玻璃纤维的不同类型和形式及其使用方法

玻璃纤维的不同类型和形式及其使用方法

玻璃纤维是一种纤维增强塑料,其中玻璃纤维是增强塑料。这就是为什么玻璃纤维有时被称为玻璃纤维增​​强塑料或玻璃钢。

玻璃纤维可由不同类型的玻璃组成。玻璃纤维被压平成片状,随机排列或编织成织物。玻璃纤维重量轻、强度高且不易碎。

玻璃纤维最吸引人的特点之一是它可以被塑造成不同的形状。这就解释了为什么玻璃纤维广泛用于建筑、土木工程、商业和住宅产品、飞机、屋顶和运动器材。

18世纪末,玻璃纤维被法国科学家 Rene Ferchault de Reaumur 发现,尽管它基本上被搁置了。据记载,一位德国玻璃吹制工通过将丝纤维沿一个方向与玻璃纤维沿另一个方向编织而成了一块布。

1893 年,在芝加哥世界博览会上,利比玻璃公司的爱德华·D·利比 (Edward D. Libbey) 展示了用这种布制成的连衣裙。仅出于演示目的,这条裙子折叠起来很容易破损,重 13.5 磅。

除了服装,玻璃纤维还提供了多种用途的潜力,尽管当时它们还不是完全灵活的。也没有办法大量生产这些玻璃纤维。

幸运的是,在 1930 年代,位于伊利诺伊州的 Owens-Illinois Glass Company 发现了一种生产由玻璃纤维制成的用于通风设备的空气过滤器的工艺。这些空气过滤器比用于相同目的的棉质材料更有效。

此外,这些玻璃纤维空气过滤器价格低廉,堵塞时可以丢弃。几十年来,随着空调的广泛使用,Owens-Illinois 一直是这些空气过滤器的稳定销售商。

玻璃纤维的行为类似于普通玻璃:

  • 它不吸收水分
  • 它不发霉也不发霉
  • 它是不导电的
  • 它不会生锈、收缩、膨胀或燃烧

几十年后,经过许多发现,纤维增强聚合物 (FRP) 产品被用于制造风车和直升机的转子叶片、商用和军用飞机的部件、车辆甚至卡车的部件等物品。

玻璃钢用于运动和娱乐设备,如冲浪板、滑雪板、自行车和运动鞋等运动装备。在称为拉挤成型的制造过程中生产的 FRP 的灵活性意味着可以创建具有流动形状的型材。这意味着如果可以对所需产品进行建模,就可以构建它。

钢材、木材等传统材料价格呈上涨趋势,而玻璃钢材料成本呈下降趋势。此外,多年来,制造工艺得到了改进,变得更加高效。对于工业来说,玻璃钢制品逐年更加经济。

以前,许多 FRP 产品需要涂漆,因为它们往往是半透明的。目前,制造商可以在铺设玻璃垫和树脂之前喷涂一层凝胶。一种称为拉挤成型的创新生产方法将玻璃纤维束通过树脂桶拉入加热模具中。

在这个制造刚性或柔性的过程中,可以生产和形成可定制的型材。这些包括杆、窗户钢筋树桩和车道标记或任何具有恒定横截面的型材,例如工字梁。

玻璃纤维的种类: 

玻璃纤维可大致分为不同的形式,每种形式用于不同的应用:

  • A-玻璃:又称碱玻璃。A-玻璃纤维耐化学品,与窗户玻璃有一些相似之处。在美国以外,它用于制造工艺设备。
  • C-玻璃:又称化学玻璃。C 玻璃具有很强的耐化学冲击性。
  • 无碱玻璃:又称电工玻璃。无碱玻璃是极好的电绝缘体。
  • AE-玻璃:耐碱玻璃。
  • S-玻璃:又称结构玻璃。S-玻璃因其机械性能而被使用。

玻璃纤维的属性

抗拉强度高:在热承重项目中,玻璃纤维钢筋在达到屈曲点时与钢材一样坚固。它们保持完整性,在恶劣环境中使用时不会腐蚀。

一项用于减少热桥的建筑中使用的 FRP 钢筋的研究中,与钢相比,承重玻璃纤维钢筋具有更高的纵向抗拉强度和更低的弹性模量和密度(钢为 550 MPa 和 200GPa,而钢为 1000 MPa 和50GPa 用于玻璃纤维钢筋)。

  • 电绝缘性:玻璃纤维具有优良的电绝缘性能。
  • 不燃性:不可燃。它不传播或支持火焰。受热时,它不会冒烟或释放有毒化学物质。
  • 尺寸稳定性:玻璃纤维不会翘曲、弯曲或扭曲,因为它具有低线性膨胀系数。
  • 不腐烂:玻璃纤维保持其完整性,不受啮齿动物和昆虫的影响。
  • 导热性:玻璃纤维因其导热性低而在建筑和施工中很受欢迎。

玻璃纤维在工业中的应用

玻璃纤维耐用、安全并具有高隔热性。它不仅提供更好的绝缘性,而且玻璃纤维广泛用于以下行业:

  • 制造:玻璃纤维格栅具有嵌入式砂砾表面,可在潮湿区域或存在液压油或油的地方防滑。
  • 金属和采矿:玻璃纤维用于制造光栅,尤其是在暴露于化学腐蚀的区域。
  • 发电:发电行业的许多领域,如油库、洗涤塔等,都使用玻璃纤维,因为它具有非导电特性。
  • 汽车工业:玻璃纤维在汽车工业中广泛用于制造车辆和车身套件及部件。
  • 航空航天与国防:玻璃纤维用于制造军用和民用航空航天工业的部件,包括测试设备、管道、外壳等。
  • 码头和码头:玻璃纤维不会被咸水环境腐蚀、生锈和损坏。
  • 喷泉和水族馆:玻璃纤维用于支撑岩石,以帮助循环和从岩石下过滤。在有大型公共喷泉的地方,使用玻璃钢格栅来保护喷头和灯不受损坏。这也有助于防止人们在喷泉中溺水。
  • 纸浆和造纸:玻璃纤维具有耐化学腐蚀的特性,由于其耐腐蚀和防滑特性而被用于许多应用。
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