Qual é o estado atual da indústria de fibra de vidro?
Introdução aFibra de vidro
Fibra de vidroé um material inorgânico não{1}}metálico de alto-desempenho feito de minerais inorgânicos não{2}}metálicos naturais, como pirofilita, areia de quartzo e calcário. Ele é produzido por meio de uma série de processos, incluindo fusão, trefilação e enrolamento em alta-temperatura, de acordo com uma fórmula específica. Possui vantagens como boas propriedades de isolamento, alta resistência mecânica, forte resistência ao calor e boa resistência à corrosão, e é amplamente utilizado nas indústrias automotiva, eletrônica, geração de energia eólica, construção naval, aeroespacial, construção, petróleo e química. É comumente usado como material de reforço e aplicado em diversas indústrias como materiais compósitos.
A fibra de vidro pode ser classificada de várias maneiras, inclusive pelo teor de óxido de metal alcalino, propriedades da fibra, diâmetro do monofilamento e aparência da fibra. Com base no conteúdo total de óxidos de metais alcalinos (geralmente Na₂O e K₂O), ela pode ser dividida em fibra de vidro-livre de álcalis (fibra de vidro E), fibra de vidro alcalina média-(fibra de vidro C) e fibra de vidro-alcalina alta (fibra de vidro A).
A fibra de vidro E é feita de aluminoborosilicato com teor de óxido de metal alcalino inferior a 1%. Globalmente, mais de 90% das fibras de vidro são fibras de vidro E-. A fibra de vidro E- tem bom isolamento elétrico e propriedades mecânicas, mas baixa resistência a ácidos, tornando-a inadequada para ambientes ácidos. É amplamente utilizado em aplicações que requerem isolamento elétrico ou como material de reforço.
A fibra de vidro{0}alcalina média normalmente contém de 8% a 12% de óxidos de metais alcalinos. A fibra de vidro C- representa aproximadamente 5% da produção total de fibra de vidro. A fibra de vidro C- tem forte resistência a ácidos, mas propriedades elétricas pobres e menor resistência mecânica do que a fibra de vidro E-. Porém, é resistente à corrosão química e pode ser utilizado em tanques de armazenamento de ácido e tanques de galvanoplastia, bem como no reforço de coberturas asfálticas onde os requisitos de resistência mecânica são menores.
Uma-fibra de vidro normalmente contém 14,5% ou mais de óxidos de metais alcalinos. Uma-fibra de vidro tem baixa resistência à água; após serem expostos à água, os produtos feitos a partir dela tornam-se rapidamente quebradiços e perdem resistência, tornando-os inutilizáveis. Foi em grande parte eliminado.
Métodos de produção convencionais
Os principais métodos de produção de fibras de vidro contínuas são a trefilação em cadinho e a trefilação em forno-tanque. O diâmetro dos monofilamentos de fibra de vidro resultantes é geralmente de 1,5 μm ~ 25 μm, principalmente 4 μm ~ 14 μm.
(1) Método de trefilação do cadinho: Primeiro, várias matérias-primas com composições especificadas são trituradas e depois adicionadas a um forno de tanque de vidro, onde são derretidas a uma alta temperatura de cerca de 1.500 graus. Em seguida, esferas de vidro de um determinado diâmetro são formadas usando uma máquina de fazer bolas (daí o nome "método de bola"). As esferas de vidro são então adicionadas a um cadinho contendo uma placa defletora de platina e fundidas novamente em um fundido giratório, que flui para fora do bocal da placa defletora de platina e é transformado em fibras de vidro contínuas. Este método tem alto consumo de energia, baixa produtividade do trabalho e processo de formação instável, e foi em grande parte eliminado.
(2) Método de desenho do forno de tanque: Este método omite o processo de-fabricação de bolas. Depois que o vidro fundido flui para fora dos orifícios de uma placa defletora porosa de liga de platina-ródio, ele é transformado em filamentos de vidro contínuos por uma máquina de trefilação de alta-velocidade. O vidro fundido resultante é diretamente transformado em fibras, daí o nome "método de trefilação direta" ou "método de uma-etapa". Além disso, em comparação com o método de trefilação do cadinho, o método do forno tanque tem maior capacidade de produção, melhor controlabilidade do processo e qualidade do produto mais estável.
História deFibra de vidroDesenvolvimento
Na década de 1930, os negócios da Owens{1}}Illinois Glass Company e da Corning Glass Factory se fundiram para formar a Owens Corning Fiberglass Company. Após a Segunda Guerra Mundial, a indústria global de fibra de vidro desenvolveu-se rapidamente, com melhoria contínua na tecnologia de produção, dando origem a um grande número de empresas de fibra de vidro, como PPG Industries (EUA), Saint-Grupo Gobain (França) e Nittobo (Japão). a indústria de fibra de vidro do meu país começou em 1958. Antes da reforma e abertura, era utilizada principalmente para a defesa nacional e as indústrias militares; após a reforma e abertura, passou para uso civil e desenvolveu-se rapidamente. Com a contínua expansão da demanda do mercado, nos últimos anos, a produção de fios de fibra de vidro do meu país tem aumentado ano a ano. Em 2023, a produção total de fios de fibra de vidro do meu país atingiu 7,23 milhões de toneladas, um aumento anual-a-de 5,2%.
Situação atual e problemas
Entre as empresas de fibra de vidro do meu país, a China Jushi tem a maior capacidade de produção, representando cerca de 34%; Taishan Fiberglass e Chongqing International Composites vêm logo atrás, cada uma representando cerca de 16%. Na pesquisa e desenvolvimento de produtos de fibra de vidro de alto-desempenho, três empresas-China Jushi, Taishan Glass Fiber e Chongqing International Composites-possuem tecnologias básicas de primeira-classe e uma série de produtos de fibra de vidro de alto-desempenho, tornando-as empresas-chave de P&D e produção de fibra de vidro de alto-desempenho em meu país.
①. Pequena escala e qualidade de produtos compostos reforçados e de fibra de vidro de alto-desempenho Atualmente, a capacidade de produção, a produção e o nível de tecnologia de produção de fibra de vidro do meu país estão entre os líderes mundiais, mas o país enfrenta uma situação de excesso de capacidade e séria homogeneização de produtos-de baixa qualidade, enquanto os produtos-de alta qualidade sofrem com oferta insuficiente e fraca competitividade. Em comparação com a escala de variedades de fibra de vidro de alto-desempenho no exterior, a escala de vários produtos de fibra de vidro de alto-desempenho em meu país é relativamente pequena. Atualmente, a produção de vários fios de fibra de vidro especiais e de alto-desempenho (excluindo fios de alto-módulo e ultrafinos), como fios resistentes a álcalis,-resistentes a álcalis, de alta-resistência, de baixo-dielétrico, de formato-irregular, compósitos, coloridos no corpo-e de alta-sílica, quartzo e basalto, é responsável por apenas cerca de 1% da produção produção total de fibra de vidro. Portanto, a produção e a qualidade da fibra de vidro e dos produtos de alto-desempenho não podem atender totalmente às necessidades do mercado-de alta tecnologia.
②. P&D insuficiente em fibra de vidro e tecnologia e equipamentos de fabricação de produtos
Embora a tecnologia e os equipamentos comuns de fabricação de fibra de vidro do meu país tenham se aproximado ou alcançado níveis avançados internacionais, a fabricação de fibras de vidro especiais de alto-desempenho, como tipos de alta-resistência, baixo-dielétrico e alto-sílica, ainda enfrenta desafios significativos em indicadores-chave, como propriedades mecânicas, propriedades elétricas e resistência ao calor. Além disso, tecnologias essenciais, como o design otimizado de componentes e desempenho de fibra de vidro de alto-desempenho, agentes de dimensionamento e agentes formadores de filme especiais-e processamento profundo de produtos de fibra permanecem relativamente fracos, e os níveis de equipamentos de produção são baixos, dificultando assim o desenvolvimento de fibras de vidro de alto-desempenho rumo à produção de alta qualidade, em grande-escala e à industrialização.
③. Desenvolvimento desigual da manufatura inteligente entre as empresas
Empresas líderes e principais empresas de backbone nofibra de vidroA indústria atribui grande importância à fabricação inteligente, demonstrando forte motivação e capacidade para atualizações inteligentes e exibindo excelentes níveis e resultados no desenvolvimento inteligente. No entanto, as pequenas e médias-empresas, devido a fatores como fundos limitados, acumulação tecnológica insuficiente e escassez de talentos, não têm motivação e capacidade para promover a produção inteligente. Os desafios que estas empresas enfrentam durante a sua transformação inteligente incluem, mas não estão limitados a, custos elevados de atualizações e substituições de equipamentos, dificuldade em adaptar-se e dominar novas tecnologias e pressão para manter uma vantagem de custos na concorrência de mercado. Como resultado, falta-lhes motivação para investir na modernização e transformação inteligentes e o seu desenvolvimento inteligente é relativamente lento.
