Fibra de vidrio (fibra de vidrio) - fibra o complejo[ aclarar ] hilo formado a partir de vidrio . De esta forma, el vidrio exhibe propiedades inusuales por sí mismo: no se rompe ni se rompe, sino que se dobla fácilmente sin romperse. Esto permite que se teja en fibra de vidrio .
Las fibras de fibra de vidrio de origen natural se encuentran en lugares donde se han producido erupciones volcánicas , y se denominan pelo de Pele [1] . Tienen la composición química de las rocas basálticas , contienen inclusiones de cristales y no son análogas a la fibra de vidrio en términos de propiedades físicas y mecánicas [2] .
La fibra de vidrio se extruye a partir de una fusión de vidrio de una composición química especial. La extrusión, como en otros casos, se lleva a cabo forzando la masa fundida a través de hileras giratorias . El producto inicial, como en otras áreas de la producción de fibras químicas , se obtiene en forma de fibras elementales sin fin ( filamentos ), a partir de las cuales más adelante en el proceso de procesamiento se forman hilos complejos (diámetro del filamento 3-100 micras ( densidad lineal hasta 0,1 Tex )) y longitud en paquete de 20 km o más ( fibra de vidrio continua ), densidad lineal hasta 100 Tex, o en mechas de vidrio (productos con densidad lineal superior a 100 Tex). En este caso, por regla general, el producto se procesa en hilos torcidos (rovings) en máquinas torcedoras y desenrolladoras. Estos productos semiacabados pueden luego someterse a cualquier forma de procesamiento textil en productos retorcidos (hilos de retorcimiento complejo, cuerdas , cordeles , cuerdas ), tejidos textiles ( telas , materiales no tejidos ), redes (tejidos, estructura especial).
La fibra de vidrio también se puede producir en una forma discreta ( básica ). Además, la mecha de vidrio original se puede procesar cortando, picando o rasgando fibras discretas (cortadas) con una longitud de fibra cortada de 0,1 (microfibra) - 50 cm, el título de fibra en este caso, por regla general, es más bajo que el de hilos de filamento y corresponde al diámetro de 0,1 a 20 µm. La mayor parte de la fibra de vidrio cortada se procesa en materiales no tejidos ( cardado , punzonado, cosido con hilo, fibra de vidrio ) utilizando diversas tecnologías (cardado, cardado, bateo, punzonado con aguja, cosido con hilo, "puesto húmedo"), vidrio lana, hilo básico. En apariencia, la fibra de vidrio continua se asemeja a hilos de seda natural o de rayón , mientras que la fibra corta se asemeja a fibras cortas de algodón o lana .
El principal campo de aplicación de la fibra de vidrio y los materiales textiles de vidrio es el uso de fibra de vidrio y otros compuestos como elementos de refuerzo . Además, las telas de vidrio se pueden usar de forma independiente como materiales estructurales y de acabado. En este caso, a menudo se someten a algún tipo de acabado, principalmente impregnación con un aglutinante ( látex , poliuretano , almidones , resinas , otros polímeros ).
La fibra de vidrio continua se forma estirando la masa de vidrio fundido a través de hileras (el número de orificios es de 200 a 4000) utilizando dispositivos mecánicos, enrollando la fibra en un carrete. El diámetro de la fibra depende de la velocidad de estirado y del diámetro de la hilera. El proceso tecnológico puede llevarse a cabo en una o dos etapas. En el primer caso, la fibra de vidrio se extrae de la masa de vidrio fundido (directamente de los hornos de fusión de vidrio), en el segundo caso, se utilizan bolas, varillas o erklez (trozos de vidrio fundido) de vidrio previamente obtenidos, que se funden en hornos de fusión de vidrio. o en aparatos de fusión de vidrio (recipientes).
La fibra de vidrio cortada se forma soplando un chorro de vidrio fundido con vapor, aire o gases calientes y otros métodos.
Propiedades mecánicas de las fibras: [3]
| Fibra | Densidad, 10 3 kg / m 3 | Módulo de tracción, GPa | Resistencia máxima a la tracción, GPa |
|---|---|---|---|
| E-vidrio | 2.5 | 73 | 2.5 |
| S-vidrio | 2.5 | 86 | 4.6 |
| Sílice | 2.5 | 74 | 5.9 |
Propiedades de fibras de alto módulo y materiales compuestos epoxi unidireccionales : [4]
| tipo de fibra | Grado de fibra | Propiedades de las fibras de 10 mm de largo | Propiedades de los materiales compuestos | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| σ en | mi | σ en | mi | σ en / (pg), km | ||
| GPa | GPa | GPa | GPa | |||
| vidrio | MV-1 | 3.82 | 102.9 | 2.01 | 69.1 | 98 |
| >> | VMP | 4.61 | 93.3 | 2.35 | 64.7 | 114 |
| >> | M-11 | 4.61 | 107.9 | 2.15 | 72.6 | 98 |
| Bórico | BN (grado 2) | 2.75 | 392.2 | 1.37 | 225.5 | 75 |
| >> | BN (grado 1) | 3.14 | 382.4 | 1.72 | 274.6 | 87 |
| >> | Borófilo (EE. UU.) | 2.75 | 382.4 | 1.57 | 225.5 | 80 |
| orgánico | MVS | 2.75 | 117.7 | 1.47 | 58.5 | 111 |
| >> | Kevlar-49 (EE. UU.) | 2.75 | 130.4 | 1.37 | 80.4 | 100 |
La fracción volumétrica del relleno es del 60%.
Propiedades mecánicas de las fibras: [5]
| marca de vidrio | Densidad ρ, 10 −3 kg/m 3 |
Módulo de elasticidad E, GPa |
Resistencia media en base 10 mm, GPa |
Deformación última ε, % |
|---|---|---|---|---|
| Altamente modular | 2.58 | 95 | 4.20 | 4.8 |
| MV-1 | 2.58 | 93 | 4.20 | 4.8 |
| VMP | 2.46 | 85 | 4.20 | 4.8 |
| UP-68 | 2.40 | 83 | 4.20 | 4.8 |
| UP-73 | 2.56 | 74 | 2.00 | 3.6 |
| Resistente a los ácidos 7-A |
La resistencia a la tracción del vidrio se ve afectada por defectos microscópicos y rayones en la superficie. Para fines estructurales, se utiliza principalmente vidrio con una resistencia a la tracción de 50 MPa. Los vidrios tienen un módulo de Young de alrededor de 70 GPa. [3]
| fibras textiles | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| naturales (naturales) |
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| Químico |
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