Fiberglas necə hazırlanır?

Fiberglas, müxtəlif formalarda birləşdirilmiş fərdi şüşə liflərindən hazırlanmış məhsullar qrupuna aiddir. Şüşə lifləri həndəsələrinə görə iki böyük qrupa bölmək olar: iplik və toxuculuqda istifadə olunan davamlı liflər və izolyasiya və filtrasiya üçün bat, yorğan və ya lövhə kimi istifadə olunan kəsikli (qısa) liflər. Fiberglas, yun və ya pambıq kimi iplik halına gətirilə bilər və bəzən pərdələr üçün istifadə olunan parçaya toxuna bilər. Fiberglas toxuculuq ümumiyyətlə qəliblənmiş və laminatlanmış plastiklər üçün möhkəmləndirici material kimi istifadə olunur. Fiberglas yun, kəsikli liflərdən hazırlanmış qalın, tüklü material, istilik izolyasiyası və səsin udulması üçün istifadə olunur. O, adətən gəmi və sualtı gəmilərin arakəsmələrində və gövdələrində olur; avtomobil mühərrik bölmələri və kuzov panellərinin laynerləri; sobalarda və kondisioner qurğularında; akustik divar və tavan panelləri; və memarlıq arakəsmələri. Fiberglas, elektrik izolyasiya lenti, tekstil və möhkəmləndirmə kimi istifadə olunan E Tipi (elektrik) kimi xüsusi tətbiqlər üçün uyğunlaşdırıla bilər; Üstün turşu müqavimətinə malik C tipi (kimyəvi) və istilik izolyasiyası üçün Tip T.

Şüşə lifinin kommersiya istifadəsi nisbətən yeni olsa da, sənətkarlar İntibah dövründə qədəhləri və vazaları bəzəmək üçün şüşə iplər yaratdılar. Fransız fizik Rene-Antoine Ferchault de Reaumur 1713-cü ildə incə şüşə lifləri ilə bəzədilmiş toxuculuq məhsulları istehsal etdi və İngilis ixtiraçıları 1822-ci ildə bu şücaəti təkrarladılar. 1842-ci ildə İngilis ipək toxuyan bir şüşə parça düzəltdi və başqa bir ixtiraçı Edvard Libbey sərgilədi. 1893-cü ildə Çikaqoda keçirilən Kolumbiya Sərgisində şüşədən toxunmuş paltar.

Şüşə yun, təsadüfi uzunluqlarda kəsikli lifin tüklü kütləsi, ilk dəfə Avropada əsrin əvvəllərində çubuqlardan fırlanan nağara üfüqi şəkildə liflərin çəkilməsini əhatə edən bir prosesdən istifadə edərək istehsal edilmişdir. Bir neçə onillikdən sonra əyirmə prosesi hazırlanmış və patentləşdirilmişdir. Şüşə lifi izolyasiya materialı I Dünya Müharibəsi illərində Almaniyada istehsal edilmişdir. Şüşə liflərinin sənaye istehsalına yönəlmiş tədqiqat və təkmilləşdirmə 1930-cu illərdə ABŞ-da iki böyük şirkətin, Owens-İllinoys Glass Company və Corning Glass-ın rəhbərliyi altında inkişaf etmişdir. işləyir. Bu şirkətlər ərimiş şüşəni çox incə ağızlardan çəkərək incə, elastik, ucuz şüşə lifi hazırladılar. 1938-ci ildə bu iki şirkət Owens-Corning Fiberglas Corp-u yaratmaq üçün birləşdi. İndi sadəcə olaraq Owens-Corning kimi tanınan şirkət ildə 3 milyard dollar qazanan şirkətə çevrildi və fiberglas bazarında liderdir.

Xammal

Fiberglas məhsulları üçün əsas xammal müxtəlif təbii minerallar və istehsal olunan kimyəvi maddələrdir. Əsas maddələr silisium qumu, əhəngdaşı və soda külüdür. Digər inqrediyentlərə kalsine alüminium oksidi, borax, feldispat, nefelin siyenit, maqnezit və kaolin gili və başqaları daxil ola bilər. Silisium qumu şüşə əmələ gətirən kimi istifadə olunur və soda külü və əhəngdaşı ilk növbədə ərimə temperaturunu aşağı salmağa kömək edir. Kimyəvi müqavimət üçün borax kimi müəyyən xüsusiyyətləri yaxşılaşdırmaq üçün digər maddələr istifadə olunur. Tullantı şüşə, həmçinin kullet adlanır, xammal kimi də istifadə olunur. Xammallar diqqətlə dəqiq miqdarda çəkilməli və şüşəyə əridilməzdən əvvəl yaxşıca qarışdırılmalıdır (partlama adlanır).

İstehsalat
Proses

Ərimə

Partiya hazırlandıqdan sonra ərimə üçün sobaya verilir. Ocaq elektrik enerjisi, qalıq yanacaq və ya hər ikisinin kombinasiyası ilə qızdırıla bilər. Şüşənin hamar, sabit axını saxlamaq üçün temperatur dəqiq şəkildə idarə olunmalıdır. Ərinmiş şüşənin lifə çevrilməsi üçün digər şüşə növlərinə nisbətən daha yüksək temperaturda (təxminən 2500°F [1371°C]) saxlanılmalıdır. Şüşə ərindikdən sonra sobanın sonunda yerləşən kanal (foreocak) vasitəsilə formalaşdırma avadanlığına ötürülür.

Liflərə çevrilməsi

Liflərin növündən asılı olaraq liflərin əmələ gəlməsi üçün bir neçə müxtəlif proseslərdən istifadə olunur. Tekstil lifləri birbaşa sobadan ərimiş şüşədən əmələ gələ bilər və ya ərinmiş şüşə əvvəlcə diametri təxminən 0,62 düym (1,6 sm) olan şüşə mərmərləri əmələ gətirən maşına verilə bilər. Bu mərmərlər şüşənin çirkləri üçün vizual olaraq yoxlanılmasına imkan verir. Həm birbaşa ərimə, həm də mərmər ərimə prosesində şüşə və ya şüşə mərmərlər elektriklə qızdırılan kollar (həmçinin spinneret adlanır) vasitəsilə qidalanır. Kol platin və ya metal ərintidən hazırlanmışdır, hər yerdə 200-dən 3000-ə qədər çox incə deşiklər var. Ərinmiş şüşə dəliklərdən keçir və incə filamentlər kimi çıxır.

Davamlı filament prosesi

Davamlı filament prosesi ilə uzun, davamlı lif istehsal edilə bilər. Şüşə kolun dəliklərindən axdıqdan sonra çoxlu iplər yüksək sürətli sarıcıya tutulur. Sarıcı dəqiqədə təxminən 2 mil (3 km) sürətlə fırlanır, bu da kollardan gələn axın sürətindən çox daha sürətlidir. Gərginlik hələ ərimiş halda filamentləri çıxarır və kolun açılışlarının diametrinin bir hissəsini təşkil edir. Kimyəvi bağlayıcı tətbiq olunur, bu, sonrakı emal zamanı lifin qırılmamasına kömək edir. Sonra filament borulara sarılır. İndi onu büküb ipə bükmək olar.

Ştapel-lif prosesi

Alternativ üsul staplefiber prosesidir. Ərinmiş şüşə kolların arasından axdıqca, hava axınları filamentləri sürətlə soyuyur. Turbulent hava partlayışları da ipləri 8-15 düym (20-38 sm) uzunluğa parçalayır. Bu filamentlər sürtkü yağının spreyi vasitəsilə fırlanan tamburun üzərinə düşür və burada nazik bir tor əmələ gətirir. Şəbəkə barabandan çəkilir və boş bir şəkildə yığılmış liflərdən ibarət davamlı bir ipə çəkilir. Bu ip yun və pambıq üçün istifadə edilən eyni proseslərlə iplik halına salına bilər.

Doğranmış lif

Davamlı və ya uzun ştapel iplik halına gəlmək əvəzinə, qısa uzunluqlara kəsilə bilər. İp çubuq adlanan bir sıra bobinlərə quraşdırılır və onu qısa parçalara ayıran bir maşın vasitəsilə çəkilir. Doğranmış lif, bir bağlayıcı əlavə olunan paspaslara çevrilir. Fırında quruduqdan sonra mat bükülür. Müxtəlif çəkilər və qalınlıqlar şingles, tikilmiş dam örtüyü və ya dekorativ paspaslar üçün məhsullar verir.

Şüşə yun

Fırlanan və ya əyirici proses şüşə yun hazırlamaq üçün istifadə olunur. Bu prosesdə sobadan ərimiş şüşə kiçik deşikləri olan silindrik bir qaba axır. Konteyner sürətlə fırlandıqca, deşiklərdən üfüqi şüşə axınları axır. Ərinmiş şüşə axınları havanın, isti qazın və ya hər ikisinin aşağıya doğru partlaması ilə liflərə çevrilir. Liflər bir konveyer kəmərinə düşür, burada onlar bir-biri ilə ətli kütlə şəklində birləşirlər. Bu izolyasiya üçün istifadə edilə bilər və ya yun bir bağlayıcı ilə püskürtülür, istədiyiniz qalınlığa sıxılır və sobada qurudulur. İstilik bağlayıcını təyin edir və nəticədə alınan məhsul sərt və ya yarı sərt lövhə və ya çevik bir çubuq ola bilər.

Qoruyucu örtüklər

Bağlayıcılara əlavə olaraq, fiberglas məhsulları üçün digər örtüklər tələb olunur. Sürtkü yağları lifin aşınmasını azaltmaq üçün istifadə olunur və ya birbaşa lifin üzərinə püskürür, ya da bağlayıcıya əlavə olunur. Antistatik kompozisiya da bəzən soyutma mərhələsində fiberglas izolyasiya paspaslarının səthinə püskürtülür. Həsirdən çəkilən soyuducu hava, antistatik maddənin döşəyin bütün qalınlığına nüfuz etməsinə səbəb olur. Antistatik agent iki inqrediyentdən ibarətdir - statik elektrikin əmələ gəlməsini minimuma endirən material və korroziya inhibitoru və stabilizator kimi xidmət edən material. daha çox komponentlər (sürtkülər, bağlayıcılar və ya birləşdirici maddələr). Birləşdirici maddələr plastikləri möhkəmləndirmək, möhkəmləndirilmiş materialla əlaqəni gücləndirmək üçün istifadə ediləcək iplərdə istifadə olunur. Bəzən bu örtükləri çıxarmaq və ya başqa bir örtük əlavə etmək üçün bir bitirmə əməliyyatı tələb olunur. Plastik armaturlar üçün ölçülər istilik və ya kimyəvi maddələrlə çıxarıla və birləşdirici maddə tətbiq oluna bilər. Dekorativ tətbiqlər üçün ölçüləri çıxarmaq və toxunuşu qurmaq üçün parçalar istiliklə müalicə edilməlidir. Boya əsas örtükləri sonra boyamadan və ya çapdan əvvəl tətbiq olunur.

Formaların formalaşdırılması

Fiberglas məhsulları bir neçə prosesdən istifadə edərək hazırlanmış müxtəlif formalarda olur. Məsələn, şüşə lifli boruların izolyasiyası qurudulmazdan əvvəl birbaşa formalaşdırma bölmələrindən mandrel adlanan çubuqvari formalara sarılır. Uzunluğu 3 fut (91 sm) və ya daha az olan qəlib formaları daha sonra sobada qurudulur. Qurudulmuş uzunluqlar daha sonra uzununa qəlibdən çıxarılır və müəyyən ölçülərə kəsilir. Lazım gələrsə üzlüklər vurulur və məhsul göndərilmək üçün qablaşdırılır.

Keyfiyyətə Nəzarət

Fiberglas izolyasiyasının istehsalı zamanı keyfiyyəti qorumaq üçün prosesdə bir sıra yerlərdə materialdan nümunə götürülür. Bu yerlərə aşağıdakılar daxildir: elektrik əridicisinə qidalanan qarışıq partiya; fiberizatoru qidalandıran koldan ərimiş şüşə; fiberizer maşınından çıxan şüşə lifi; və istehsal xəttinin sonundan çıxan son müalicəvi məhsul. Kütləvi şüşə və lif nümunələri mürəkkəb kimyəvi analizatorlar və mikroskoplardan istifadə etməklə kimyəvi tərkibi və qüsurların olması üçün təhlil edilir. Partiya materialının hissəcik ölçüsü paylanması materialın bir sıra müxtəlif ölçülü ələklərdən keçirilməsi ilə əldə edilir. Son məhsul spesifikasiyalara uyğun olaraq qablaşdırıldıqdan sonra qalınlığa görə ölçülür. Qalınlığın dəyişməsi şüşə keyfiyyətinin standartdan aşağı olduğunu göstərir.

Fiberglas izolyasiya istehsalçıları həmçinin məhsulun akustik müqavimətini, səs udma qabiliyyətini və səs maneə performansını ölçmək, tənzimləmək və optimallaşdırmaq üçün müxtəlif standartlaşdırılmış test prosedurlarından istifadə edirlər. Akustik xassələri lif diametri, kütlə sıxlığı, qalınlıq və bağlayıcı tərkibi kimi istehsal dəyişənlərini tənzimləməklə idarə etmək olar. Bənzər bir yanaşma istilik xüsusiyyətlərinə nəzarət etmək üçün istifadə olunur.

Gələcək

Fiberglas sənayesi 1990-cı illərin qalan hissəsi və ondan sonrakı dövrlərdə bəzi böyük problemlərlə üzləşir. Fiberglas izolyasiya istehsalçılarının sayı xarici şirkətlərin Amerika filialları və ABŞ istehsalçıları tərəfindən məhsuldarlığın yaxşılaşdırılması səbəbindən artmışdır. Bu, cari və bəlkə də gələcək bazarın təmin edə bilməyəcəyi artıq tutumla nəticələndi.

Həddindən artıq tutumla yanaşı, digər izolyasiya materialları da rəqabət aparacaq. Daş yunu son proseslər və məhsul təkmilləşdirmələri səbəbindən geniş istifadə edilmişdir. Köpük izolyasiyası yaşayış divarlarında və ticarət damlarında fiberglas üçün başqa bir alternativdir. Başqa bir rəqabət materialı çardaq izolyasiyasında istifadə olunan selülozdur.

Yumşaq mənzil bazarı səbəbindən izolyasiyaya tələbin aşağı olması səbəbindən istehlakçılar qiymətlərin aşağı salınmasını tələb edirlər. Bu tələb həm də pərakəndə satıcıların və podratçıların konsolidasiyasında davam edən tendensiyanın nəticəsidir. Buna cavab olaraq, fiberglas izolyasiya sənayesi iki əsas sahədə xərcləri azaltmağa davam etməli olacaq: enerji və ətraf mühit. Yalnız bir enerji mənbəyinə güvənməyən daha səmərəli sobalardan istifadə edilməli olacaq.

Poliqonların maksimum tutuma çatması ilə fiberglas istehsalçıları məsrəfləri artırmadan bərk tullantılarda demək olar ki, sıfır məhsul əldə etməli olacaqlar. Bu, tullantıları (həmçinin maye və qaz tullantıları üçün) azaltmaq üçün istehsal proseslərinin təkmilləşdirilməsini və mümkün olan yerlərdə tullantıların təkrar istifadəsini tələb edəcəkdir.

Belə tullantılar xammal kimi təkrar istifadə edilməzdən əvvəl təkrar emal və yenidən ərimə tələb oluna bilər. Artıq bir neçə istehsalçı bu problemləri həll edir.