En general, siempre se ha considerado la fibra de vidrio como un material inorgánico no metálico. Sin embargo, con la profundización de la investigación, sabemos que existen muchos tipos de fibra de vidrio, cada uno con un rendimiento excelente y numerosas ventajas destacadas. Por ejemplo, su resistencia mecánica es particularmente alta, así como su resistencia al calor y a la corrosión. Si bien ningún material es perfecto, la fibra de vidrio también presenta desventajas que no se pueden ignorar, como su baja resistencia al desgaste y su propensión a la fragilidad. Por lo tanto, en la práctica, debemos aprovechar nuestras fortalezas y evitar nuestras debilidades.
La fibra de vidrio es una materia prima fácil de obtener, principalmente vidrio viejo o productos de vidrio desechados. La fibra de vidrio es muy fina, y más de 20 monofilamentos de vidrio juntos equivalen al grosor de un cabello. La fibra de vidrio se utiliza habitualmente como material de refuerzo en materiales compuestos. Debido al auge de la investigación sobre la fibra de vidrio en los últimos años, esta desempeña un papel cada vez más importante en nuestra producción y vida cotidiana. Los siguientes artículos describen principalmente el proceso de producción y las aplicaciones de la fibra de vidrio. Este artículo presenta sus propiedades, componentes principales, características principales y clasificación de materiales. A continuación, se describirá su proceso de producción, seguridad, usos principales, estado de la industria y perspectivas de desarrollo.
IIntroducción
1.1 Propiedades de la fibra de vidrio
Otra excelente característica de la fibra de vidrio es su alta resistencia a la tracción, que puede alcanzar los 6,9 g/d en estado estándar y los 5,8 g/d en estado húmedo. Estas excelentes propiedades hacen que la fibra de vidrio se utilice universalmente como material de refuerzo. Tiene una densidad A de 2,54. Además, es muy resistente al calor y conserva sus propiedades normales a 300 °C. La fibra de vidrio también se utiliza ampliamente como material de aislamiento térmico y blindaje, gracias a sus propiedades de aislamiento eléctrico y a su resistencia a la corrosión.
1.2 Ingredientes principales
La composición de la fibra de vidrio es relativamente compleja. Generalmente, los componentes principales que todos reconocen son sílice, óxido de magnesio, óxido de sodio, óxido de boro, óxido de aluminio, óxido de calcio, etc. El diámetro del monofilamento de fibra de vidrio es de aproximadamente 10 micras, lo que equivale a 1/10 del diámetro de un cabello. Cada haz de fibras está compuesto por miles de monofilamentos. El proceso de estirado es ligeramente diferente. Por lo general, el contenido de sílice en la fibra de vidrio representa entre el 50% y el 65%. La resistencia a la tracción de las fibras de vidrio con un contenido de óxido de aluminio superior al 20% es relativamente alta, generalmente fibras de vidrio de alta resistencia, mientras que el contenido de óxido de aluminio de las fibras de vidrio libres de álcalis generalmente es de alrededor del 15%. Para que la fibra de vidrio tenga un módulo elástico mayor, debe asegurarse de que el contenido de óxido de magnesio sea superior al 10%. Debido a que la fibra de vidrio contiene una pequeña cantidad de óxido férrico, su resistencia a la corrosión se ha mejorado en diversos grados.
1.3 Características principales
1.3.1 Materias primas y aplicaciones
En comparación con las fibras inorgánicas, las propiedades de la fibra de vidrio son superiores. Es más difícil de inflamarse, resistente al calor, aislante del calor, más estable y resistente a la tracción. Sin embargo, es frágil y presenta poca resistencia al desgaste. Utilizada para fabricar plásticos reforzados o para reforzar el caucho, la fibra de vidrio como material de refuerzo presenta las siguientes características:
(1) Su resistencia a la tracción es mejor que la de otros materiales, pero el alargamiento es muy bajo.
(2) El coeficiente elástico es más adecuado.
(3) Dentro del límite elástico, la fibra de vidrio puede extenderse durante mucho tiempo y es muy resistente a la tracción, por lo que puede absorber una gran cantidad de energía ante el impacto.
(4) Dado que la fibra de vidrio es fibra inorgánica, la fibra inorgánica tiene muchas ventajas, no es fácil de quemar y sus propiedades químicas son relativamente estables.
(5) No es fácil absorber agua.
(6) Resistente al calor y estable por naturaleza, no reacciona fácilmente.
(7) Su procesabilidad es muy buena y se puede procesar en excelentes productos en diversas formas, como hebras, fieltros, paquetes y telas tejidas.
(8) Puede transmitir luz.
(9) Como los materiales son fáciles de conseguir, el precio no es caro.
(10) A alta temperatura, en lugar de quemarse, se derrite en perlas líquidas.
1.4 Clasificación
Según diferentes estándares de clasificación, la fibra de vidrio se puede clasificar en diversos tipos. Según su forma y longitud, se divide en tres tipos: fibras continuas, fibras de algodón y fibras de longitud fija. Según sus componentes, como el contenido alcalino, se divide en tres tipos: fibra de vidrio libre de álcalis, fibra de vidrio con contenido alcalino medio y fibra de vidrio con contenido alcalino alto.
1.5 Materias primas de producción
En la producción industrial real, para producir fibra de vidrio, necesitamos alúmina, arena de cuarzo, piedra caliza, pirofilita, dolomita, carbonato de sodio, mirabilita, ácido bórico, fluorita, fibra de vidrio molida, etc.
1.6 Método de producción
Los métodos de producción industrial se pueden dividir en dos categorías: primero, se funden las fibras de vidrio y luego se fabrican productos de vidrio esféricos o en forma de varilla con diámetros más pequeños. Posteriormente, se calienta y se vuelve a fundir de diferentes maneras para obtener fibras finas con un diámetro de 3 a 80 μm. El otro tipo también funde el vidrio primero, pero produce fibras de vidrio en lugar de varillas o esferas. La muestra se estira a través de una placa de aleación de platino mediante un método de estirado mecánico. Los artículos resultantes se denominan fibras continuas. Si las fibras se estiran a través de un sistema de rodillos, los artículos resultantes se denominan fibras discontinuas, también conocidas como fibras de vidrio cortadas a medida o fibras discontinuas.
1.7 Calificación
Según su composición, uso y propiedades, la fibra de vidrio se divide en diversos grados. Las fibras de vidrio comercializadas internacionalmente son las siguientes:
1.7.1 Vidrio E
Se trata del vidrio de borato, también conocido como vidrio libre de álcalis en la vida cotidiana. Debido a sus numerosas ventajas, es el más utilizado. Actualmente, aunque su uso es muy extendido, también presenta inconvenientes inevitables. Reacciona fácilmente con sales inorgánicas, por lo que es difícil de almacenar en un ambiente ácido.
1.7.2 Vidrio C
En la producción real, también se denomina vidrio alcalino medio, que posee propiedades químicas relativamente estables y buena resistencia a los ácidos. Su desventaja es que su resistencia mecánica no es alta y su rendimiento eléctrico es deficiente. Los estándares varían según el lugar. En la industria nacional de fibra de vidrio, el vidrio alcalino medio no contiene boro. Sin embargo, en la industria extranjera, se produce vidrio alcalino medio con boro. No solo varía su contenido, sino también su función en el país y en el extranjero. Las esteras y varillas de fibra de vidrio producidas en el extranjero están hechas de vidrio alcalino medio. En la producción, el vidrio alcalino medio también se utiliza en asfalto. En mi país, la razón objetiva es su amplio uso debido a su bajo precio, y su amplia actividad se extiende a la industria de las telas para envolver y filtrar.
1.7.3 Fibra de vidrio Un vidrio
En producción, la gente también lo llama vidrio de alto álcali, que pertenece al vidrio de silicato de sodio, pero debido a su resistencia al agua, generalmente no se produce como fibra de vidrio.
1.7.4 Fibra de vidrio D
También se le llama vidrio dieléctrico y generalmente es la principal materia prima para las fibras de vidrio dieléctricas.
1.7.5 Fibra de vidrio de alta resistencia
Su resistencia es 1/4 superior a la de la fibra de vidrio E, y su módulo elástico es superior. Debido a sus diversas ventajas, se espera que sea ampliamente utilizado, pero debido a su alto costo, actualmente solo se utiliza en algunos campos importantes, como la industria militar y aeroespacial.
1.7.5 Vidrio AR de fibra de vidrio
También conocida como fibra de vidrio resistente a los álcalis, es una fibra inorgánica pura que se utiliza como material de refuerzo en el hormigón reforzado con fibra de vidrio. En ciertas condiciones, puede incluso sustituir al acero y al amianto.
1.7.6 Fibra de vidrio E-CR
Se trata de un vidrio mejorado, libre de boro y álcali. Gracias a su resistencia al agua casi diez veces superior a la de la fibra de vidrio libre de álcali, se utiliza ampliamente en la fabricación de productos resistentes al agua. Además, su alta resistencia a los ácidos es fundamental en la producción y aplicación de tuberías subterráneas. Además de las fibras de vidrio más comunes mencionadas, se ha desarrollado un nuevo tipo de fibra de vidrio. Al ser un producto libre de boro, satisface la necesidad de proteger el medio ambiente. En los últimos años, se ha popularizado otro tipo de fibra de vidrio: la fibra de vidrio con doble composición de vidrio. Esta fibra se puede observar en los productos actuales de lana de vidrio.
1.8 Identificación de fibras de vidrio
El método para distinguir las fibras de vidrio es particularmente sencillo: se sumergen en agua, se calientan hasta que hierva y se mantienen durante 6-7 horas. Si se observa que las direcciones de urdimbre y trama de las fibras de vidrio se vuelven menos compactas, se trata de fibras de vidrio altamente alcalinas. Según diferentes estándares, existen diversos métodos de clasificación de las fibras de vidrio, que generalmente se dividen según su longitud, diámetro, composición y rendimiento.
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Hora de publicación: 22 de junio de 2022
