Predstavitev steklenih vlaken in proizvodnja
Zgodovina
Steklena vlaknaproizvajajo že stoletja, vendar je bil prvi patent podeljen pruskemu izumitelju Hermannu Hammesfahru (1845–1914) v ZDA leta 1880.
Množično proizvodnjo steklenih niti so po naključju odkrili leta 1932, ko je Games Slayter, raziskovalec v Owens-Illinoisu, usmeril curek stisnjenega zraka v tok staljenega stekla in proizvedel vlakna. Patent za to metodo izdelave steklene volne je bil prvič vložen leta 1933. Owens se je leta 1935 pridružil podjetju Corning, Owens Corning pa je metodo prilagodil za proizvodnjo svojega patentiranega "fiberglasa" (napisanega z enim "s") leta 1936. Prvotno je bila steklena volna steklena volna z vlakni, ki zajamejo veliko plina, zaradi česar je uporabna kot izolator, zlasti pri visokih temperaturah.
Primerno smolo za kombiniranje steklenih vlaken s plastiko za izdelavo kompozitnega materiala je leta 1936 razvil du Pont. Prvi prednik sodobnih poliestrskih smol je Cyanamidova smola iz leta 1942. Do takrat so bili v uporabi peroksidni utrjevalni sistemi. S kombinacijo steklenih vlaken in smole je vsebnost plina v materialu nadomestila plastika. To je zmanjšalo izolacijske lastnosti na vrednosti, značilne za plastiko, zdaj pa je kompozit prvič pokazal veliko trdnost in obetavnost kot konstrukcijski in gradbeni material. Številni kompoziti iz steklenih vlaken so se še naprej imenovali "steklena vlakna" (kot generično ime), ime pa se je uporabljalo tudi za izdelek iz steklene volne z nizko-gostoto, ki vsebuje plin namesto plastike.
Ray Greene iz Owens Corninga je zaslužen za proizvodnjo prvega kompozitnega čolna leta 1937, vendar takrat ni nadaljeval zaradi krhke narave uporabljene plastike. Leta 1939 so poročali, da je Rusija izdelala potniško ladjo iz plastičnih materialov, ZDA pa trup in krila letala. Prvi avtomobil, ki je imel -stekleno karoserijo, je bil prototip Stout Scarab iz leta 1946, vendar model ni prišel v proizvodnjo.
Proizvodnja
Postopek izdelave steklenih vlaken se imenuje pultruzija. Postopek izdelave steklenih vlaken, primernih za ojačitev, uporablja velike peči za postopno taljenje kremenčevega peska, apnenca, kaolinske gline, fluorita, kolemanita, dolomita in drugih mineralov, dokler ne nastane tekočina. Nato se iztisne skozi puše, ki so snopi zelo majhnih odprtin (običajno 5–25 mikrometrov v premeru za E-steklo, 9 mikrometrov za S-steklo).
Te filamente nato prilagodimo velikosti (prevlečemo) s kemično raztopino. Posamezni filamenti so zdaj združeni v velikem številu, da zagotovijo roving. Premer filamentov in število filamentov v rovingu določata njegovo težo, običajno izraženo v enem od dveh merilnih sistemov: donos ali jardi na funt (število jardov vlaken v enem funtu materiala; tako manjše število pomeni težji roving). Primeri standardnih donosov so 225yield, 450yield, 675yield.tex ali gramov na km (koliko gramov tehta 1 km rovinga, obrnjeno od izkoristka; torej manjše število pomeni lažji roving). Primeri standardnega texa so 750tex, 1100tex, 2200tex.
Ti rovingi se nato uporabijo neposredno v kompozitni aplikaciji, kot je pultruzija, navijanje filamentov (cevi), roving (kjer avtomatizirana pištola razreže steklo na kratke kose in ga spusti v curek smole, ki se projicira na površino kalupa), ali v vmesnem koraku za izdelavo tkanin, kot je mat iz sesekljanih pramenov (CSM) (iz naključno usmerjenih majhnih odrezanih dolžin vlaken). vsi povezani skupaj), tkanine, pletene tkanine ali enosmerne tkanine.
