Склопластику відноситься до групи продуктів, виготовлених з окремих скляних волокон, поєднаних у різноманітні форми. Скляні волокна можна розділити на дві основні групи відповідно до їх геометрії: безперервні волокна, що використовуються в пряжі та текстилі, та переривчасті (короткі) волокна, які використовуються як батти, ковдри або дошки для ізоляції та фільтрації. Склопластику можна сформувати в пряжу так само, як вовна або бавовна, і вплетена в тканину, яка іноді використовується для драпійців. Текстиль зі склопластику зазвичай використовується як арматура для формованої та ламінованої пластмаси. Склопластикова вовня, товстий, пухнастий матеріал, виготовлений з розривних волокон, використовується для теплоізоляції та поглинання звуку. Він зазвичай зустрічається у перегородках та підводних човнах та корпусах; Автомобільні відсіки та вкладиші на панелі кузовів; в печах та кондиціонерах; акустичні стіни та стельові панелі; та архітектурні перегородки. Склопластику можна підібрати для конкретних застосувань, таких як тип Е (електричний), який використовується як електрична ізоляційна стрічка, текстиль та арматура; Тип С (хімічна речовина), який має верхню резистентність до кислоти та тип T, для теплоізоляції.
Хоча комерційне використання скляного волокна є відносно недавнім, ремісники створили скляні пасма для прикраси келихів та ваз під час епохи Відродження. Французький фізик, Рене-Антуан Ферчо де Реумур, випустив текстиль, прикрашений дрібними скляними пасмами в 1713 році, а британські винахідники дублювали подвиг у 1822 році. Британський шовковий ткач зробив скляну тканину в 1842 році, а інший винахідник Едвард Ліббі демонстрував a Сукня, виткана зі скла на колумбійській експозиції 1893 року в Чикаго.
Скляна шерсть, пухнаста маса розривного волокна у випадковій довжині, вперше була вироблена в Європі на рубежі століття, використовуючи процес, який передбачав малювання волокон з стрижнів горизонтально до обертового барабана. Через кілька десятиліть був розроблений і запатентований процес спінінгу. Ізоляційний матеріал зі скла волокна вироблявся в Німеччині під час Першої світової війни. Дослідження та розробки, спрямовані на промислове виробництво скляних волокон, прогресували в США в 1930-х роках під керівництвом двох великих компаній, Скло-компанії Owens-Illinois та Corning Glass Працює. Ці компанії розробили прекрасне, податливе, недороге скляне волокно, провівши розплавлене скло через дуже тонкі отвори. У 1938 році ці дві компанії об'єдналися для формування Owens Corning Fiberglas Corp., яка зараз просто відома як Owens Corning, вона стала компанією на 3 мільярди доларів на рік, і є лідером на ринку склопластику.
Сировина
Основна сировина для виробів зі склопластику - це різноманітні природні мінерали та виготовлені хімічні речовини. Основними інгредієнтами є кремній пісок, вапняк та содова зола. Інші інгредієнти можуть включати прожарений глинозем, боракс, польовий шпат, нефелін Сініт, магнесит та Каолінська глина. Кремній пісок використовується як колишня склянка, а содова зола та вапняк допомагають в першу чергу знизити температуру плавлення. Інші інгредієнти використовуються для поліпшення певних властивостей, таких як бура для хімічної стійкості. Слід, який також називається Cullet, також використовується як сировина. Сировину потрібно ретельно зважувати в точних кількостях і ретельно змішати разом (звані партією), перш ніж розплавитися в скло.
Виробництво
Обробка
Плавлення
Після того, як партія готується, вона подається в печі для плавлення. Піч може нагріватися електроенергією, викопним паливом або комбінацією двох. Температуру потрібно точно контролювати, щоб підтримувати гладкий постійний потік скла. Розплавлене скло потрібно зберігати при більш високій температурі (приблизно 2500 ° F [1371 ° C]), ніж інші типи скла, щоб утворитись у волокно. Після того, як скло розплавляється, воно переноситься на обладнання, що утворює через канал (передавання), розташований в кінці печі.
Утворюється у волокна
Для формування волокон використовується кілька різних процесів, залежно від типу волокна. Текстильні волокна можуть утворюватися з розплавленого скла безпосередньо з печі, або розплавлене скло може бути подано спочатку до машини, що утворює скляний мармур діаметром приблизно 0,62 дюйма. Ці мармур дозволяють візуально перевіряти скло наявність домішок. Як в процесі прямого розплаву, так і в мармуровому розплаві, скляний або скляний мармур подаються через електричні втулки (також називаються спінеретами). Втулка виготовлена з платинового або металевого сплаву, з 200 до 3000 дуже тонких отворів. Розплавне скло проходить через отвори і виходить як тонкі нитки.
Безперервний факультет
Довга, безперервна волокна може вироблятися через процес безперервного фільму. Після того, як скло протікає через отвори в втулці, на високошвидкісному мотоциклі потрапляють кілька пасм. Вітр обертається приблизно на 2 милі (3 км) на хвилину, набагато швидше, ніж швидкість потоку від втулків. Напруга витягує нитки, поки ще розплавляється, утворюючи нитки частку діаметра отворів у втулці. Наноситься хімічне в'яжуче, що допомагає утримати волокна від розриву під час подальшої переробки. Потім нитка намотується на трубки. Тепер його можна скрутити і переробити в пряжу.
Процес штапельного волокна
Альтернативний метод - це процес Staplefiber. Коли розплавлене скло протікає через втулки, струмені повітря швидко охолоджують нитки. Турбулентні вибухи повітря також розбивають нитки на довжину 8-15 дюймів (20-38 см). Ці нитки потрапляють через спрей мастила на обертовий барабан, де вони утворюють тонку павутину. Мережа витягнута з барабана і втягується в безперервну пасмо вільно зібраних волокон. Ця нитка може бути оброблена в пряжу за тими ж процесами, що використовуються для вовни та бавовни.
Подрібнене волокно
Замість того, щоб утворюватися в пряжу, безперервна або довгострокова ланцюга може бути нарізана на короткі довжини. Пасмо встановлена на наборі бобінів, що називається Крілом, і протягується через машину, яка рубає її на короткі шматки. Розрізане волокно утворюється в килимки, до яких додається палітурка. Після затвердіння в духовці килимок згортається. Різні ваги та товщини дають продукти для черепиці, забудованого покрівельного покриття або декоративних килимків.
Скляна вовня
Ротаційний або спінерний процес використовується для виготовлення скляної вовни. У цьому процесі розплавлене скло з печі впадає в циліндричний контейнер, що має невеликі отвори. Коли контейнер швидко крутиться, горизонтальні потоки скла витікають із отворів. Розплавлені скляні потоки перетворюються на волокна шляхом вниз вибуху повітря, гарячого газу або обох. Волокна потрапляють на конвеєр, де вони переплітаються між собою у флісі. Це можна використовувати для ізоляції, або вовня може бути обприскування сполучним, стиснутим у потрібну товщину і вилікувати в духовці. Тепло встановлює сполучну, а отриманий продукт може бути жорсткою або напівжорсткою дошкою, або гнучкою битвою.
Захисні покриття
Окрім в'яжучих, для склопластикових продуктів потрібні інші покриття. Масчітки використовуються для зменшення стирання волокна і або безпосередньо розпорошують на волокно, або додають у сполучну. Антистатичний склад також іноді розпорошується на поверхню ізоляційних килимів зі склопластику під час етапу охолодження. Охолоджуюче повітря, проведене через килимок, змушує антистатичний агент проникнути в всю товщину килима. Антистатичний агент складається з двох інгредієнтів-матеріалу, який мінімізує виробництво статичної електроенергії, і матеріал, який служить інгібітором корозії та стабілізатором. Більше компонентів (мастильні матеріали, в'яжучі або сполучні агенти). З'єднувальні агенти використовуються на пасма, які будуть використовуватися для посилення пластмас, для зміцнення зв’язку з армованим матеріалом. Іночі необхідна обробка для видалення цих покриттів або для додавання іншого покриття. Для пластикових арматури сізи можуть бути видалені тепловими або хімічними речовинами та нанесеним сполученням. Для декоративних застосувань тканини необхідно обробляти тепло, щоб видалити сізи та встановити переплетення. Потім базові покриття наносять перед відмиранням або друком.
Утворюється у форми
Продукти зі склопластику мають найрізноманітніші форми, виготовлені з використанням декількох процесів. Наприклад, ізоляція склопластикових труб передається на форми, що нагадують стрижні, що називаються оправкою, безпосередньо з формувальних одиниць, перед затвердінням. Форма форми, довжиною 3 фути (91 см) або менше, потім вилікують у духовці. Потім вилікувані довжини відокремлюються по довжині, і пилять у задані розміри. Застосування застосовуються, якщо потрібно, а продукт упаковується для відвантаження.
Контроль якості
Під час виробництва ізоляції зі склопластику матеріал відбирають у ряді місць у процесі підтримки якості. Ці місця включають: змішану партію, що подається на електричний розплави; Розплавлене скло з втулки, яка живить волокер; скло волокна, що виходить з машини з волокна; і остаточний вилікуваний продукт, що виходить з кінця виробничої лінії. Зразки об'ємного скла та клітковини аналізуються на хімічний склад та наявність недоліків з використанням складних хімічних аналізаторів та мікроскопів. Розподіл розміру частинок пакетного матеріалу отримується шляхом проходження матеріалу через ряд ситів різного розміру. Кінцевий продукт вимірюється для товщини після упаковки відповідно до специфікацій. Зміна товщини вказує на те, що якість скла нижче стандарту.
Виробники ізоляції зі склопластику також використовують різноманітні стандартизовані процедури випробувань для вимірювання, регулювання та оптимізації акустичної стійкості до продукту, звукового поглинання та звукової бар'єрної продуктивності. Акустичні властивості можна контролювати, регулюючи такі виробничі змінні, як діаметр волокна, об'ємна щільність, товщина та вміст сполучного. Аналогічний підхід використовується для управління тепловими властивостями.
Майбутнє
Промисловість зі склопластику стикається з деякими основними проблемами протягом решти 1990 -х і далі. Кількість виробників ізоляції зі склопластику зросла завдяки американським дочірнім компаніям іноземних компаній та підвищенням продуктивності американськими виробниками. Це призвело до надлишкової потужності, яку нинішній і, можливо, майбутній ринок не може розмістити.
Окрім надлишкової ємності, інші ізоляційні матеріали будуть конкурувати. Рок -вовна широко використовується через останні процеси та вдосконалення продуктів. Ізоляція піни - ще одна альтернатива склопластику в житлових стінах та комерційних дахах. Ще один конкуруючий матеріал - целюлоза, яка використовується в золяції горища.
Через низький попит на ізоляцію через м'який ринок житла, споживачі вимагають нижчих цін. Цей попит також є результатом постійної тенденції консолідації роздрібних торговців та підрядників. У відповідь, ізоляційна промисловість зі склопластику повинна буде продовжувати скорочувати витрати у двох основних областях: енергії та навколишнього середовища. Потрібно використовувати більш ефективні печі, які не покладаються лише на одне джерело енергії.
З сміттєзвалищами, що досягають максимальної потужності, виробникам склопластику доведеться досягти майже нульового виходу на тверді відходи без збільшення витрат. Це вимагатиме вдосконалення виробничих процесів для зменшення відходів (для рідких та газових відходів) та повторного використання відходів, де це можливо.
Такі відходи можуть вимагати переробки та переробки перед повторним використанням як сировину. Кілька виробників вже вирішують ці проблеми.
Час посади: 11-2021 червня