تاريخ
ألياف زجاجيةتم إنتاجها لعدة قرون، ولكن أول براءة اختراع مُنحت للمخترع البروسي هيرمان هامسفهر (1845-1914) في الولايات المتحدة في عام 1880.
تم اكتشاف الإنتاج الضخم لخيوط الزجاج بالصدفة في عام 1932 عندما قام جيمز سلايتر، وهو باحث في أوينز - بولاية إلينوي، بتوجيه طائرة من الهواء المضغوط نحو تيار من الزجاج المنصهر وإنتاج الألياف. تم تقديم براءة اختراع لهذه الطريقة في إنتاج الصوف الزجاجي لأول مرة في عام 1933. انضم أوينز إلى شركة كورنينج في عام 1935 وتم تكييف الطريقة من قبل أوينز كورنينج لإنتاج "Fiberglas" الحاصل على براءة اختراع (مكتوب بحرف "s" واحد) في عام 1936. في الأصل، كان الألياف الزجاجية عبارة عن صوف زجاجي يحتوي على ألياف تحبس قدرًا كبيرًا من الغاز، مما يجعله مفيدًا كعازل، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة.
تم تطوير راتينج مناسب لدمج الألياف الزجاجية مع البلاستيك لإنتاج مادة مركبة في عام 1936 بواسطة دو بونت. السلف الأول لراتنجات البوليستر الحديثة هو راتنج سياناميد عام 1942. وقد تم استخدام أنظمة المعالجة بالبيروكسيد في ذلك الوقت. مع مزيج من الألياف الزجاجية والراتنج، تم استبدال محتوى الغاز في المادة بالبلاستيك. أدى هذا إلى تقليل خصائص العزل إلى قيم نموذجية للبلاستيك، ولكن الآن ولأول مرة، أظهر المركب قوة كبيرة ووعدًا كمادة هيكلية ومواد بناء. استمر تسمية العديد من مركبات الألياف الزجاجية باسم "الألياف الزجاجية" (كاسم عام) وتم استخدام الاسم أيضًا لمنتج الصوف الزجاجي منخفض الكثافة- الذي يحتوي على غاز بدلاً من البلاستيك.
يرجع الفضل إلى راي جرين من أوينز كورنينج في إنتاج أول قارب مركب في عام 1937، لكنه لم يتقدم أكثر في ذلك الوقت بسبب الطبيعة الهشة للبلاستيك المستخدم. في عام 1939، ورد أن روسيا قامت ببناء قارب ركاب من المواد البلاستيكية، والولايات المتحدة قامت ببناء جسم الطائرة وأجنحة الطائرة. أول سيارة تحتوي على هيكل من الألياف-الزجاجية كانت نموذجًا أوليًا لسيارة Stout Scarab عام 1946، لكن النموذج لم يدخل مرحلة الإنتاج.
إنتاج
عملية تصنيع الألياف الزجاجية تسمى pultrusion. تستخدم عملية تصنيع الألياف الزجاجية المناسبة للتسليح أفران كبيرة لإذابة رمل السيليكا والحجر الجيري وطين الكاولين والفلورسبار والكولمانيت والدولوميت والمعادن الأخرى تدريجيًا حتى يتشكل سائل. يتم بعد ذلك بثقه من خلال البطانات، وهي عبارة عن حزم من فتحات صغيرة جدًا (يبلغ قطرها عادةً 5-25 ميكرومترًا للزجاج E-، و9 ميكرومتر للزجاج S-).
يتم بعد ذلك تحديد حجم هذه الخيوط (تغليفها) بمحلول كيميائي. يتم الآن تجميع الخيوط الفردية بأعداد كبيرة لتوفير التجوال. يحدد قطر الخيوط وعدد الخيوط في التجوال وزنها، ويتم التعبير عنه عادةً بأحد نظامي القياس: المحصول، أو الياردات لكل رطل (عدد الياردات من الألياف في رطل واحد من المادة؛ وبالتالي فإن العدد الأصغر يعني تجوالًا أثقل). أمثلة على الإنتاجية القياسية هي 225yield، 450yield، 675yield.tex، أو جرام لكل كيلومتر (كم جرامًا يزن كيلومتر واحد من المتجول، مقلوبًا من المحصول؛ وبالتالي فإن الرقم الأصغر يعني متجولًا أخف). أمثلة على تكس القياسية هي 750 تكس، 1100 تكس، 2200 تكس.
يتم بعد ذلك استخدام هذه التجاويف إما مباشرة في تطبيق مركب مثل النتوء، ولف الخيوط (الأنابيب)، والتجويف المسدس (حيث يقوم مسدس آلي بتقطيع الزجاج إلى أطوال قصيرة وإسقاطه في طائرة من الراتنج، المسقطة على سطح القالب)، أو في خطوة وسيطة، لتصنيع الأقمشة مثل حصيرة حبلا مقطعة (CSM) (مصنوعة من أطوال مقطوعة بشكل عشوائي من الألياف كلها مرتبطة ببعضها البعض)، والأقمشة المنسوجة، والأقمشة المحبوكة أو الأقمشة أحادية الاتجاه.