انواع الیاف شیشه

شیشه مایع در دمای 1600 درجه سانتی گراد و از اختلاط محصولات معدنی (ماسه، کائولین، سنگ، آهک، سنگ بورات کلسیم) شکل می گیرد. این مایع از سوراخ های میکرونی یک غلاف (Bushing) عبور داده شده و همزمان سرد می شود تا اینکه تارها یا همان رشته های لیف شیشه با قطر 24-5 میکرون تولید گردند. تارها با هم به صورت فشرده کشیده می شوند تا یک "دسته رشته" ساخته شده و یا به سستی و آزاد در کنار هم قرار می گیرند که یک "رشته نیم تاب" حاصل آید و برای فراهم آوردن پیوستگی تارها و حفاظت شیشه در مقابل سایش، آنها را با یک "آهار" می پوشانند.

انواع مختلف تقویت کننده ها از جنس شیشه با تغییر در دستورالعمل ساخت، تولید می شود که مصارف گوناگون آنها در ذیل آمده است:

الف- الیاف شیشه نوع A: شامل مواد قلیائی بوده و در برابر اسید مقاومت مناسبی از خود نشان میدهد.

ب- الیاف شیشه نوع E (الکتریکی): با درصد کمتر قلیایی و قوی تر از شیشه نوع A (قلیایی) می باشد، استحکام کششی و فشاری و سفتی خوب، عایق مطلوب الکتریسیته و قیمتی تقریباً ارزان، از ویژگی های این تقویت کننده می باشد در عین حال مقاومت آن نسبتاً ضعیف است. در صنعت کامپوزیتهای بستر بسپار، بیشترین مصرف الیاف تقویت کننده، متعلق به انواع الیاف شیشه نوع E می باشد.

ج- الیاف شیشه نوع C (شیمیایی): دارای بهترین مقاومت در برابر حمله مواد شیمیایی بوده و جایگاه اصلی مصرف آنها به شکل تیشو در لایه بیرونی و یا درونی چند لایی که به صورت لوله یا مخازنی که در مجاورت مواد شیمیایی و آب قرار می گیرند، می باشد.

چ- الیاف شیشه نوع S: از استحکام بالائی برخوردار است و بیشتر در صنایع نظامی به کار می رود.

د- الیاف شیشه نوع ECR : که در این نوع شیشه خواص الکتریکی و مکانیکی شیشه نوع E و مقاومت شیمیایی شیشه نوع C با یکدیگر تلفیق شده است. این نوع شیشه همچنین از خواص حرارتی و دی الکتریک بالاتری نسبت به شیشه E برخوردار است و به دلیل عاری بودن از بورون از لحاظ زیست محیطی مناسب می باشد.

ر- الیاف شیشه نوع R,S یا T نام های تجاری هستند برای الیافی که استحکام و مدول کششی بالاتر از شیشه E داشته و استحکام خود را در حالت خیس بهتر حفظ می نمایند. این نوع الیاف به دلیل قطر کوچکتر رشته هایشان، استحکام برشی بین لایه ای (ILSS) مطلوبی دارند. شیشه S در آمریکا توسط شرکت OCF و AGY در انگلستان، شیشه R در اروپا در کارخانه Vetrotex و شیشه T در ژاپن به وسیله مجموعه Nittobo تولید می شوند. مصرف این الیاف بیشتر در زمینه صنایع هوافضا و دفاعی توسعه یافته و در بعضی از مصارف بالستیکی مورد استفاده واقع می شوند.

اشکال مختلف الیاف شیشه

انواع موجود این الیاف به شکل های زیر می باشند:

الف- دسته رشته: یک دسته از لیف ها که به صورت به هم فشرده در کنار هم قرار داده شده اند. این نوع رشته ها را به ندرت می توان به شکل اولیه خود در بازار یافت چرا که تولیدکنندگان معمولا با به هم تابیدن آنها محصولی به نام نخ تولید کرده و به مصرف کنندگان عرضه می دارند.

ب- نخ ها از رشته های به هم پیچیده و چسبیده ای ساخته شده که قطر تمام رشته های موجود یکسان بوده و بین 13-4 میکرون می باشد. نخها در وزن های مختلفی ارائه می شوند که واحد نامگذاری وزنی آنها تکس – tex (وزن به گرم به ازای 1000 متر طول) و یا معادل کاربردی آن denier (وزن به پوند به ازای 10000 یارد طول) می باشد. معمولا نخ ها با تکس بین 400-5 یافت می شوند.

ج- نیم تاب ها: به صورت دسته های پیچیده نشده رشته ها یا دسته رشته هایی که آزادانه در کنار هم قرار دارند دیده می شوند که قطر تمام رشته هایشان مشابه بوده و بین 24- 13 میکرون می باشد و در وزن های 4800- 300 تکس موجودند. در صورتیکه رشته ها را بعد از مرحله ذوب، مستقیم کشیده و با هم در یک دسته گردآوری کنند نوعی از الیاف حاصل می شود که به " نیم تاب های مستقیم" معروفند و اگر در فرایند تولید، چند دسته رشته را به طور جداگانه کنار هم دسته بندی نمایند الیاف حاصله را "نیم تاب های مجتمع شده" می نامند. آنها معمولا رشته هایشان قطر کمتری نسبت به نیم تاب های مستقیم دارند که خواص مکانیکی و خیس شدن بهتری می دهد ولی یکسری از مشکلات (کشش نابرابر رشته ها) را به دنبال داشته و به دلیل مشکلات زیاد در فرایند تولید گران تر هستند.

همچنین در فرآیندهای دیگری مثل ریسندگی، از الیاف کوتاه می توان الیاف بلند تولید کرد. الیاف نخی ریسیده شده با داشتن سطحی بیشتر قابلیت جذب بیشتر رزین را دارند اگر چه نسبت به الیاف پیوسته معادل خود، از خواص ساختاری پایین تری برخوردار می باشند.

 منبع: کتاب راهنمای صنعت کامپوزیت- گروه مولفان و مترجمان: کیومرث اسفندیاری، رضا حجتی، ایج علاقه بند، نغمه گلپریان، حمیدرضا هاشمی