الیاف شیشه

الیاف شیشه

1-مقدمه

الیاف شیشه یا پشم شیشه و یا فایبرگلاس, ماده ای است که از الیاف شیشه ای بسیار ظریف تشکیل شده است. شیشه سازان در طول تاریخ الیاف شیشه را آزمایش کرده اند ، اما تولید انبوه الیاف شیشه تنها با اختراع ماشین آلات ظریف امکان پذیر شد. 
الیاف شیشه دارای خواص مکانیکی تقریباً قابل مقایسه ای با الیاف دیگر مانند الیاف پلیمرها و فیبر کربن هستند. اگرچه به اندازه فیبر کربن سفت نیستند  اما هنگام استفاده در کامپوزیت ها بسیار ارزان تر هستند (اما کمی شکننده تر) است. با این وجود الیاف شیشه به عنوان یک عامل تقویت کننده برای بسیاری از محصولات پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد تا یک ماده کامپوزیتی بسیار قوی و نسبتاً سبک ایجاد شود. محصول مشابه دیگری به نام پلاستیک تقویت شده با شیشه (GRP)  نیز وجود دارد و بر خلاف پشم شیشه, GRP حاوی هوا یا گاز نیست درنتیجه متراکم تر است و بنابراین در مقایسه با پشم شیشه عایق حرارتی ضعیفی است. در عوض به دلیل استحکام بالا و وزن نسبتاً کم ، از نظر ویژگی های ساختاری مناسب استفاده می شود.

1-1-انواع فایبرگلاس

1-1-1- الیاف شیشه  E-glass شیشه های آلومینا- كلسیم- بروسیلیكات 

 این نوع از الیاف شیشه، رایج ترین و پرکاربردترین نوع آنها هستند و مهمترین ویژگی آن ها کم بودن مواد قلیایی (بازی) آنها می باشد همین ویژگی و مواد تشکیل دهنده ی آن سبب شده در زمینه هایی همچون مقاوم سازی سازه ها و صنعت برق (به عنوان مقاومت های الکتریکی) استفاده شود. 

2-1-1-الیاف شیشه  C–Glass شیشه های كلسیم- بروسیلیكات

در این نوع از الیاف شیشه موادی مانند آهک سود دار ، بور و سیلیکات وجود دارد و کاربرد آنها بیشتر در محیط هایی است که مواد شیمیایی خورنده زیادی وجود داشته باشد.( در مقابل خوردگی اسیدی مقاومت بسیار خوبی را فراهم می‌کنند) این دسته از فایبرگلاس به صورت الیافی برای تقویت کردن و مسلح کردن بتن به کار می‌روند.  از دیگر کاربردهای آن ، پوشش سطحی خطوط لوله و پوشش سطحی مخازن می باشد.

3-1-1-الیاف شیشه A-Glassشیشه های سودا- آهك- سیلیكات

در این نوع الیاف شیشه درصد مواد بازی (قلیایی) بسیار زیاد است، که امروزه تولید آن تا حدی کنار گذاشته شده است.

4-1-1-الیاف شیشه  S-Glass شیشه های منیزیم- آلومینو سیلیكات

 این دسته از فایبرگلاس ها دارای مقاومت و الاستیسیته ی بسیار زیادی هستند و بیش‌تر در صنایع هوا فضا و تحقیقات فضایی و هوایی برای پوشش موشک‌ها و قطعات هواپیمایی استفاده می شوند.

خرید سود پرک، یک باز (قلیا) بسیار مهم در صنعت از فروشگاه اشیم

2-تاریخچه

پشم شیشه ، که امروزه محصولی به نام "فایبرگلاس" است ، بین سالهای 1932 تا 1933 توسط " Games Slayter of Owens-Illinois" ، به عنوان ماده ای برای عایق حرارتی ساختمان اختراع شد. آن محصول با نام تجاری ""Fiberglas به بازار عرضه شد که امروزه به یک علامت تجاری عمومی تبدیل شده است. الیاف شیشه به طور ویژه با یک عامل چسبنده برای به دام انداختن بسیاری از سلول های کوچک هوا تولید می شوند که درنتیجه به عنوان عایق حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند. در نتیجه پشم شیشه با چگالی کم و همراه با هوای محبوس در آن تولید می شود. 

3-کاربردهای الیاف شیشه

1-3-کاربرد عمومی فایبرگلاس

پشم شیشه کاربر زیادی در زندگی ما دارد, برای مثال از این ماده در پر کردن لایه ی درونی تشک ها ، پارچه های عایق حرارتی ، عایق الکتریک ، عایق صدا ، پارچه های با مقاومت بالا یا پارچه های مقاوم در برابر حرارت و خوردگی استفاده می شود. همچنین برای تقویت مواد مختلف مانند تیر و کمان ورزشی ، پنل های سقف شفاف ، بدنه خودرو ، چوب هاکی ، تخته موج سواری ، بدنه قایق و ... نیز استفاده می شود. 

2-3-پزشکی

برای اهداف پزشکی در گچ گرفتگی استفاده می شود همچنین استفاده از الیاف شیشه اخیراً در کاربردهای زیست پزشکی به منظور جایگزینی مفصل مورد استفاده قرار گرفته است.

3-3-راه سازی

برای تقویت روکش آسفالت از شبکه های الیاف شیشه ای استفاده می شود. الیاف شیشه ای/پلیمرهای نخی بافته شده همراه با امولسیون در آسفالت ترکیب و پوشانده می شود و پوششی ضد آب و مقاوم در برابر ترک ایجاد می کنند.

4-3-عدم خوردگی

 استفاده از میلگرد تقویت شده با الیاف شیشه به جای میلگرد فولادی در مناطقی که اجتناب از خوردگی فولاد مورد نظر است کارامد می باشد.

5-3-کاربرد الکترونیکی

از فایبرگلاس در کاربردهای الکترونیکی نیز می توان بهره برد, زیرا که الیاف شیشه حاوی سدیم نسبت به لیتیوم , دارای خواص الکترونیکی بهتری می باشند و می توانند در باتری های لیتیوم-یون جایگزین لیتیوم شوند و یا در کنار آن ُخاصیت کمکی داشته باشند.

4-واکنش های الیاف شیشه

با توجه به این که فایبرگلاس ها مواد پایه ی فیزیکی هستند, کمتر واکنش آنها مورد بررسی قرار می گیرد, اما واکنشی از آن همراه با رزین اپوکسی و نایلون مورد مطالعه قرار گرفته است که نتیجه ی آن مولکولی است که حاوی هر سه ی آنها می باشد.

5-روش تولید فایبرگلس

1-5-ذوب شدن

دو نوع اصلی الیاف شیشه وجود دارد. در نوع اول, الیاف یا از یک فرآیند ذوب مستقیم یا از یک فرآیند ذوب مکرر ساخته می شوند. در هر دو روش, فرایند با مواد اولیه جامد شروع می شوند. مواد جامد با یکدیگر مخلوط شده و در کوره ذوب می شوند. که در اینجا به فرایند نوع اول که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد می پردازیم. در فرآیند ذوب مستقیم ، شیشه مذاب موجود در کوره مستقیماً برای تشکیل به بوش می رود. (بوش =bush می تواند بوته چینی, بوته سنگی, یا بوته فلزی باشد که جهت ذوب درون آنها ریخته می شود و یا مواد مذاب درون آنها ریخته می شود.)

2-5-تشکیل (فرم دهی)

صفحه بوش مهمترین قسمت ماشین آلات برای ساخت الیاف است همانطور که گفته شد, بوش کوره فلزی کوچک حاوی نازل هایی است که فیبر درون آن تشکیل می شود. بعضی از آنها از پلاتین همراه با رودیوم برای دوام بالاتر ساخته می شوند. از پلاتین استفاده می شود زیرا شیشه مذاب تمایل طبیعی برای مرطوب کردن آن دارد. هنگامی که بوش ها برای اولین بار استفاده شدند 100٪ پلاتین بودند و شیشه بوش را آنقدر خیس کرد که پس از خروج از نازل زیر صفحه قرار گرفت و در قسمت زیرین جمع شد. همچنین ، به دلیل هزینه ، پلاتین با رودیم آلیاژ شد. در فرآیند ذوب مستقیم ، بوش به عنوان جمع کننده شیشه مذاب عمل می کند. کمی گرم می شود تا شیشه در دمای مناسب برای تشکیل فیبر نگه داشته شود.

3-5-فرآیند فیلامنت مداوم

در فرآیند رشته پیوسته ، پس از کشیدن فیبر ، اندازه ای اعمال می شود. این اندازه به محافظت از فیبر در هنگام پیچاندن روی یک حباب کمک می کند. اندازه خاص اعمال شده مربوط به استفاده نهایی است. در حالی که برخی از اندازه ها برای پردازش کمک می کنند ، برخی دیگر باعث می شوند که الیاف تمایل به رزین خاصی داشته باشند ، در صورتی که از الیاف در کامپوزیت استفاده شود. اندازه معمولاً 0.5 تا 2.0 درصد وزن اضافه می شود. سپس فرایند سیم پیچی با سرعت 1 کیلومتر در دقیقه انجام می شود.

4-5-فرآیند فیبر اصلی

برای تولید الیاف اصلی ، روشهای مختلفی برای تولید فیبر وجود دارد. شیشه را می توان با حرارت یا بخار پس از خروج از دستگاه سازنده به وجود آورد. معمولاً این الیاف شبیه به نوعی حصیر ساخته می شوند. متداول ترین فرایند مورد استفاده فرآیند چرخشی است. در اینجا شیشه وارد یک چرخنده چرخان می شود و در اثر نیروی گریز از مرکز به صورت افقی به بیرون پرتاب می شود. جت های هوا آن را به صورت عمودی به سمت پایین فشار می دهند و با فشار جسمی بر روی آنها فیبر ها تشکیل می شوند.
در کل فرایند ساخت فایبرگلاس ها کمی پیچیده و دارای اصطلاحات خاص خود می باشد.

خرید اسید سولفوریک به عنوان یکی از مهمترین اسیدهای آزمایشگاهی و صنعتی در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

6-تحقیقات جدید

همانطور که در ابتدا اشاره شد, کامپوزیت های حاوی فایبرگلاس می تواند بسیار پرکاربرد باشند, از همین روی پژوهشی تحت عنوان " بررسي خواص فيزيکي و مکانيکي نانوکامپوزيت هاي زمينه پلي استري تقويت شده با کاربيدسيليسيم و فايبرگلاس" انجام شده است که ترکیبات جدید و در مقیاس نانو را  همراه با فایبرگلاس به کار برده است, این پژوهش در نشریه ی مواد و فناوري هاي پيشرفته به چاپ رسیده است.

7-روش نگهداری

فایبرگلاس ها مواد با دوامی هستند, اما نکاتی در رابطه با نگهداری آنها وجود دارد. این ماده را نبایستی در کنار مواد اسیدی نگهداری کرد, زیرا که بخارات اسید آسیب جدی به این ماده می زند. همچنین حضور مستقیم یا غیر مستقیم فلزات, به خصوص آهن, مس و منیزیم سبب تغییر رنگ این ماده می شود.

8-ایمنی

الیاف شیشه از زمانی مشخص شد آزبست باعث سرطان می شود، محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. با این حال ، ایمنی خود الیاف شیشه نیز دارای نکاتی است, زیرا تحقیقات نشان می دهد که ترکیب این ماده می تواند مسمومیت مشابه آزبست را ایجاد کند زیرا که آزبست و الیاف شیشه هر دو الیاف سیلیکات هستند.
مطالعات دهه 1970 روی موش ها نشان داد که پشم شیشه هایی با قطر کمتر از 3 میکرومتر و طول بیشتر از 20 میکرومتر "سرطان زای قوی" هستند, به همین ترتیب ، آژانس بین المللی تحقیقات سرطان در سال 1990چنین جمله ای را منتشر کرد "به طور منطقی می توان سرطان زایی پشم شیشه را پیش بینی کرد". الیاف شیشه از دو جهت با آزبست تفاوت دارند که ممکن است حداقل توضیحی جزئی برای سمیت کمتر آنها ارائه دهد. اکثر الیاف شیشه مانند آزبست کریستالی نیستند ، به صورت طولی تقسیم نمی شوند و الیاف نازک تری را تشکیل می دهند. آنها همچنین عموماً در مقایسه با الیاف آزبست ، دوام زیستی کمتری در بافتهای بیولوژیکی دارند ، زیرا می توانند در معرض انحلال و شکست عرضی قرار گیرند.
تولید کنندگان الیاف شیشه می توانند از شیشه بازیافتی برای تولید الیاف استفاده کنند. الیاف شیشه بازیافت شده تا 40 درصد شیشه بازیافتی دارد تا به محیط زیست آسیب کمتری وارد شود.

خرید سیلیکون قالب گیری RTV2، یکی از مرغوب ترین سیلیکون های بازار در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

9- خرید الیاف شیشه از فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

فروشگاه مواد شیمیایی علاوه بر مواد شیمیایی نظیر نمک های پودری، حلال های مایع ، روغن ها، چسب ها وغیره، موادی نظیر الیاف شیشه یا فایبرگلس را نیز در سبد محصولات خود قرار داده است. لذا از این پس می توانید با مراجعه به سایت فروشگاه اشیم و یا از طریق راه های تماس دیگر، اقدام به خرید خرد و عمده الیاف شیشه یا فایبرگلس نمایید.