ما هي الألياف الزجاجية؟

هناك أنواع كثيرة منالألياف الزجاجية. يمكن تصنيفها عمومًا وفقًا لتركيب المواد الخام الزجاجية، وقطر الخيوط الأحادية، ومظهر الألياف، وطريقة الإنتاج، وخصائص الألياف.

 

1. التصنيف حسب تركيب المواد الخام للزجاج

 

تستخدم طريقة التصنيف هذه بشكل أساسي للألياف الزجاجية المستمرة. ويتميز عمومًا بمحتوى أكاسيد الفلزات القلوية المختلفة، والتي تشير عادةً إلى أكسيد الصوديوم وأكسيد البوتاسيوم. يتم إدخالها إلى المواد الخام الزجاجية عن طريق مواد مثل رماد الصودا والميرابيليت والفلسبار. تعتبر أكاسيد الفلزات القلوية أحد المكونات الرئيسية للزجاج العادي، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في خفض درجة انصهار الزجاج. ومع ذلك، كلما زاد محتوى أكاسيد الفلزات القلوية في الزجاج، انخفض استقراره الكيميائي وخصائص العزل الكهربائي والقوة. ولذلك، يتم استخدام محتويات قلوية مختلفة في إنتاج الألياف الزجاجية لتطبيقات مختلفة. وبالتالي، غالبًا ما يتم استخدام المحتوى القلوي للألياف الزجاجية كعلامة لتمييز الألياف الزجاجية في التطبيقات المختلفة. بناءً على المحتوى القلوي في تركيبة الزجاج، يمكن تقسيم الألياف المستمرة إلى الأنواع التالية:

 

1.1 الألياف القلوية- الحرة (المعروفة باسم E- الزجاج)
يحتوي على محتوى R2O أقل من 0.8% وهو مكون من سيليكات الألومنيوم. إنه يتمتع بثبات كيميائي ممتاز، وخصائص عزل كهربائي، وقوة. تستخدم بشكل أساسي كمواد عزل كهربائي، ومواد تقوية للألياف الزجاجية، وسلك الإطارات. الألياف القلوية المتوسطة-: مع محتوى R2O بنسبة 11.9%-16.4%، فهي عبارة عن مكون سيليكات الصوديوم والكالسيوم. نظرًا لمحتواه القلوي العالي، لا يمكن استخدامه كمواد عازلة للكهرباء، لكن استقراره الكيميائي وقوته جيدان نسبيًا. يتم استخدامه بشكل عام كمادة أساسية لقماش اللاتكس، والنسيج المنسوج، وقماش المرشح الحمضي، وشاشة النافذة، ويمكن استخدامه أيضًا كمواد تقوية للألياف الزجاجية حيث لا تكون متطلبات الأداء الكهربائي والقوة صارمة للغاية. هذا النوع من الألياف له تكلفة أقل وتطبيقات أوسع.

 

1.2 الألياف القلوية العالية-: مكونات زجاجية تحتوي على نسبة R2O تساوي أو تزيد عن 15%. تنتمي الألياف الزجاجية المستخرجة من المواد الخام مثل الزجاج المسطح المسحوق وزجاج الزجاجة المسحوق إلى هذه الفئة. ويمكن استخدامها كمواد مقاومة للماء والرطوبة-مثل فواصل البطاريات وقماش تغليف الأنابيب وألواح اللباد. الألياف الزجاجية الخاصة: مثل-الألياف الزجاجية عالية القوة المكونة من المغنيسيوم النقي-الألومنيوم-عناصر السيليكون الثلاثية؛ المغنيسيوم-الألومنيوم-سلسلة السيليكون عالية-القوة والألياف الزجاجية عالية المرونة-؛ السيليكون-الألومنيوم-الكالسيوم-سلسلة المغنيسيوم والألياف الزجاجية المقاومة كيميائيًا؛ الألومنيوم-الذي يحتوي على ألياف؛ ألياف سيليكا عالية-؛ ألياف الكوارتز، الخ.

 

2. التصنيف حسب قطر الحيدة

 

إن الخيوط الأحادية المصنوعة من الألياف الزجاجية أسطوانية، لذلك يمكن التعبير عن سمكها من خلال قطرها. بشكل عام، يتم تصنيف الألياف الزجاجية المسحوبة إلى عدة أنواع بناءً على نطاق قطرها (قيم القطر بالميكرومتر):

 

2.1 الألياف الخشنة: يبلغ قطر الخيوط الأحادية بشكل عام 30 ميكرومتر.

2.2 الألياف الأولية: قطر الخيوط الأحادية أكبر من 20 ميكرومتر.

2.3 الألياف المتوسطة: يبلغ قطر الخيوط الأحادية 10-20 ميكرومتر.

2.4 الألياف عالية الجودة (المعروفة أيضًا باسم ألياف النسيج): يبلغ قطر الخيط الأحادي 3-10 ميكرومتر.

 

وتسمى أيضًا الألياف الزجاجية التي يبلغ قطر خيوطها الأحادية أقل من 4 ميكرومتر بالألياف الدقيقة.

 

لا تؤثر أقطار الشعيرات الأحادية المختلفة على خصائص الألياف فحسب، بل تؤثر أيضًا على عمليات إنتاج الألياف والإنتاجية والتكلفة. بشكل عام، يتم استخدام ألياف من 5 إلى 10 ميكرومتر في منتجات المنسوجات، بينما تكون الألياف من 10 إلى 14 ميكرومتر أكثر ملاءمة للألياف غير الملتوية والأقمشة غير المنسوجة والحصائر المقطعة.

 

3. التصنيف حسب مظهر الألياف

 

مظهر الألياف الزجاجية، أي شكلها وطولها، يعتمد على طريقة إنتاجها وتطبيقها. على سبيل المثال، الألياف المستمرة (المعروفة أيضًا باسم ألياف النسيج) هي ألياف مستمرة بشكل لا نهائي من الناحية النظرية، ويتم إنتاجها بشكل أساسي باستخدام طريقة المغازل. بعد معالجة المنسوجات، يمكن تحويلها إلى خيوط زجاجية، وحبال، وقماش، وأحزمة، وأشرطة متجولة غير ملتوية، ومنتجات أخرى.

 

3.1 الألياف الثابتة -الطول لها طول محدود، بشكل عام 300-500 مم، ولكن يمكن أن تكون أطول في بعض الأحيان، مثل الألياف الطويلة غير المنتظمة الموجودة في اللباد. على سبيل المثال، يبلغ طول القطن الطويل الذي يتم إنتاجه باستخدام طريقة النفخ بالبخار، عند تكسيره إلى خيوط، بضع مئات من المليمترات فقط.

تشتمل المنتجات الأخرى على الخيوط-المعالجة والخيوط المتجولة ذات المرحلة الواحدة-، وجميعها تستخدم في صناعة الخيوط أو اللباد.

 

3.2 الصوف الزجاجي هذا أيضًا نوع من الألياف الزجاجية ذات الطول الثابت-، ولكن أليافه أقصر، عمومًا أقل من 150 مم أو حتى أقصر. من الناحية الشكلية، فهو ذو بنية فضفاضة تشبه القطن-، ومن هنا جاء اسم القطن القصير. وهي تستخدم أساسا للعزل وامتصاص الصوت. بالإضافة إلى ذلك، هناك ألياف مقطعة، وألياف مجوفة، ومسحوق ألياف زجاجية، وألياف مطحونة جيدًا.

 

4. التصنيف حسب خصائص الألياف

هذا هو نوع جديد من الألياف الزجاجية تم تطويره لتلبية متطلبات التطبيقات المحددة ويمتلك خصائص فريدة ومتفوقة معينة. يمكن تصنيفها على نطاق واسع إلى:-ألياف زجاجية عالية القوة،-ألياف زجاجية عالية المعامل،-ألياف زجاجية مقاومة للحرارة العالية، ألياف زجاجية-مقاومة للقلويات، ألياف زجاجية مقاومة للأحماض-، ألياف زجاجية عادية (تشير إلى القلويات-ألياف زجاجية حرة ومتوسطة-ألياف زجاجية قلوية)، ألياف بصرية، ثابت-عازل-منخفض الألياف الزجاجية، الألياف الموصلة، الخ.

 

تعتبر الألياف الزجاجية مادة-غير عضوية وغير معدنية-عالية الأداء. اسمها الأصلي باللغة الإنجليزية هو الألياف الزجاجية أو الألياف الزجاجية. تشتمل مكوناته على ثاني أكسيد السيليكون، وأكسيد الألومنيوم، وأكسيد الكالسيوم، وأكسيد البورون، وأكسيد المغنيسيوم، وأكسيد الصوديوم، وما إلى ذلك. ويتم إنتاجه من كرات الزجاج أو نفايات الزجاج من خلال عمليات الانصهار والسحب واللف والنسيج -عالية الحرارة. وأخيرا، يتم تشكيل المنتجات المختلفة. ويتراوح قطر خيوط الألياف الزجاجية الأحادية من بضعة ميكرومترات إلى أكثر من عشرين ميكرومترًا، وهو ما يعادل 1/20 إلى 1/5 من شعرة الإنسان. تتكون كل حزمة من خيوط الألياف من مئات أو حتى آلاف الخيوط الأحادية. وهي تستخدم عادة كمواد تقوية في المواد المركبة، ومواد العزل الكهربائي، ومواد العزل الحراري، ولوحات الدوائر، وما إلى ذلك، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني.