O que é fibra de vidro e quais são os seus princípios de produção?

Resumidamente:fibra de vidroé feito derretendo vidro e transformando-o em fibras com uma fração da espessura de um fio de cabelo humano. Ele combina a dureza e a resistência à corrosão do vidro com a flexibilidade e a capacidade de tecelagem das fibras naturais, tornando-o o material de fibra de reforço mais utilizado e-econômico atualmente.

 

Você pode não tê-lo visto diretamente, mas quase certamente o usou-ele é encontrado na capa do seu telefone, na banheira, nas pás da turbina eólica e até mesmo na camada de isolamento das paredes.

 

I. O que exatamente é fibra de vidro?

 

A essência química da fibra de vidro não é fundamentalmente diferente das garrafas e janelas de vidro que usamos todos os dias. Seu principal componente é o dióxido de silício (SiO₂), combinado com óxidos como óxido de alumínio, óxido de cálcio e óxido de boro. A diferença está na sua forma: o vidro comum é em blocos e quebradiço; enquanto a fibra de vidro, quando transformada em fibras extremamente finas com um diâmetro de apenas 3{3}}24 micrômetros, sofre uma mudança qualitativa-ela se torna flexível, tecível e pode ser composta com resina, mantendo as vantagens do vidro, como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e isolamento elétrico.

 

Um único monofilamento de fibra de vidro tem aproximadamente 1/20 a 1/5 do diâmetro de um fio de cabelo humano. Agrupar e tecer esses monofilamentos produz várias formas de produtos de fibra de vidro, como tecido de fibra de vidro e tapete de fibra de vidro.

 

II. Como é feito?

 

O método de fabricação principal é o processo de trefilação do forno tanque, que geralmente segue:

 

. Fusão: Matérias-primas minerais naturais, como areia de quartzo, calcário e borossilicato, são adicionadas a um forno tanque de acordo com uma proporção específica e fundidas em vidro fundido a uma alta temperatura de aproximadamente 1400 graus.

 

. Estiramento: O vidro fundido flui através de uma placa defletora de liga de platina na parte inferior (com centenas a milhares de perfurações), fluindo sob a gravidade e sendo esticado e resfriado por uma máquina de trefilação de alta-velocidade, solidificando-se instantaneamente em fibras contínuas.

 

. Impregnação: As fibras trefiladas são imediatamente revestidas com um agente impregnante, que protege as fibras, aumenta a maciez e melhora a compatibilidade com resinas.

 

. Pós-processamento: Dependendo da aplicação, ele é processado em produtos como mechas não torcidas, fios cortados, tecido de fibra de vidro e tapete de fibra de vidro.

 

O brilho desse processo reside no fato de que o vidro, um material que “quebra ao menor toque”, sofre uma redução significativa nos defeitos internos após ser transformado em fibras de tamanho micro-. Consequentemente, sua resistência à tração ultrapassa em muito a do bloco de vidro-a resistência à tração de um único filamento de fibra de vidro pode atingir 2.000 a 4.000 MPa, 2 a 3 vezes a do aço comum.

 

III. Por que a fibra de vidro é tão popular?

 

Suas principais vantagens podem ser resumidas em seis palavras: leve, forte, durável e barato.

 

Leve: A fibra de vidro tem densidade de aproximadamente 2,5-2,6 g/cm³, mais leve que o alumínio (2,7) e menos de um terço da densidade do aço (7,8).

Forte: Sua resistência à tração excede em muito a do aço. Quando combinado com resina (ou seja, "fibra de vidro/FRP"), sua resistência específica (relação resistência/densidade) supera completamente a dos metais tradicionais.

 

Durável: resistente à corrosão-, resistente a altas-temperaturas (temperatura operacional de até 250-280 graus) e resistente às intempéries, não enferruja nem apodrece.

Preço: Em comparação com a fibra de carbono (aproximadamente 100{2}}200 RMB/kg), a fibra de vidro custa apenas 6-15 RMB/kg, oferecendo uma relação custo-benefício extremamente alta.

Além disso, possui excelente isolamento elétrico, isolamento térmico, baixa absorção de água e designabilidade (o desempenho pode ser controlado ajustando a direção da fibra e o método de disposição).

 

4. Onde a fibra de vidro é usada?

 

Suas aplicações são muito amplas. Aqui estão alguns dos mais comuns:

 

Invólucros de produtos 3C: alguns invólucros de laptops e tablets usam materiais compostos-reforçados com fibra de vidro, que são mais fortes que o plástico puro e mais leves que o metal.

 

Construção: Cimento reforçado com fibra de vidro (GRC), material de base para membranas impermeáveis, e camadas de isolamento de paredes (lã de fibra de vidro).

 

Transporte: A fibra de vidro é amplamente utilizada em pára-choques de carros, carenagens de caminhões e cascos de navios.

 

Esportes: varas-de pesca, esquis e raquetes de badminton de nível básico geralmente usam fibra de vidro como material de base.

 

Resumo

 

A essência da fibra de vidro é que o processo de "estiramento-da fibra" transforma o vidro de um material "frágil" em um "material de reforço flexível".