recubrimientos químicos de lubricantes, aglutinantes y agentes de acoplamiento a los filamentos. La lubricación protege los filamentos de la abrasión durante su recogida y bobinado. Tras el apresto, las fibras se secan en un horno; los filamentos quedan entonces listos para su posterior procesamiento en fibras cortadas, mechas o hilos.
4.la aplicación de fibra de vidrio
Fibra de vidrio Es un material inorgánico que no arde y conserva aproximadamente el 25 % de su resistencia inicial a 540 °C. La mayoría de los productos químicos tienen poco efecto sobre las fibras de vidrio. La fibra de vidrio inorgánica no se enmohece ni se deteriora. Las fibras de vidrio se ven afectadas por el ácido fluorhídrico, el ácido fosfórico caliente y las sustancias alcalinas fuertes.
Es un excelente material aislante eléctrico.Telas de fibra de vidrioPoseen propiedades como baja absorción de humedad, alta resistencia, resistencia al calor y baja constante dieléctrica, lo que los convierte en refuerzos ideales para placas de circuitos impresos y barnices aislantes.
La elevada relación resistencia-peso de la fibra de vidrio la convierte en un material excelente para aplicaciones que requieren alta resistencia y mínimo peso. En forma textil, esta resistencia puede ser unidireccional o bidireccional, lo que permite flexibilidad en el diseño y el coste para una amplia gama de aplicaciones en el sector automotriz, la construcción civil, artículos deportivos, la industria aeroespacial, la industria naval, la electrónica, el hogar y la energía eólica.
También se utilizan en la fabricación de materiales compuestos estructurales, placas de circuitos impresos y diversos productos especiales. La producción mundial anual de fibra de vidrio ronda los 4,5 millones de toneladas, y los principales productores son China (con una cuota de mercado del 60%), Estados Unidos y la Unión Europea.
Chongqing Dujiang Composites Co., Ltd.
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Fecha de publicación: 29 de septiembre de 2022
