Uvod Fiberglass and Production

historija

Staklena vlakna su se proizvodila stoljećima, ali je najraniji patent dodijeljen pruskim izumitelju Hermannu Hammesfahru (1845.-1914.) u SAD-u 1880.

Masovna proizvodnja staklenih nitki slučajno je otkrivena 1932. godine kada je Games Slayter, istraživač u Owens-Illinoisu, usmjerio mlaz komprimovanog zraka na potok istopljenog stakla i proizvodio vlakna. Patent za ovu metodu proizvodnje staklene vune prvi put je primijenjen 1933. godine. Owens se pridružio kompaniji Corning 1935. godine, a metodu je prilagodio Owens Corning da proizvodi patentirani "Fiberglas" (speled with one "s") 1936. Prvobitno, Fiberglas je bio staklena vuna sa vlaknima koja su uvlačila veliki plin, što ga čini korisnim kao izolator, posebno na visokim temperaturama.

Pogodan smola za kombinovanje fiberglasa sa plastikom za proizvodnju kompozitnog materijala razvio je 1936. godine du Pont. Prvi predak modernih poliesterske smole je Cyanamidova smola iz 1942. Do tada su korišteni peroksidni sustavi za izliječivanje. Kombinacijom fiberglasa i smole sadržaj plina materijala zamijenjen je plastikom. To je smanjilo izolacijska svojstva na vrijednosti tipične za plastiku, ali sada po prvi put, kompozit je pokazao veliku snagu i obećanje kao strukturni i gradivni materijal. Mnogi kompoziti staklenih vlakana i dalje su se nazivali "fiberglass" (kao generički naziv) a naziv je korišten i za proizvod od staklene vune niske gusti koji sadrži plin umjesto plastike.

Ray Greene iz Owens Corninga je zasluga za proizvodnju prvog kompozitnog broda 1937. godine, ali nije nastavio dalje u to vrijeme zbog krhke prirode plastike koja je korištena. Godine 1939. je prijavljeno da je Rusija konstruisala putnički brod od plastičnih materijala, a Sjedinjene Države i avionska krila. Prvi automobil koji je imao tijelo od vlakana bio je prototip Stout Scaraba iz 1946. godine, ali model nije ušao u proizvodnju.

Proizvodnju

Proces proizvodnje fiberglasa se zove pultruzija. Proizvodni proces za staklena vlakna pogodan za pojačanje koristi velike peći za postupno topljenje silikatnog pijeska, krečnjaka, kaolinove gline, fluorapara, kolomita, dolomita i drugih minerala dok se ne formira tekućina. Zatim je ektrudiran kroz grmlje, koje su snopovi vrlo malih otvora (tipično 5–25 mikrometara promjera za E-Glass, 9 mikrometra za S-Staklo).

Ovi filamenti se zatim veličine (premaže) hemijskim rastvorom. Pojedinačni filamenti su sada u paketu u velikom broju kako bi se pružilo roving. Promjer filamenata, i broj filamenata u rovingu, određuju njegovu težinu, tipično izraženu u jednom od dva mjerna sistema:prinos, ili jardi po kilogramu (broj jardi vlakana u jednoj kilogrami materijala; tako manji broj znači teži roving). Primjeri standardnih prinosa su 225yeld, 450yeld, 675yeld.tex ili grami po km (koliko grama 1 km rovinga teži, obrnuto od prinosa; tako manji broj znači lakši roving). Primjeri standardnog teksa su 750tex, 1100tex, 2200tex.

Ove ravnice se zatim ili koriste direktno u kompozitnim aplikacijama kao što su pultruzija, Zavijanje filamenta (cijev), roving pištolja (gde automatizovani pištolj seče staklo na kratke dužine i ispušta ga u mlaz smole, projiciran na površinu kalupa), ili u posredničkim korakom, za proizvodnju tkanina kao što je naseckana naseckana prostirka (CSM) (napravljena od nasumično orijentisanih malih reznih dužina vlakana sve zajedno) , tkane tkanine, pletene tkanine ili jednosmjerne tkanine.