Zavedení sklolaminátu a výroby

Dějiny

Skleněná vláknabyly vyráběny po staletí, ale nejstarší patent byl udělen pruskému vynálezci Hermannu Hammesfahrovi (1845–1914) v USA v roce 1880.

Hromadná výroba skleněných vláken byla náhodně objevena v roce 1932, když Games Slayter, výzkumník z Owens{1}}Illinois, nasměroval proud stlačeného vzduchu na proud roztaveného skla a vytvořil vlákna. Patent na tento způsob výroby skleněné vlny byl poprvé zažádán v roce 1933. Owens se spojil se společností Corning v roce 1935 a metodu upravil Owens Corning k výrobě svého patentovaného „Fiberglas“ (hláskovaného s jedním „s“) v roce 1936. Původně byla Fiberglas skleněná vata s vlákny zachycujícími velké množství plynů, takže byla užitečná jako insulátor.

V roce 1936 du Pont vyvinul vhodnou pryskyřici pro kombinování skleněných vláken s plastem pro výrobu kompozitního materiálu. Prvním předchůdcem moderních polyesterových pryskyřic je kyanamidová pryskyřice z roku 1942. Tehdy se používaly systémy vytvrzování peroxidem. Kombinací skelného vlákna a pryskyřice byl obsah plynu v materiálu nahrazen plastem. To snížilo izolační vlastnosti na hodnoty typické pro plast, ale nyní poprvé kompozit ukázal velkou pevnost a slibný jako konstrukční a stavební materiál. Mnoho kompozitů ze skleněných vláken se nadále nazývalo „sklolaminát“ (jako obecný název) a tento název byl také používán pro produkt ze skleněné vaty o nízké hustotě, který obsahoval místo plastu plyn.

Ray Greene z Owens Corning je připisován výrobě první kompozitní lodi v roce 1937, ale v té době nepokračoval dále kvůli křehkosti použitého plastu. V roce 1939 bylo oznámeno, že Rusko postavilo osobní loď z plastových materiálů a Spojené státy trup a křídla letadla. Prvním vozem, který měl karoserii-skelného vlákna, byl prototyp Stout Scarab z roku 1946, ale tento model se nedostal do výroby.

Výroba

Proces výroby sklolaminátu se nazývá pultruze. Výrobní proces skleněných vláken vhodných pro vyztužení využívá velké pece k postupnému roztavení křemičitého písku, vápence, kaolinového jílu, kazivce, colemanitu, dolomitu a dalších minerálů, až vznikne kapalina. Poté je vytlačován skrz pouzdra, což jsou svazky velmi malých otvorů (typicky 5–25 mikrometrů v průměru pro E-sklo, 9 mikrometrů pro S-sklo).

Tato vlákna se poté šlichtují (potahují) chemickým roztokem. Jednotlivá vlákna jsou nyní svázána ve velkém počtu, aby se vytvořil roving. Průměr vláken a počet vláken v pramenu určují jeho hmotnost, typicky vyjádřenou v jednom ze dvou systémů měření: výtěžnost nebo yardy na libru (počet yardů vlákna v jedné libře materiálu; menší číslo tedy znamená těžší roving). Příklady standardních výtěžků jsou 225 výtěžek, 450 výtěžek, 675 výtěžek.tex nebo gramů na km (kolik gramů váží 1 km rovingu, přepočteno na výtěžnost; menší číslo tedy znamená lehčí roving). Příklady standardních texů jsou 750tex, 1100tex, 2200tex.

Tyto rovingy se pak používají buď přímo v kompozitních aplikacích, jako je pultruze, navíjení filamentu (potrubí), tryskový roving (kde automatická pistole rozseká sklo na krátké délky a vhodí jej do proudu pryskyřice promítnutého na povrch formy), nebo v mezikroku k výrobě tkanin, jako je rohož ze sekaných pramenů (CSM), (vyrobené z náhodně spletených tkaných textilií s tkaným vláknem s malým řezem). jednosměrné tkaniny.