الیاف شیشه یکی از مشهورترین تقویت کننده مورد استفاده در صنعت کامپوزیت میباشد و انواع مختلفی از آن بصورت تجاری وجود دارند.
به دلیل داشتن ترکیبات شیمیایی متفاوت، این الیاف دارای خواص متفاوت هستند و هرکدام برای کاربرد خاصی مناسب است.
الیاف شیشه به دلیل داشتن خواص عالی مانند استحکام و سختی مناسب،حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا، مقاومت در برابر رطوبت و خوردگی و قیمت نسبتاً ارزان در صنعت کامپوزیت بسیار مورد توجه قرار گرفته است و امروزه تقریبا 90 درصد الیاف مورد استفاده در کامپوزیتهای مهندسی الیاف شیشه است.
همچنین این الیاف بدلیل دارا بودن الاستیسیته عالی، دانسیته پایین، مقاومت در برابر شوکهای حرارتی، قیمت پایین و عایق الکتریکی در
صنایع عایق کاری، الکتریکی و صوتی، صنایع ورزشی، صنایع هوافضا، خودروسازی، ساخت نیروگاههای بادی، کشتی سازی، صنایع نظامی، صنایع ساختمان و شیمیایی و ….مورداستفاده قرار میگیرد.
پرکاربرد ترین نوع این الیاف نوع E است که تقریبا ۹۹ درصد از الیاف تولیدی از این نوع است.
ساختمان این الیاف یک شبکه سه بعدی از سیلیکون ، اکسیژن و دیگر اتم‌ها است که به صورت غیرمنظم در کنار هم قرار گرفته‌اند ، بنابراین ساختمانی آمورف (غیر کریستالی) و همسان دارند. این الیاف معمولا از ترکیب ۵۰ تا ۷۰ درصد سیلیکا و درصد کمی از چندین نوع اکسید مختلف تشکیل شده اند. این الیاف در واقع بی رنگ هستند اما به علت شکست نور، سفید به نظر می رسند.
الیاف شیشه بر اساس نوع و مواد به کار رفته به انواع گوناگون تقسیم بندی میشود.
انواع اشکال موجود الیاف شیشه :
۱– بصورت نخ (yarn) :
رشته هایی که قطر یکسانی حدودا بین ۴ تا ۱۳ میکرون به هم پیچیده میشوند تا نخ تولید شود. نخها در وزن های متنوع با تکس ۵ الی ۴۰۰ در بازار ارائه میشوند .و با واحد تکس یا دنیر نامگذاری میشوند.
۲– بصورت رشته ای(Roving) :
دسته ای از رشته هایی از الیاف با قطر مشابه ( ۱۳-۲۴ میکرون) که به صورت کامل به هم پیچیده نمیشوند و به اصطلاح به آنها نیمچه نخ میگویند. در بازار نیمچه نخ ها با نمره های ۳۰۰ الی ۴۸۰۰ تکس موجود است.
دو نوع از نیمچه نخ وجود دارد، نیمچه نخ های مستقیم و نیمچه نخ های تجمیعی
نیمچه نخ مستقیم از جمع شدن مجموعه ای از رشته ها بعد ذوب بوجود میآیند. اگر در فرآیند تولید، چند دسته از رشته نخ ها را به طور جداگانه کنار هم جمع کنند نیمچه نخ تجمیعی تولید میشود. رشته الیاف این نیمچه نخ قطر کمتری نسبت به نیمچه نخ مستقیم دارند. این قطر کم میزان خیس شدگی را بالاتر میبرد و موجب میشود رزین بیشتری در هنگام ساخت کامپوزیت جذب شود. این امر باعث میشود تا خواص مکانیکی واستحکامی کامپوزیت افزایش یابند. ساخت این نوع نیمچه نخ دشوارتر است که در نهایت موجب افزایش قیمت آن میشود.
۳– بصورت پارچه‌ای بافته شده:
پارچه های بافته شده (woven) از نخ های شیشه یا به اصطلاح پارچه فایبر گلس در طرح های ساده و ساتین و غیره. این پارچه ها دارای مقاومت بسیار بالا هستند زیرا نخ ها در دو جهت عمود بر هم(صفر درجه و 90 درجه) قرار گرفته اند.
از جمله خواص مکانیکی این نوع منسوجات میتوان به مقاومت بسیار زیاد در برابر کشش با وجود وزن بسیار کم آن اشاره کرد. به علاوه مقاومت زیادی در برابر محیط های اسیدی دارد.
امروزه از پارچه فایبر گلس در صنایع مختلفی استفاده می شود. از جمله ساخت قطعات خودرو و هواپیما، ساخت تجهیزات ورزشی، ساخت بدنه کشتی و… اما مهم ترین کاربرد این الیاف در صنعت مقاوم سازی و آب بندی است که از این الیاف برای مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های صنعتی، مقاوم سازی پل ها، مقاوم سازی لوله ها و مخازن فولادی و بتنی، مقاوم سازی ساختمان در برابر زمین لرزه و… استفاده می شود.
از پارچه فایبر گلس به دلیل مقاومت در برابر عوامل خورنده استفاده ی زیادی به عنوان پوششهای حفاظتی در صنایع مختلف می شود، هم چنین این الیاف عایق الکتریکی بوده و از آن در زمینه ها مختلفی که نیاز به عایق های حرارتی با مقاومت و دوام بالا هستند استفاده می شود.
پارچه فایبر گلس با استفاده از رزین های مختلفی از جمله رزین اپوکسی، پلی اورتان و پلی استر ترکیب می شوند و تشکیل کامپوزیت GFRP می دهند.
ویژگی های پارچه های فایبرگلس:
- وزن کم
- مقاومت کششی بالا
- قیمت نسبتا پایین
- ضریب انبساط حرارتی بسیار کم
- عایق الکتریکی
- مقاوم در برابر محیط های خورنده و شیمیایی و…
کاربردهای پارچه های فایبر گلس:
از جمله کاربردهای پارچه فایبر گلس میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زمین لرزه
- مقاوم سازی سازه های صنعتی
- مقاوم سازی پل ها و سیلوها
- مقاوم سازی انواع لوله ها و مخازن
- آب بند کردن مخازن و پوشش های صنعتی
- استفاده به عنوان بدنه در صنایع هوایی و هوافضا
