أنا. ما هوالألياف الزجاجية؟ الألياف الزجاجية عبارة عن مادة-غير عضوية وغير معدنية عالية الأداء ولها العديد من الأصناف. يتراوح قطر الخيط الواحد من بضعة ميكرومترات إلى أكثر من عشرين ميكرومترًا، أي ما يعادل 1/20 إلى 1/5 قطر شعرة الإنسان. تتكون كل حزمة من الألياف من مئات أو حتى آلاف الخيوط المفردة. 1. مصدر المواد الخام: الكرات الزجاجية أو نفايات الزجاج، إلخ. 2. المكونات الرئيسية: السيليكا، أكسيد الألومنيوم، أكسيد الكالسيوم، أكسيد البورون، أكسيد المغنسيوم، أكسيد الصوديوم، إلخ. 3. عملية التشكيل: ذوبان بدرجة حرارة عالية-، سحب، لف، نسج، إلخ. 4. المزايا الرئيسية: عزل جيد، مقاومة قوية للحرارة، تآكل جيد مقاومة، قوة ميكانيكية عالية، تكلفة منخفضة. 5. الكثافة المرجعية: كثافة الألياف الزجاجية 2.5 جم/سم3
ثانيا. التصنيفات الرئيسية للألياف الزجاجية تتميز الألياف الزجاجية عمومًا بمحتويات معدنية قلوية مختلفة. تعد أكاسيد الفلزات القلوية أحد المكونات الرئيسية للزجاج العادي، حيث تعمل في المقام الأول على خفض درجة انصهار الزجاج. كلما زاد محتوى المعدن القلوي، انخفض الاستقرار الكيميائي وخصائص العزل الكهربائي وقوة الألياف الزجاجية.
1. الألياف الزجاجية القلوية- الحرة (الألياف الزجاجية E): محتوى أكسيد الفلز القلوي<0.05%, good chemical stability, electrical insulation, and strength. Mainly used as electrical insulation material and reinforcing material for fiberglass. Alkali-free glass fiber is a major filler type for plastic modification, accounting for over 95% of the industry's production scale.
2. الألياف الزجاجية القلوية المتوسطة - (الألياف الزجاجية C): محتوى أكسيد الفلز القلوي 11.5-12.5%، المحتوى القلوي العالي، لا يمكن استخدامه كمواد عزل كهربائية. استقرارها الكيميائي وقوتها جيدان نسبيًا، وتستخدم بشكل عام كقماش لاتكس، وركيزة من القماش المنسوج، وقماش مرشح حمض، وركيزة لشاشة النافذة، وما إلى ذلك، ويمكن استخدامها أيضًا كقماش مرشح حمضي وركيزة لشاشة النافذة (تكلفة أقل، وتطبيق أوسع).
3. High-alkali glass fiber (A glass fiber): Alkali metal oxide content >15%. تنتمي الألياف الزجاجية المستخرجة من الزجاج المسطح المسحوق، وزجاج الزجاجة المسحوق، وما إلى ذلك، إلى هذه الفئة. يمكن استخدامها كفواصل لبطاريات التخزين، وقماش تغليف الأنابيب، واللباد، وما إلى ذلك، من أجل مقاومة الماء والرطوبة.
4. الألياف الزجاجية المتخصصة (S-glass): ألياف زجاجية عالية القوة (S-glass) تتكون من مواد مغنيسيوم نقية وألمنيوم وسيليكون ثلاثي. وهي تشتمل بشكل أساسي على المغنيسيوم-الألومنيوم-السيليكون العالي-القوة، والألياف الزجاجية-المرونة العالية، والسيليكون-الألومنيوم-الكالسيوم-ألياف زجاجية مقاومة كيميائيًا للمغنيسيوم، والألياف المحتوية على الرصاص-، وألياف السيليكا العالية-، وألياف الكوارتز. إذا تم تصنيفها حسب قطر الخيوط الأحادية، فيمكن تقسيمها إلى خمس فئات: ألياف متناهية الصغر (<4µm), high-grade fiber (3-10µm), medium-grade fiber (10-20µm), primary fiber (>20 ميكرومتر)، والألياف الخشنة (30 ميكرومتر). تستخدم صناعة تعديل البلاستيك بشكل عام أليافًا متوسطة الجودة بسمك 10-14 ميكرومتر.
III. دور المكونات المختلفة في الألياف الزجاجية
1. السيليكا (SiO2): الأساس المادي، الإطار
2. الألومينا (Al2O3): تقلل التبلور ومعامل التمدد، وتحسن الثبات والقوة
3. أكسيد البورون (Be2O3) وأكسيد الحديد (Fe2O3): التدفق، ويحسن السيولة
4. أكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنسيوم: يقلل اللزوجة عند درجات الحرارة العالية ويعزز الذوبان ويصفى ويزيد من سرعة الرسم
رابعا. دور الألياف الزجاجية في تعديل البلاستيك:
يمكن أن تؤدي إضافة الألياف الزجاجية إلى تركيبات تعديل البلاستيك إلى تحسين القوة الميكانيكية والمقاومة للحرارة واستقرار الأبعاد وتثبيط اللهب للمواد البلاستيكية بشكل كبير. على سبيل المثال، يتم استخدام PP-GF/LGF في المصدات الأمامية للسيارات، مع نسبة قوة -إلى-وزن أربعة أضعاف الفولاذ ومرتين مقارنة بالألمنيوم، ومقاومة ممتازة للتآكل. يمكن تركيب الألياف الزجاجية مع راتنجات مختلفة (مثل PP وABS وPC)، ويمكن تحسين أدائها بمرونة عن طريق ضبط طول الألياف (ألياف قصيرة أو طويلة) ونسبة الإضافة (من 5% إلى 60%+).
5. كيفية منع إصابات الألياف الزجاجية 1. تحسين عملية التعبئة: في المواد البلاستيكية المعدلة، تكون الألياف الزجاجية مرتبطة بإحكام بالراتنج من خلال التشتيت والخلط، مما يشكل طبقة كثيفة، مما يقلل من خطر انفصال الألياف. لتجنب طفو الألياف أثناء عملية التعبئة، يمكن تحسين التوافق بين الألياف الزجاجية والراتنج. على سبيل المثال، يمكن استخدام عوامل اقتران السيلان لتحسين الترابط السطحي بين الألياف والمادة المصفوفة، مما يؤدي إلى قمع "تأثير فتيل الشمعة" مع ضمان عدم تدهور الخواص الميكانيكية. . 2. إدارة المخاطر: تفتقر منتجات الألياف الزجاجية المكشوفة في منتجات البناء أو تأثيث المنزل (مثل إطارات الخيام وأضلاع المظلة السفلية) إلى تغليف الراتنج وتكون عرضة لإطلاق حطام الألياف عند تقادمها أو تلفها. يجب تقليل المخاطر من خلال تنظيم عمر الخدمة (يوصى به أقل من أو يساوي 10 سنوات)، وسيناريوهات التطبيق (قوة الضغط)، وتحسين العملية (مثل تخميل الحافة). وفي ظل الإدارة العلمية فإن المخاطر المرتبطة باستخدامه كحشو معزز في المواد البلاستيكية المعدلة سوف تكون مختلفة إلى حد كبير عن الصورة "الشيطانية" التي يراها عامة الناس.
سادسا. المسار الأخضر للألياف الزجاجية: في اتجاه حماية البيئة الخضراء، سيكون تقادم مواد الألياف الزجاجية القديمة وإعادة تدويرها تحديًا جديدًا يجب على ممارسي الصناعة مواجهته.