Klassifizierung und Anwendung von Glasfasern

Es gibt viele Arten von Glasfasern, die nach der Zusammensetzung des Glasrohstoffs, dem Monofilamentdurchmesser und dem Aussehen der Faser klassifiziert werden können.

Die Klassifizierung der Glasrohstoffe

Die Klassifizierung nach der Zusammensetzung von Glasrohstoffen ist derzeit die gebräuchlichste Methode, und die Glaszusammensetzung bestimmt die Leistung von Glasfasern.

Alkalimetalloxid ist einer der Hauptbestandteile von Glas. Es bezieht sich im Allgemeinen auf Natriumoxid und Kaliumoxid. Es wirkt hauptsächlich als Flussmittel, das den Schmelzpunkt von Siliziumdioxid von 1.700 ° C auf etwa 1000 ° C senken kann, wodurch Energiekosten eingespart werden können. Wenn jedoch der Alkalimetalloxidgehalt erhöht wird, werden die Eigenschaften wie chemische Stabilität, elektrische Isoliereigenschaften und Festigkeit des Glases verringert. Daher ist die Anwendung von Glasfasern aus verschiedenen alkalihaltigen Glaskomponenten recht unterschiedlich. Nach dem Alkalimetalloxidgehalt des Glases können Endlosglasfasern in die folgenden Typen eingeteilt werden:

(1) Alkalifreie Glasfaser (E-Grade-Glasfaser):Der R2O-Gehalt von alkalifreiem Glas beträgt weniger als 0,8% und gehört zu Aluminoborosilikatglas, dem am häufigsten verwendeten Glas für Glasfasern. Die Glasfaser weist eine gute chemische Stabilität, elektrische Isolationseigenschaften und mechanische Eigenschaften auf. Die Glasfaser wird jedoch leicht durch anorganische Säuren korrodiert und ist nicht für den Einsatz in saurer Umgebung geeignet.

(2) Mittlere Alkaliglasfaser (Glasfaser der Klasse C):Der R2O-Gehalt von Alkaliglas beträgt 11,6% bis 12,4% und gehört zu Kalknatronglas. Die mittelalkalische Glasfaser verliert durch den hohen Alkaligehalt die elektrische Isolationsleistung, die mechanische Festigkeit ist aber immer noch gut (10 bis 20 % geringer als die alkalifreie Glasfaser), aber die chemische Beständigkeit, insbesondere die Säurebeständigkeit, ist der alkalifreien Glasfaser überlegen. Im Allgemeinen enthält die mittelalkalische Glasfaser im Ausland eine gewisse Menge an Bortrioxid und die mittelalkalische Glasfaser in China ist vollständig frei von Bor.

(3) Glasfaser mit hohem Alkaligehalt (Glasfaser der Klasse A):Der R2O-Gehalt von Glas mit hohem Alkaligehalt beträgt mehr als 15% und ist ein typisches Natriumsilikatglas. Die Altglasprodukte, wie Flachglas, Glasflaschen, Glühbirnen usw., werden als Rohstoffe zur Herstellung von Glaskugeln verwendet, und die Glasfasern, die zu allen hochalkalischen Glasfasern verarbeitet werden. Hochalkalisches Glas wird aufgrund seiner geringen Festigkeit, Wasserbeständigkeit und Alkalibeständigkeit bei der Herstellung von Glasfasern selten verwendet.

Alkalifreie Glasfasern werden häufig als Verstärkungsmaterialien für Dämmstoffe und FRP verwendet. Glasfaser mit mittlerem Alkali hat eine starke Wettbewerbsfähigkeit, da sie im Preis niedriger ist als alkalifreie Glasfaser. Im Ausland wird Medium-Alkali-Glasfaser nur zur Herstellung von korrosionsbeständigen Glasfaserprodukten verwendet, während in China die mittlere Alkali-Glasfaser mehr als die Hälfte der Glasfaserproduktion ausmacht und weit verbreitet als Latextuch, Filtertuch, Gewebesubstrat usw. Es kann auch als FRP-Verstärkungsmaterial mit geringen Anforderungen an elektrische Eigenschaften und Festigkeit verwendet werden.

Glasfasern aus anderen Glasprodukten können zusammenfassend als Spezialglasfasern bezeichnet werden. Die kommerziell vertriebenen Spezialglasfasern sind:

(1) Glasfaser mit niedriger Dielektrizitätskonstante (D-Glasfaser):Dies ist eine Glasfaser mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante und eignet sich zur Verwendung als Verstärkung für hochdichte Leiterplatten in modernen elektronischen Geräten.

(2) Hochfeste Glasfaser (S-Glasfaser):Da hochfeste Glasfaser eine hohe Festigkeit, einen hohen Modul, eine Hitzebeständigkeit, eine Schlagzähigkeit, eine hohe Wellenübertragung und andere hervorragende Eigenschaften aufweist, wird sie in Hochleistungsverbundwerkstoffen verwendet Materialien wie Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Militär, Schiff. Aufgrund des hohen Preises und der geringen Leistung ist es jedoch im zivilen Bereich immer noch nicht beliebt.

(3) Alkalibeständige Glasfaser (AR-Glasfaser):Sie wird hauptsächlich als Rippenmaterial für glasfaserverstärkten Beton verwendet. Es hat eine gute Alkalibeständigkeit, die der Erosion von hochalkalischen Substanzen im Zement effektiv widerstehen kann, und verfügt über hervorragende Eigenschaften wie einen hohen Modul, hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Schlagfestigkeit. Es ist ein umweltfreundliches Verstärkungsmaterial in Stahlbeton, das weit verbreitet ist.

(4) Nicht-Bor-alkalifreie Glasfaser (E-CR-Glasfaser)

Die Klassifizierung des Monofilamentdurchmessers

Das Glasfaser-Monofilament ist zylindrisch und seine Dicke kann durch den Durchmesser ausgedrückt werden.

Unterschiede im Monofilament-Durchmesser können sich auf die Faserleistung, den Produktionsprozess und die Kosten auswirken. Der Durchmesser von 5 bis 10 um Faser wird im Allgemeinen zu Textilien wie Glasfasergewebe, Glasfaserbändern usw. verarbeitet. 10 bis 14 um Fasern werden im Allgemeinen zu Roving, Glasfaservlies usw. verarbeitet. Der Durchmesser der international hergestellten Glasfasern wird dicker und dicker, im Allgemeinen 14~24 µm, und einige erreichen sogar 27 µm.

Die Klassifizierung des Aussehens von Fasern

Glasfaser wird je nach Bedarf zu verschiedenen Produktformen verarbeitet.

(1) Endlosglasfaser:Es handelt sich um einen langen Endlosstrang oder Monofilament. Nahezu alle produzierten Endlosglasfasern bestehen aus E-Glas. Endlosglasfaser hat verschiedene Existenzformen, wie Roving, geschnittene Stränge, Gewebe, Filz usw., die hauptsächlich zur Verstärkung von duroplastischen und thermoplastischen Harzen in Verbundmaterialien verwendet werden. Darüber hinaus werden Endlosfasern auch als Textilfasern bezeichnet, sodass ihre zweite große Verwendung in der Herstellung von Glasfasertextilien liegt. Glasfasertextilien werden hauptsächlich in der Elektronikindustrie zur Herstellung von Leiterplatten verwendet.

(2) Glasfaser mit fester Länge:Die Länge beträgt im Allgemeinen 300 bis 500 mm und wird hauptsächlich zu Garn oder Matte verarbeitet.

(3) Glaswolle:Die Länge beträgt im Allgemeinen weniger als 150 mm, ihre Form ähnelt Watte, Fasern und Fasern zwischen dem dreidimensionalen Schnittpunkt, verflochten, mit einer großen Anzahl winziger Raumporen, wodurch eine gute Wärmedämmung und Schall erzielt wird Absorptions- und Geräuschreduzierungsleistung.