الیاف شیشه

الياف شيشه مشهورترين تقويت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزيت مي‌باشد و انواع مختلفي از آن بصورت تجاري وجود دارند كه برخي از آنها عبارتند از:

تست لینک تبلیغ

 

E، S،C،ECR،AR. تركيبات شيميايي اين الياف با هم متفاوت است و هر كدام براي كاربرد خاصي مناسب است.

تقريباَ 90 درصد الياف مورد استفاده در كامپوزيتهاي مهندسي الياف شيشه مي‌باشد. الياف شيشه استحكام و سختي مناسبي دارد، خواص مكانيكي خود را در دماهاي بالا حفظ مي‌كند، مقاومت رطوبت و خوردگي مناسبي دارد و نسبتاَ ارزان است . تقسيم بندي شش نوع الياف شيشه و تركيب درصدهاي آن در زير نشان داده شده است:

glass- Eمصارف عمومي
glass- Rخواص مكانيكي بالاتر
glass-S خواص مكانيكي بالاتر
glass-c مقاومت شيميايي مناسب
glass-ECR مقاومت اسيد و باز خوب
glass-AR مقاومت اسيد و باز خوب
فرآيند توليد الياف شيشه را مي‌توان بصورت زير خلاصه نمود:

1- آماده سازي مواد خام: بيش از نيمي از مواد اوليه مورد استفاده ماسه سيليس است و قسمت اصلي هر نوع الياف شيشه را تشكيل مي‌دهد. ساير اجزاء شامل مقادير ناچيز ساير تركيبات شيميايي مي‌باشند.

2- بخش اختلاط (Batch House): در اينجا مواد با هم مخلوط شده براي قسمت كوره آماده مي‌شوند. اصطلاحا به اين توده مخلوط، Batch گفته مي‌شود.

3- كوره: دماي كوره به اندازه كافي زياد است تا ماسه و ساير اجزاء را ذوب كند و بصورت شيشه مذاب در آورد. سطح داخلي كوره با آجرهاي مخصوصي ساخته شده است كه در دوره‌هاي زماني مشخص تعويض مي‌شوند.

4- بخش Bushing: شيشه مذاب روي سيني‌هاي پلاتيني مقاوم حرارتي متعدد، جريان پيدا مي‌كند. در اين سيني‌ها هزاران روزنه وجود دارد كه بوشينگ ناميده مي‌شوند.

5- تشكيل الياف: جريان شيشه مذاب از درون بوشينگ‌ها بيرون كشيده مي‌شود و تا قطر معين نازك مي‌شوند، سپس توسط آب يا هوا خنك مي‌شوند تا الياف تشكيل شوند.

-آهار زني: الياف مو مانند، با يك مخلوط شيميايي مايع كهSizing ناميده مي‌شود، پوشش داده مي‌شوند. آهار زني به دو علت اصلي انجام مي‌شود:

  1. براي محفوظ ماندن الياف از سايش به يكديگر در طي فرآيند ساخت و كار
  2. به منظور حصول اطمينان از چسبندگي الياف به رزين

دسته (strand): يك دسته از چند تاو (tow) تشكيل شده است و هر تاو بيانگر تعداد ليفهايي (fiber) است كه از يك بوش ريسيده مي‌شوند به عنوان مثال مي‌تواند دويست ليف باشد. مجموعه‌اي از دسته‌ها، يك رشته (roving) ناميده مي‌شود. يك تاب مختصر به رشته داده مي‌شود تا كار كردن با آن آسانتر شود. براي كامپوزيتهاي الياف پيوسته، انتخاب نوع الياف، بستگي به فرآيند شكل دهي و ميزان آرايش يافتگي الياف دارد.

تعداد تارهاي (filament) يك رشته توسط تكس (tex) بيان مي‌شود. به عنوان مثال 600، 200 1 ، 2400 .(tex 1= 1000m/g )

مي‌توان رشته‌ها را خرد كرد (chopped) و براي توليد نمد شيشه (strand mat chopped) استفاده كرد. در اين حالت از يك بايندر (binder) براي ثابت نگاه شدن الياف در كنار هم استفاده مي كنند. بايندر فوق به هنگام آغشته سازي الياف با رزين خيس خوردگي (wet-out) را كنترل مي‌كند و بنابراين آرايش اتفاقي الياف در نمد حفظ مي‌شود. انتخاب بايندر با توجه به كاربرد مواد انجام مي گيرد و دوام يك قطعه كامپوزيتي مي‌تواند متأثر از نوع بايندر باشد.

نمدهاي الياف پيوسته ( contruous random mat ) شكل ديگري از الياف مورد استفاده مي‌باشند كه در آنها الياف پيوسته با آرايش اتفاقي نمد درست مي‌شود. اين شكل از الياف براي قرار گرفتن در قسمتهاي تيز و كنج قالب مناسبند و در اين حالت الياف آن نمي‌شكنند.

همچنين مي‌توان از الياف شيشه با طولهاي متفاوت براي كاربرد مستقيم در آميزه سازي (BMC) استفاده كرد. طول الياف در نمد (CSM) معمولا بيشتر از mm20 و بلندتر از الياف مورد كاربرد در آميزه سازي است. طول الياف مورد استفاده در رزينهاي گرماسخت نيز بيشتر از گرمانرمهاست. انواع پارچه‌ها با بافتهاي مختلف نيز از رشته‌هاي شيشه بافته مي‌شود. در شكلهاي ذيل اشكال مختلف الياف شيشه مشاهده مي‌شود.