דוח מחקר בתעשיית סיבי הזכוכית: מודל חומר מרוכב, מחזור וצמיחה מתקיימים במקביל

1 מודל חומר מרוכב סיבי זכוכית, המיושם בתחומים שונים של הכלכלה הלאומית

1.1 סיבי זכוכית - חומר אנאורגני לא מתכתי בעל ביצועים גבוהים

סיבי זכוכית חומרים בעלי ביצועים גבוהים, מגוון רחב של יישומים.סיבי זכוכית נולדו בשנות ה-30, הם פירופיליט, חול קוורץ, אבן גיר, דולומיט, בוריט, בורומיט וחומרי גלם מינרלים עיקריים אחרים וחומרי גלם בוריים, אפר סודה וחומרי גלם כימיים אחרים ייצור של חומרים לא-מתכתיים אורגניים.עם משקל קל, חוזק גבוה, עמידות בטמפרטורות גבוהות ונמוכות, עמידות בפני קורוזיה, בידוד חום, מעכב בעירה, בלימת קול, בידוד חשמלי ועוד תכונות מצוינות ועוד מידה מסוימת של יכולת עיצוב פונקציונלית, זהו חומר פונקציונלי וחומר מבני מעולה.בשנים האחרונות, חומרים מחוזקים תרמופלסטיים בסיבי זכוכית התפתחו במהירות, ומוצרים חדשים כמו חומרי בניין מחוזקים בסיבי זכוכית, סיבים קצרים וחומרים מחוזקים ישירים בסיבים ארוכים הפכו לנקודות דגש חדשות בהתפתחות תעשיית סיבי הזכוכית.היישום של סיבי זכוכית התרחב מתחומים תעשייתיים מסורתיים כגון חומרי בניין, מכשירים אלקטרוניים, מעבר רכבות, פטרוכימיה, ייצור רכב לתחומים מתפתחים כגון תעופה וחלל, ייצור כוח רוח, סינון והסרת אבק, הנדסת סביבה והנדסת אוקיינוסים.

עקרון הסיווג שונה, וסוגי סיבי הזכוכית שונים.על פי צורת המוצר ותהליך הייצור השונים, ניתן לחלק את מוצרי סיבי הזכוכית של החברה לארבע קטגוריות של נודד, חוט טווי, מוצרים משוטט, מוצרי חוט טוויה.Roving כולל חוט ישיר, חוט רבדי וחוט קצר;ניתן לחלק חוט עדין לחוט טוויסט ראשוני, חוט טוויסט כפול, חוט בתפזורת וחוט ישיר.מוצרי Roving כוללים בד רב צירי, בד משובץ, לבד;מוצרי חוט עדינים כוללים בד אלקטרוני ובד תעשייתי.על פי חומרי השרף המטריציים השונים המותאמים, ניתן לחלק אותו לסיבי זכוכית תרמוסטיים וסיבי זכוכית תרמופלסטיים בשתי קטגוריות.

שרפי המטריצה ​​התואמים לסיבי זכוכית עבור שרפים תרמוסטיים הם שרף פנולי, שרף אוריאה-פורמלדהיד, שרף אפוקסי, שרף בלתי רווי, פוליאוריטן וכן הלאה.שרף תרמי הוא פולימר ליניארי או מסועף שרשרת לפני אשפרה, ולאחר אשפרה בחום נוצרים קשרים כימיים בין שרשראות מולקולריות שהופכים למבנה רשת תלת מימדי, שנוצר פעם אחת ולא ניתן לחמם שוב.הוא משמש בעיקר בתחומים שצריכים להשיג בידוד חום, עמידות בפני שחיקה, בידוד, מתח גבוה והשפעות אחרות, כגון להבי רוח ומעגלים.

שרפי המטריצה ​​התואמים לסיבי זכוכית לשרף תרמופלסטי הם בעיקר פוליאולפין, פוליאמיד, פוליאסטר, פוליקרבונט, פוליפורמלדהיד וכן הלאה.שרף תרמופלסטי הוא מוצק במשקל מולקולרי גבוה בטמפרטורת החדר, הוא פולימר ליניארי או בעל שרשרת מסועפת מעט, ללא חיבור צולב בין מולקולות, רק על ידי כוח ואן דר ואלס או קשר מימן כדי למשוך זה את זה.בתהליך היציקה, השרף התרמופלסטי מתרכך ומוזרם לאחר חימום בלחץ, ללא הצלבה כימית, וניתן לעצב אותו בתבנית, וליצור את המוצרים בעלי הצורה הנדרשת בקירור.משמש בעיקר להשגת קשיחות, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני עייפות והשפעות אחרות של התחום, כגון ייצור רכב, מכשירי חשמל ביתיים, מכשירים אלקטרוניים, חומרי בניין.לאחר ריפוי וקירור סיבי הזכוכית התרמופלסטיים, הוא עדיין יכול להגיע לנזילות על ידי חימום מחדש ויש לו יכולת מיחזור טובה.

כבשן מיכל ייצור סיבי זכוכית הוא ציור החוט הראשי, כור היתוך, הנסגר בהדרגה מהשוק.ישנם שני תהליכי ייצור סיבי זכוכית עיקריים, המחולקים לשניים - שיטת ציור חוטי כור היתוך ואחת - שיטת ציור תיל בכבשן בריכה.שיטת ציור חוטי כור היתוך: התהליך מורכב, חומר הגלם הזכוכית נמס לכדור זכוכית בטמפרטורה גבוהה, ולאחר מכן כדור הזכוכית נמס פעמיים, וציור החוט המהיר נעשה לחוט סיבי זכוכית.שיטת שרטוט תיל בכבשן בריכה: חומרי הגלם כגון פירופילה מומסים בכבשן להכנת תמיסת זכוכית, והבועות מוסרות ומועברות לצלחת הדליפה הנקבוביות דרך התעלה, וסיבי הזכוכית נמשכים במהירות גבוהה.הכבשן יכול לחבר מאות צלחות דולפות דרך מספר ערוצים בו זמנית.בהשוואה לשיטת ציור חוטי היתוך, תהליך ציור החוט בכבשן הבריכה הוא פשוט, חיסכון באנרגיה והפחתת צריכת, יצירה יציבה, יעילות גבוהה ותפוקה גבוהה, ונוח לייצור אוטומטי מלא בקנה מידה גדול, שהפך לייצור המיינסטרים הבינלאומי תהליך, וממד סיבי הזכוכית המיוצר בתהליך זה מהווה יותר מ-90% מהתפוקה העולמית.