Što je stakloplastika i koji su njeni principi proizvodnje?

Ukratko:stakloplastikenastaje topljenjem stakla i njegovim izvlačenjem u vlakna debljine djelića ljudske vlasi. Kombinira tvrdoću i otpornost na koroziju stakla s fleksibilnošću i sposobnošću tkanja prirodnih vlakana, što ga danas čini najčešće korištenim i-isplativim vlaknastim materijalom za ojačavanje.

 

Možda ga niste izravno vidjeli, ali ste ga gotovo sigurno koristili-nalazi se u kućištu vašeg telefona, kadi, lopaticama vjetroturbine, pa čak iu izolacijskom sloju vaših zidova.

 

I. Što je zapravo stakloplastika?

 

Kemijska suština fiberglasa nije bitno drugačija od staklenih boca i prozora koje koristimo svaki dan. Njegova glavna komponenta je silicijev dioksid (SiO₂), u kombinaciji s oksidima kao što su aluminijev oksid, kalcijev oksid i borov oksid. Razlika je u obliku: obično staklo je kockasto i lomljivo; dok stakloplastika, kada se uvuče u izuzetno fina vlakna promjera od samo 3-24 mikrometra, prolazi kroz kvalitativnu promjenu-postaje savitljiva, tkana i može se kombinirati sa smolom, dok još uvijek zadržava prednosti stakla kao što su otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju i električnu izolaciju.

 

Promjer jednog monofilamenta od fiberglasa je otprilike 1/20 do 1/5 ljudske vlasi. Spajanjem i tkanjem ovih monofilamenata dobivaju se različiti oblici proizvoda od stakloplastike, kao što su tkanina od stakloplastike i prostirka od stakloplastike.

 

II. Kako se pravi?

 

Glavni proizvodni postupak je proces izvlačenja spremnika peći, koji općenito slijedi:

 

. Taljenje: Prirodne mineralne sirovine kao što su kvarcni pijesak, vapnenac i borosilikat dodaju se u spremnik peći prema određenom omjeru i tope u rastaljeno staklo na visokoj temperaturi od približno 1400 stupnjeva.

 

. Crtanje: Rastaljeno staklo teče kroz pregradnu ploču od legure platine na dnu (sa stotinama do tisućama perforacija), istječući pod utjecajem gravitacije i razvlačeći ga i hladeći brzo-strojem za crtanje, trenutno se skrućujući u kontinuirana vlakna.

 

. Impregnacija: Izvučena vlakna se odmah premazuju sredstvom za impregniranje, koje štiti vlakna, povećava mekoću i poboljšava kompatibilnost sa smolama.

 

. Naknadna-obrada: Ovisno o primjeni, prerađuje se u proizvode kao što su neupredeni roving, nasjeckane niti, tkanina od stakloplastike i prostirka od stakloplastike.

 

Briljantnost ovog procesa leži u činjenici da staklo, materijal koji se "lomi pri najmanjem dodiru", prolazi kroz značajno smanjenje unutarnjih nedostataka nakon što se transformira u vlakna veličine mikrona-. Posljedično, njegova vlačna čvrstoća daleko nadmašuje čvrstoću blok stakla-vlačna čvrstoća jedne niti od stakloplastike može doseći 2000-4000 MPa, 2-3 puta više od običnog čelika.

 

III. Zašto je stakloplastika tako popularna?

 

Njegove glavne prednosti mogu se sažeti u šest riječi: lagan, jak, izdržljiv i jeftin.

 

Lagan: Stakloplastika ima gustoću od približno 2,5-2,6 g/cm³, lakša je od aluminija (2,7) i manja je od jedne trećine gustoće čelika (7,8).

Snažan: Njegova vlačna čvrstoća daleko premašuje čvrstoću čelika. U kombinaciji sa smolom (tj. "fiberglass/FRP"), njegova specifična čvrstoća (omjer čvrstoća/gustoća) u potpunosti nadmašuje onu tradicionalnih metala.

 

Izdržljiv: Otporan-na koroziju, visoke-temperature (radna temperatura do 250-280 stupnjeva) i otporan na vremenske uvjete, ne hrđa i ne trune.

Cijena: U usporedbi s karbonskim vlaknima (otprilike 100-200 RMB/kg), stakloplastika košta samo 6-15 RMB/kg, nudeći iznimno visoku isplativost.

Nadalje, posjeduje izvrsnu električnu izolaciju, toplinsku izolaciju, nisku apsorpciju vode i mogućnost dizajniranja (učinkovitost se može kontrolirati podešavanjem smjera vlakana i metode postavljanja).

 

IV. Gdje se koristi stakloplastika?

 

Njegove primjene su vrlo široke. Evo nekoliko najčešćih:

 

Kućišta proizvoda 3C: kućišta nekih prijenosnih računala i tableta koriste kompozitne materijale-ojačane staklenim vlaknima, koji su jači od čiste plastike i lakši od metala.

 

Konstrukcija: Cement ojačan staklenim vlaknima (GRC), osnovni materijal za vodonepropusne membrane i zidne izolacijske slojeve (vlakasta vuna).

 

Prijevoz: Stakloplastika se naširoko koristi u odbojnicima automobila, oplatama kamiona i trupovima brodova.

 

Sportovi: početni-štapovi za pecanje, skije i reketi za badminton često koriste staklena vlakna kao osnovni materijal.

 

Sažetak

 

Bit stakloplastike je da proces "izvlačenja-vlakana" pretvara staklo iz "lomljivog" materijala u "fleksibilni materijal za ojačanje".