Jste obeznámeni s aplikacemi a technikami přípravy sklolaminátu?

S neustálým pokrokem technologií mají lidé stále vyšší požadavky na materiálový výkon.Skleněné vlákno, jako důležitá výztuha kompozitního materiálu, je široce používán v oblastech výroby špičkových{0}}zařízení, jako je letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl, stavebnictví a elektronika, a to díky svým vynikajícím vlastnostem, jako je vysoký modul, nízká hmotnost a odolnost vůči záření. Pochopení technologie přípravy a aplikací skleněných vláken má velký význam pro podporu rozvoje souvisejících průmyslových odvětví.

 

1. Suroviny ze skleněných vláken

 

Skleněné vlákno je vysoce -výkonný anorganický ne-kovový materiál, složený převážně z SiO2, Al2O3, CaO a MgO, které tvoří přibližně 90 % složení vlákna. Skládá se především z přírodních minerálních surovin, jako je pyrofylit, kaolin, křemenný písek, vápenec, dolomit, borokalcit a boromagnezit. Tyto minerální suroviny se melou na rudný prášek podle specifického vzorce, mísí se s chemickými surovinami, jako je kyselina boritá a soda, a poté se vyrábějí pomocí procesů, jako je tavení při vysoké teplotě- v tankové peci a tažení vláken.

 

Z hlediska složení výrobních nákladů na výrobu skleněných vláken tvoří pyrofylit, křemenný písek, vápenec a další minerální suroviny přibližně 21,7 % nákladů, přičemž pyrofylit tvoří asi jednu-třetinu a určitý podíl tvoří také křemenný písek a vápenec.

 

1.1 Pyrofylit

Pyrofylit je vrstvený hlinitokřemičitanový jílový minerál s krystalickou strukturou 2:1 a chemickým vzorcem Al2[Si4O10](OH)2. Hlavním účelem použití pyrofylitu ve skleněných vláknech je zavedení Al2O3 jako náhrada hliníkového prášku, snížení nákladů a zlepšení mechanické pevnosti skleněného vlákna. Upřednostňuje se střední-pyrofylit hliníku s hmotnostním zlomkem Al2O3 16%-22%; příliš vysoké nebo nízké hmotnostní frakce Al2O3 významně ovlivňují výrobní proces.

 

1,2 kaolin

Kaolin poskytuje především SiO2 a Al2O3 při výrobě sklolaminátu. Společnosti vyrábějící sklolaminát v Evropě a Americe většinou používají jako surovinu pro sklolaminát vybraný nebo vysoce kvalitní kaolin místo pyrofylitu. V mé zemi se kaolin dělí hlavně na uhelný-kaolin řady a kaolin -neuhelné-řady. Tvrdý kaolin, který svým obsahem SiO2 a Al2O3 splňuje požadavky na suroviny ze skleněných vláken, lze použít jako stabilní a vysoce kvalitní surovinu pro výrobu skleněných vláken snížením obsahu Fe2O3 a TiO2 pomocí zušlechťovacích technologií, jako je magnetická separace a flotace, a snížením hodnoty CHSK kalcinací.

 

1.3 Křemenný písek

Křemenný písek, také známý jako křemičitý písek, se skládá hlavně z oxidu křemičitého a je důležitou surovinou pro téměř sto průmyslových výrobků, včetně skla, elektroniky a elektrických spotřebičů. moje země má bohaté zdroje křemene, včetně přírodního křišťálu, křemenného pískovce, křemene, práškového křemene, žilného křemene, přírodního křemenného písku a žulového pegmatitového křemene.

 

Křemenný písek je distribuován ve většině provincií a regionů, ale jeho zdroje jsou rozptýleny a vyrábí se převážně v malých a středně velkých -oblastech. Mezi hlavní domácí oblasti produkující křemenný písek patří: Donghai a Xinyi v provincii Jiangsu; Qichun v provincii Hubei; Fengyang a Bengbu v provincii Anhui; Heyuan v provincii Guangdong; Zhundong v provincii Xinjiang; Yinan v provincii Shandong; a Lingshou v provincii Che-pej.

 

1.4 Chemické suroviny

Mezi hlavní chemické suroviny používané při výrobě skleněných vláken patří kyselina boritá a uhličitan sodný, které se používají k přípravě klížidel. Při výrobě skleněných vláken klížící činidla účinně spojují vláknité monofily do filamentů a zabraňují přilnavosti mezi filamenty během odvíjení. Také chrání vlákna před opotřebením během různých výrobních fází. V závislosti na různých procesních požadavcích formovaných produktů udělují klížící činidla vláknům určité speciální vlastnosti, jako je svazkování, sekatelnost a dispergovatelnost, a mohou zlepšit kompatibilitu a adhezi mezi vlákny a pryskyřičnou matricí.

 

2. Technologie přípravy skleněných vláken

 

2.1 Způsob kreslení tankové pece

Tažení v tankové peci je v současnosti hlavní metodou výroby skleněných vláken. Tato metoda roztaví skleněné suroviny na roztavené sklo ve vysokoteplotní -peci a poté roztavené sklo táhne na tenká vlákna přes porézní perforovanou desku. Metoda tažení tankové pece má výhody, jako je vysoká účinnost výroby, stabilní kvalita produktu a nízké náklady, a je hlavní technologií přípravy skleněných vláken v mé zemi.

2.1.1 Příprava surovin

Mezi hlavní suroviny pro skleněná vlákna patří pyrofylit, prvky vzácných zemin, křemenný písek, vápenec, dolomit, borokalcit a boromagnesia. Tyto suroviny vyžadují přísné třídění a zpracování, aby byla zajištěna jejich čistota a kvalita.

2.1.2 Proces tavení

Suroviny jsou smíchány v určitém poměru a poté přidány do pece k roztavení. Teplota pece je obecně mezi 1500 stupni a 1600 stupni. Během procesu tavení je nutné nepřetržité míchání, aby byla zajištěna stejnoměrnost roztaveného skla.

2.1.3 Proces tažení vláken

Proces tažení vlákna je zásadním krokem při výrobě skleněných vláken, který přímo ovlivňuje fyzikální vlastnosti, mechanické vlastnosti a efektivitu výroby konečného vlákna. Poté, co roztavené sklo vyteče z pece, je taženo na jemná vlákna přes perforovanou šablonu. Otvor a počet otvorů v šabloně se volí podle požadovaného průměru a výkonu skleněného vlákna. Teplota, rychlost a další parametry musí být během procesu tažení vlákna pečlivě kontrolovány, aby byla zajištěna kvalita skleněného vlákna. Největší vliv na délku skleněných vláken má rychlost otáčení při zpracování, dále pak hmotnostní podíl suspenze a doba zpracování, přičemž jejich vliv je relativně blízký.

2.1.4 Proces kroucení

Proces kroucení při výrobě skleněných vláken přímo ovlivňuje mechanické vlastnosti a procesní stabilitu konečného vláknitého produktu. Surový filament musí po zpracování počátečním skacím zařízením dosáhnout nízké-charakteristiky kroucení v jednom prameni, aby se usnadnily následné procesy tkaní. Proto je vyžadována přesná kontrola počátečních parametrů zákrutu, včetně zákrutu, napětí a rychlosti navíjení, aby se zajistilo, že získaná hotová příze bude mít požadované charakteristiky nízkého zákrutu.

2.2 Metoda tažení kelímku

Tažení v kelímku je tradiční způsob přípravy skleněných vláken. Tato metoda zahrnuje umístění skleněné suroviny do kelímku, její roztavení na roztavené sklo při vysoké teplotě a následné tažení roztaveného skla na jemná vlákna ručně nebo mechanicky. Metoda tažení v kelímku má výhody, jako je jednoduché vybavení a nízké investice, ale její nízká efektivita výroby a nestabilní kvalita produktu vedly k jejímu vyřazení velkými-výrobci skleněných vláken.

2.2.1 Příprava surovin

Podobně jako u metody tažení v tankové peci vyžadují suroviny pro metodu tažení v kelímku také přísné třídění a zpracování. Pyrofylit, křemičitý písek, vápenec, borosilikát, uhličitan sodný a další minerální suroviny je třeba pro přípravu vsázky smíchat v určitém poměru.

2.2.2 Proces tavení

Výše uvedené suroviny se umístí do kelímku a roztaví se ve vysokoteplotní -peci. Během tavení je nutné neustálé míchání, aby se zabránilo oddělení roztaveného skla.

2.2.3 Proces kreslení

Proces kreslení lze provádět ručně nebo mechanicky. Mechanicky tažené sklo je taženo ze spodního děrovače, přičemž se tvoří kapičky. Tyto kapičky jsou vedeny dolů, nechají se ztuhnout a pak se spojí a navinou na rovnoměrně rotující navíjecí buben, aby se získala svázaná vlákna. Rychlost otáčení navíjecího bubnu určuje průměr skleněného vlákna; pokud se použije perforátor s jedním otvorem, lze získat monofilní vlákna. Teplota, rychlost a další parametry musí být během procesu tažení pečlivě kontrolovány, aby byla zajištěna kvalita skleněných vláken.

3. Charakteristika skelných vláken

3.1 Vysoká pevnost

Skleněné vlákno má pevnost daleko vyšší než běžné sklo, přičemž pevnost v tahu dosahuje přes 1000 MPa. Je to vynikající konstrukční materiál, který předčí mnoho kovů. To umožňuje, aby skleněné vlákno odolávalo většímu namáhání ve vyztužených kompozitních materiálech, čímž se zlepšuje pevnost i tuhost. Například při výrobě automobilů mohou plasty vyztužené skelnými vlákny nahradit některé kovové části, čímž se sníží hmotnost vozidla při zachování strukturální pevnosti.

3.2 Odolnost proti korozi

Skleněné vlákno má vynikající odolnost proti korozi, což umožňuje-dlouhodobé použití v drsných prostředích, jako jsou kyseliny, zásady a soli. To mu umožňuje udržovat stabilní výkon i v náročných podmínkách a prodlužovat životnost produktu. V chemických a ekologických oblastech mohou výrobky ze skleněných vláken, jako jsou potrubí a skladovací nádrže, odolávat různým korozivním médiím, což zajišťuje bezpečnost a stabilitu výrobních procesů.

3.3 Dobrá izolace

Skleněné vlákno je vynikající izolační materiál s vysokým měrným odporem a dielektrickou pevností. Díky tomu se široce používá v elektrických a elektronických oborech, například při výrobě izolačních vrstev pro vodiče a kabely a jako zapouzdřovací materiály pro elektronické součástky. 3.4 Tepelná odolnost: Skleněné vlákno má vysokou tepelnou odolnost a udržuje stabilní výkon v určitém teplotním rozsahu. Obecně platí, že jeho dlouhodobá- provozní teplota může dosáhnout 200-300 stupňů a krátkodobá provozní teplota může být dokonce vyšší.

V-prostředích s vysokou teplotou, jako jsou letecké-motory a průmyslové pece, mohou kompozity vyztužené skelnými vlákny nahradit některé kovové materiály a splňují tak požadavky-pracovních podmínek při vysokých teplotách.

3.5 Lehký

Skleněné vlákno má nízkou hustotu, přibližně 2,5-2,7 g/cm³, mnohem lehčí než ocel. Díky tomu je skleněné vlákno při stejném objemu lehčí, což pomáhá snížit hmotnost produktu a zlepšuje přenositelnost a efektivitu přepravy.

Například v oblasti letectví a kosmonautiky může použití kompozitů vyztužených skelnými vlákny výrazně snížit hmotnost letadla, zlepšit palivovou účinnost a zlepšit letový výkon.