الیاف شیشه

الیاف شیشه مشهورترین تقویت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزیت می باشد و انواع مختلفی از آن بصورت تجاری وجود دارند

●الیاف شیشه

الیاف شیشه مشهورترین تقویت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزیت می‌باشد و انواع مختلفی از آن بصورت تجاری وجود دارند كه برخی از آنها عبارتند از:

E، S،C،ECR،AR. تركیبات شیمیایی این الیاف با هم متفاوت است و هر كدام برای كاربرد خاصی مناسب است.

تقریباَ ۹۰ درصد الیاف مورد استفاده در كامپوزیتهای مهندسی الیاف شیشه می‌باشد. الیاف شیشه استحكام و سختی مناسبی دارد، خواص مكانیكی خود را در دماهای بالا حفظ می‌كند، مقاومت رطوبت و خوردگی مناسبی دارد و نسبتاَ ارزان است . تقسیم بندی شش نوع الیاف شیشه در زیر نشان داده شده است:

۱ـ glassEمصارف عمومی

۲ـ glass- Rخواص مكانیكی بالاتر

۳ـ glass-S خواص مكانیكی بالاتر

۴ـglass-c مقاومت شیمیایی مناسب

۵ـglass-ECR مقاومت اسید و باز خوب

glass-A۶ مقاومت اسید و باز خوب

●فرآیند تولید الیاف شیشه را می‌توان بصورت زیر خلاصه نمود:

۱- آماده سازی مواد خام: بیش از نیمی از مواد اولیه مورد استفاده ماسه سیلیس است و قسمت اصلی هر نوع الیاف شیشه را تشكیل می‌دهد. سایر اجزاء شامل مقادیر ناچیز سایر تركیبات شیمیایی می‌باشند.

۲- بخش اختلاط (Batch House): در اینجا مواد با هم مخلوط شده برای قسمت كوره آماده می‌شوند. اصطلاحا به این توده مخلوط، Batch گفته می‌شود.

۳- كوره: دمای كوره به اندازه كافی زیاد است تا ماسه و سایر اجزاء را ذوب كند و بصورت شیشه مذاب در آورد. سطح داخلی كوره با آجرهای مخصوصی ساخته شده است كه در دوره‌های زمانی مشخص تعویض می‌شوند.

۴- بخش Bushing: شیشه مذاب روی سینی‌های پلاتینی مقاوم حرارتی متعدد، جریان پیدا می‌كند. در این سینی‌ها هزاران روزنه وجود دارد كه بوشینگ نامیده می‌شوند.

۵- تشكیل الیاف: جریان شیشه مذاب از درون بوشینگ‌ها بیرون كشیده می‌شود و تا قطر معین نازك می‌شوند، سپس توسط آب یا هوا خنك می‌شوند تا الیاف تشكیل شوند.

●آهار زنی: الیاف مو مانند، با یك مخلوط شیمیایی مایع كهSizing نامیده می‌شود، پوشش داده می‌شوند. آهار زنی به دو علت اصلی انجام می‌شود:

۱ـ برای محفوظ ماندن الیاف از سایش به یكدیگر در طی فرآیند ساخت و كار

۲ـ به منظور حصول اطمینان از چسبندگی الیاف به رزین

●دسته (strand): یك دسته از چند تاو (tow) تشكیل شده است و هر تاو بیانگر تعداد لیفهایی (fiber) است كه از یك بوش ریسیده می‌شوند به عنوان مثال می‌تواند دویست لیف باشد. مجموعه‌ای از دسته‌ها، یك رشته (roving) نامیده می‌شود. یك تاب مختصر به رشته داده می‌شود تا كار كردن با آن آسانتر شود. برای كامپوزیتهای الیاف پیوسته، انتخاب نوع الیاف، بستگی به فرآیند شكل دهی و میزان آرایش یافتگی الیاف دارد.

تعداد تارهای (filament) یك رشته توسط تكس (tex) بیان می‌شود. به عنوان مثال ۶۰۰، ۲۰۰ ۱ ، ۲۴۰۰ .(tex ۱= ۱۰۰۰m/g ) می‌توان رشته‌ها را خرد كرد (chopped) و برای تولید نمد شیشه (strand mat chopped) استفاده كرد. در این حالت از یك بایندر (binder) برای ثابت نگاه شدن الیاف در كنار هم استفاده می كنند. بایندر فوق به هنگام آغشته سازی الیاف با رزین خیس خوردگی (wet-out) را كنترل می‌كند و بنابراین آرایش اتفاقی الیاف در نمد حفظ می‌شود. انتخاب بایندر با توجه به كاربرد مواد انجام می گیرد و دوام یك قطعه كامپوزیتی می‌تواند متأثر از نوع بایندر باشد.

●نمدهای الیاف پیوسته ( contruous random mat )

شكل دیگری از الیاف مورد استفاده می‌باشند كه در آنها الیاف پیوسته با آرایش اتفاقی نمد درست می‌شود. این شكل از الیاف برای قرار گرفتن در قسمتهای تیز و كنج قالب مناسبند و در این حالت الیاف آن نمی‌شكنند.

همچنین می‌توان از الیاف شیشه با طولهای متفاوت برای كاربرد مستقیم در آمیزه سازی (BMC) استفاده كرد. طول الیاف در نمد (CSM) معمولا بیشتر از mm۲۰ و بلندتر از الیاف مورد كاربرد در آمیزه سازی است. طول الیاف مورد استفاده در رزینهای گرماسخت نیز بیشتر از گرمانرمهاست. انواع پارچه‌ها با بافتهای مختلف نیز از رشته‌های شیشه بافته می‌شود. در شكلهای ذیل اشكال مختلف الیاف شیشه مشاهده می‌شود.