Kā tiek izgatavots stiklplasta?

Stikla šķiedra attiecas uz produktu grupu, kas izgatavota no atsevišķām stikla šķiedrām, kas apvienotas dažādās formās. Stikla šķiedras var iedalīt divās galvenajās grupās atbilstoši to ģeometrijai: nepārtrauktas šķiedras, ko izmanto pavedienos un tekstilizstrādājumos, un pārtrauktās (īsās) šķiedras, kuras izolācijai un filtrēšanai izmanto kā nūjas, segas vai dēļus. Stiklplasta var veidoties dzijā, līdzīgi kā vilna vai kokvilna, un austā audumā, ko dažreiz izmanto drapējumiem. Stiklplasta tekstilizstrādājumus parasti izmanto kā armatūras materiālu veidotai un laminētai plastmasai. Stiklplasta vilnai, biezam, pūkainam materiālam, kas izgatavots no pārtrauktām šķiedrām, tiek izmantota siltumizolācijai un skaņas absorbcijai. Tas parasti ir sastopams kuģu un zemūdenes starpsienās un korpusos; Automobiļu dzinēju nodalījumi un virsbūves paneļu starplikas; krāsnīs un gaisa kondicionēšanas vienībās; akustiskās sienas un griestu paneļi; un arhitektūras nodalījumi. Stiklplasta var pielāgot īpašiem pielietojumiem, piemēram, E tipam (elektriskais), ko izmanto kā elektriskās izolācijas lenti, tekstilizstrādājumus un pastiprināšanu; C tipa (ķīmiskā viela), kam ir augstāka skābes izturība, un T tips, siltumizolācijai.

Lai arī stikla šķiedras komerciāla izmantošana ir salīdzinoši nesena, amatnieki renesanses laikā izveidoja stikla šķipsnas kausu un vāzu dekorēšanai. Franču fiziķis Rene-Antoine Ferchault de Reumur ražoja tekstilizstrādājumus, kas 1713. gadā izrotāti ar smalkām stikla šķipsnām, un britu izgudrotāji 1822. gadā dublēja varoņdarbu. 1842. gadā britu zīda audējs izgatavoja stikla audumu, un cits izgudrotājs Edvards Libbejs demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a A a demonstrēja A a a demonstrēja A a a d. Stikla austā kleita 1893. gada Kolumbijas ekspozīcijā Čikāgā.

Stikla vilna, pūkaina masa ar pārtrauktu šķiedru nejaušā garumā, pirmo reizi tika ražota Eiropā gadsimtu mijā, izmantojot procesu, kas ietvēra šķiedru zīmēšanu no stieņiem horizontāli līdz pagriežamai bungai. Pēc vairākām desmitgadēm tika izstrādāts un patentēts vērpšanas process. Stikla šķiedru izolācijas materiāls tika ražots Vācijā Pirmā pasaules kara laikā. Pētniecība un attīstība, kuras mērķis bija stikla šķiedru rūpnieciskā ražošana, kas notika Amerikas Savienotajās Valstīs 30. gados, divu lielāko uzņēmumu vadībā-Owens-Illinois Glass Company un Corning Glass Darbi. Šie uzņēmumi izstrādāja smalku, elastīgu, lētu stikla šķiedru, izvelkot izkausētu stiklu caur ļoti smalkām atverēm. 1938. gadā šie divi uzņēmumi apvienojās, veidojot Owens-Corning Fiberglas Corp., kas tagad vienkārši pazīstams kā Owens-Corning, tas ir kļuvis par 3 miljardu dolāru gada uzņēmumu un ir stiklplasta tirgus līderis.

Izejvielas

Stiklplasta izstrādājumu pamata izejvielas ir dažādas dabiskas minerālu un ražotu ķīmisku vielu klāsta. Galvenās sastāvdaļas ir silīcija smiltis, kaļķakmens un sodas pelni. Citas sastāvdaļas var būt kalcinēts alumīnija oksīds, borakss, laukšpats, nepufelīna syenite, magnezīts un kaolīna māls. Silīcija dioksīda smiltis tiek izmantotas kā bijušais stikls, un sodas pelni un kaļķakmens galvenokārt palīdz pazemināt kušanas temperatūru. Citas sastāvdaļas tiek izmantotas, lai uzlabotu noteiktas īpašības, piemēram, Borax ķīmiskās izturības gadījumā. Atkritumu stikls, ko sauc arī par kulleti, tiek izmantots arī kā izejviela. Izejvielas pirms izkausēšanas stiklā rūpīgi jāsver precīzi un rūpīgi jāsajauc kopā (ko sauc par partijas).

Ražošana
Apstrādāt

Kūstošs

Kad partija ir sagatavota, tā tiek ievadīta kušanas krāsnī. Krāsni var uzkarsēt ar elektrību, fosilo kurināmo vai abu kombināciju. Temperatūra ir precīzi jākontrolē, lai saglabātu gludu, vienmērīgu stikla plūsmu. Izkausētais stikls jātur augstākā temperatūrā (apmēram 2500 ° F [1371 ° C]) nekā cita veida stikla veidus, lai to izveidotu šķiedrā. Kad stikls kļūst izkusis, tas tiek pārnests uz formēšanas aprīkojumu caur kanālu (priekšgala), kas atrodas krāsns galā.

Veidojas šķiedrās

Atkarībā no šķiedras veida tiek izmantoti vairāki dažādi procesi, lai veidotu šķiedras. Tekstilizstrādājumu šķiedras var veidoties no izkausēta stikla tieši no krāsns, vai arī izkausēto stiklu vispirms var barot ar mašīnu, kas veido stikla bumbiņu aptuveni 0,62 collu (1,6 cm) diametrā. Šīs bumbiņas ļauj stiklu vizuāli pārbaudīt piemaisījumiem. Gan tiešā kausējuma, gan marmora kausējuma procesā stikla vai stikla bumbiņas tiek barotas caur elektriski apsildāmām buksēm (sauktas arī par spinnerets). Buks ir izgatavots no platīna vai metāla sakausējuma ar jebkur no 200 līdz 3000 ļoti smalkām atverēm. Izkausētais stikls iziet cauri atverēm un iznāk kā smalki pavedieni.

Nepārtraukta aizraušanās process

Nepārtraukta dibināšanas procesā var iegūt garu, nepārtrauktu šķiedru. Pēc tam, kad stikls plūst caur caurumiem ieliktnī, vairākas šķipsnas tiek pieķertas ātrgaitas ritenī. Winder griežas apmēram 2 jūdzes (3 km) minūtē, daudz ātrāk nekā plūsmas ātrums no buksēm. Spriegums izvelk pavedienus, vienlaikus izkausējot, veidojot šķipsnas daļu no atveres diametra. Tiek uzklāta ķīmiska saistviela, kas palīdz neļaut šķiedrai salauzt vēlākas apstrādes laikā. Pēc tam kvēldiegs tiek ievainots uz caurulēm. Tagad to var savīt un iekļūt dzijā.

Skavu šķiedras process

Alternatīva metode ir štāpeļšķiedras process. Kad izkausētais stikls plūst caur buksēm, gaisa strūklas strauji atdzesē pavedienus. Gaisa turbulentie pārrāvumi arī sadala pavedienus 8-15 collu garumā (20–38 cm). Šie pavedieni izkrīt caur smērvielas aerosolu uz rotējošu bungu, kur tie veido plānu tīmekli. Tīmeklis ir izvilkts no bungas un tiek ievilkts nepārtrauktā brīvi salikto šķiedru virknē. Šo virkni var apstrādāt dzijā ar tiem pašiem procesiem, ko izmanto vilnai un kokvilnai.

Sasmalcināta šķiedra

Tā vietā, lai izveidotu dziju, nepārtraukto vai garo skapja šķiedru var sasmalcināt īsā garumā. Strand ir uzstādīta uz spolīšu komplekta, ko sauc par krelu, un izvelk caur mašīnu, kas to sasmalcina īsos gabaliņos. Sasmalcināta šķiedra veidojas paklājos, kuriem pievienota saistviela. Pēc sacietēšanas cepeškrāsnī paklājs tiek sarullēts. Dažādi svari un biezums dod produktus jostas rozei, iebūvētiem jumta segumiem vai dekoratīviem paklājiem.

Stikla vilna

Rotācijas vai vērpšanas procesu izmanto stikla vilnas pagatavošanai. Šajā procesā izkausēts stikls no krāsns ieplūst cilindriskā traukā ar maziem caurumiem. Kad konteiners strauji griežas, no caurumiem izplūst stikla horizontālās plūsmas. Izkausētās stikla plūsmas tiek pārveidotas par šķiedrām ar gaisa, karstu gāzes vai abu sprādzienu uz leju. Šķiedras nokrīt uz konveijera lentes, kur tās savstarpēji savstarpēji savstarpēji saistītas. To var izmantot izolācijai, vai arī vilnu var izsmidzināt ar saistvielu, saspiest vēlamajā biezumā un izārstēt cepeškrāsnī. Siltums nosaka saistvielu, un iegūtais produkts var būt stingrs vai daļēji ripīgs dēlis vai elastīgs kaujas.

Aizsardzības pārklājumi

Papildus saistvielām stiklplasta izstrādājumiem ir nepieciešami citi pārklājumi. Smērvielas tiek izmantotas, lai samazinātu šķiedru nodilumu, un tās vai nu tieši izsmidzina uz šķiedras, vai pievieno saistvielā. Dzesēšanas posma laikā uz stiklplasta izolācijas paklāju virsmas dažreiz tiek izsmidzināts pretstatiskais sastāvs. Atdzesējošais gaiss, kas novilkts caur paklāju, izraisa antistatic aģentu, lai iekļūtu visā paklāja biezumā. Pretstatiskais līdzeklis sastāv no divām sastāvdaļām-materiāls, kas samazina statiskās elektrības ražošanu, un materiāls, kas kalpo kā korozijas inhibitors un stabilizators. Izveidošana ir jebkurš pārklājums, ko veido tekstilizstrādājumu šķiedrām, un tas var saturēt vienu vai vienu vai vienu vai vienu vai vienu vai vienu OR vai Vairāk komponentu (smērvielas, saistvielas vai savienošanas līdzekļi). Savienošanas līdzekļi tiek izmantoti šķipsnām, kuras tiks izmantotas plastmasas pastiprināšanai, lai stiprinātu saiti ar pastiprinātu materiālu. Dažreiz ir nepieciešama apdares operācija, lai noņemtu šos pārklājumus vai pievienotu vēl vienu pārklājumu. Plastmasas pastiprinājumiem sizingus var noņemt ar siltumu vai ķīmiskām vielām un uzklātu savienojuma līdzekli. Dekoratīvam lietojumam audumi ir jāveic termiski apstrādāti, lai noņemtu Sizings un iestatītu aušanu. Pēc tam pirms mirst vai drukājot krāsošanas pamatnes pārklājumus.

Veidojas formās

Stiklplasta izstrādājumiem ir visdažādākās formas, kas izgatavotas, izmantojot vairākus procesus. Piemēram, stiklplasta cauruļu izolācija pirms sacietēšanas tiek likta uz stieņiem līdzīgām formām, ko sauc par mandrels tieši no veidojošajām vienībām. Pēc tam veidnes veidojas 3 pēdu (91 cm) garumā vai mazāk, pēc tam izārstē cepeškrāsnī. Pēc tam sacietētie garumi tiek noņemti gareniski un zāģēti noteiktos izmēros. Vajadzības gadījumā tiek izmantotas virsmas, un produkts ir iesaiņots sūtījumam.

Kvalitātes kontrole

Stiklplasta izolācijas ražošanas laikā materiāls tiek ņemts paraugs vairākās vietās kvalitātes saglabāšanai. Šīs vietas ietver: jauktā partija, kas tiek barota ar elektrisko izkusumu; Izkausēts stikls no ieliktņa, kas baro šķiedru; stikla šķiedra, kas iznāk no šķiedru mašīnas; un galīgais izārstēts produkts, kas parādās no ražošanas līnijas beigām. Lielapjoma stikla un šķiedru paraugus analizē ķīmiskais sastāvs un trūkumu klātbūtne, izmantojot sarežģītus ķīmiskos analizatorus un mikroskopus. Partijas materiāla daļiņu lieluma sadalījumu iegūst, nododot materiālu caur vairākiem dažāda lieluma sietiem. Galaproduktu mēra pēc biezuma pēc iesaiņošanas atbilstoši specifikācijām. Biezuma izmaiņas norāda, ka stikla kvalitāte ir zem standarta.

Stiklplasta izolācijas ražotāji izmanto arī dažādas standartizētas testa procedūras, lai izmērītu, pielāgotu un optimizētu produktu akustisko pretestību, skaņas absorbciju un skaņas barjeras veiktspēju. Akustiskās īpašības var kontrolēt, pielāgojot šādus ražošanas mainīgos kā šķiedru diametru, lielapjoma blīvumu, biezumu un saistvielas saturu. Līdzīgu pieeju izmanto termisko īpašību kontrolei.

Nākotne

Stiklplasta rūpniecība saskaras ar dažiem galvenajiem izaicinājumiem pārējos 1990. gados un ārpus tās. Stiklplasta izolācijas ražotāju skaits ir palielinājies, pateicoties amerikāņu ārvalstu uzņēmumu meitasuzņēmumiem un ASV ražotāju produktivitātes uzlabojumiem. Tā rezultātā ir palielināta jauda, ​​kuru pašreizējais un, iespējams, nākotnes tirgus nevar pielāgoties.

Papildus pārmērīgai jaudai sacenšas citi izolācijas materiāli. Akmens vilna ir plaši izmantota nesenā procesa un produktu uzlabojumu dēļ. Putu izolācija ir vēl viena alternatīva stikla šķiedrai dzīvojamās sienās un komerciālajos jumtos. Vēl viens konkurējošs materiāls ir celuloze, ko izmanto bēniņu izolācijā.

Sakarā ar zemu pieprasījumu pēc izolācijas mīkstā mājokļu tirgus dēļ patērētāji pieprasa zemākas cenas. Šis pieprasījums ir arī pastāvīgas mazumtirgotāju un darbuzņēmēju konsolidācijas tendences rezultāts. Atbildot uz to, stiklplasta izolācijas nozarei būs jāturpina samazināt izmaksas divās galvenajās jomās: enerģētika un vide. Būs jāizmanto efektīvākas krāsnis, kas nepaļaujas tikai uz vienu enerģijas avotu.

Tā kā poligoni sasniedz maksimālo ietilpību, stiklplasta ražotājiem būs jāsasniedz gandrīz nulles izlaide cietajiem atkritumiem, nepalielinot izmaksas. Tam būs jāuzlabo ražošanas procesi, lai samazinātu atkritumu daudzumu (arī šķidruma un gāzes atkritumiem) un, kur vien iespējams, atkārtoti izmanto atkritumus.

Šādiem atkritumiem var būt nepieciešama atkārtota apstrāde un pārkārtošana pirms atkārtotas izmantošanas kā izejviela. Vairāki ražotāji jau risina šos jautājumus.