Uma análise mais detalhada das fibras de vidro em plástico reforçado

Como discutimos em nosso último post, fibras de reforço são adicionadas às resinas plásticas para aumentar a tração resistência e módulo de flexão do compósito, bem como a temperatura de deflexão térmica do plástico. Nesta postagem do blog, daremos uma olhada mais de perto nas fibras de vidro.

Fibras de vidro são usados ​​como um agente de reforço para muitos compostos plásticos. Chamados de GRP's ou plásticos reforçados com vidro, esses materiais são feitos de muitas fibras finas de vidro combinadas com uma matriz de plástico. Essas fibras são produzidas usando um processo de cinco etapas:

1) Em lote

Os materiais usados ​​para fazer a fibra de vidro são sílica, calcário e carbonato de sódio. A sílica é o principal material usado para formar o vidro, enquanto o carbonato de sódio e o calcário são usados ​​para diminuir a temperatura de fusão. Outros materiais são usados ​​para melhorar várias propriedades. Por exemplo, o bórax é usado para tornar o vidro mais resistente a produtos químicos. Dependendo do vidro específico que está sendo feito, o processamento também pode incluir alumina calcinada, feldspato, nefelina sienita, magnésio, argila de caulim e boro. A pesagem das matérias-primas em quantidades exatas é chamada de lote.

2) Derretimento

O lote é aquecido em um forno denominado forehearth a uma temperatura de cerca de 2500 ° F. A temperatura deve ser cuidadosamente controlada para garantir a produção de fibra de vidro de boa qualidade.

3) Fibrilação

Primeiro, o vidro é extrudado e depois atenuado. Durante o processo de extrusão, o vidro fundido sai do anteparo e através de uma bucha com entre 200 e 8.000 orifícios muito finos. É aquecido eletronicamente e resfriado por jatos de água conforme os filamentos saem da bucha a cerca de 1204 ° C / 2200 ° F. A atenuação é o processo de extrair mecanicamente os fluxos extrudados de vidro derretido em elementos fibrosos chamados filamentos, cada um com menos do que um fio de cabelo humano em diâmetro.

4) Revestimento

No estágio final de processamento, um revestimento químico ou colagem é aplicado.

5) Embalagem

Finalmente, os filamentos revestidos são reunidos em um feixe de 51 a 1.624 filamentos que são enrolados em um tambor formando algo que se parece com um carretel de linha. Esses tambores são então secos em um forno, após o qual são enviados como estão ou posteriormente processados, por exemplo, transformados em fibra picada, roving ou fio.

Existem vários tipos de fibras de vidro. O mais comum é o vidro tipo E, denominado “E” porque foi originalmente usado para aplicações elétricas. É vidro alumino-borosilicato com menos de 1% em peso de óxidos alcalinos. Agora é usado principalmente para reforçar plásticos. E-glass foi a primeira formulação de vidro usada para fazer filamento contínuo e representa a maior parte da produção de fibra de vidro no mundo. O vidro E não contém álcalis e sua fabricação representa o maior uso individual de boro no mundo. É suscetível ao ataque de íons cloreto, portanto, é uma escolha ruim para aplicações marítimas. Outros tipos incluem vidro A ou vidro alcalino-cal com pouco ou nenhum óxido de boro, vidro E-CR que significa resistência elétrica / química com silicato de alumino-cal e menos de 1% em peso de óxidos alcalinos. As fibras de vidro E-CR apresentam alta resistência a ácidos. Outro tipo é o vidro C, com “C” significando “resistência química”. O vidro C é composto de vidro alcalino-calcário com alto teor de óxido de boro, usado para fibras de vidro e isolamento. No vidro T, o “T” significa “isolante térmico” e é uma versão norte-americana do vidro C. É usado como vidro soprado de grau de isolamento. Além disso, existe o vidro D ou vidro borossilicato com uma constante dielétrica baixa, o vidro R (“R” para reforço), que é vidro de silicato de alumino sem MgO e CaO com elevados requisitos mecânicos. Por último, o vidro S ou o vidro rígido contém vidro de silicato de alumino sem CaO, mas com teor de MgO e possui alta resistência à tração. É usado na construção de edifícios e como um composto epóxi para aeronaves.

As fibras de vidro não são condutoras, ao contrário das fibras de carbono. Embora não sejam tão fortes ou rígidos como a fibra de carbono, são muito mais baratos e muito menos frágeis. A fibra de vidro aumenta a resistência à tração e o módulo de flexão do compósito.

Os compostos de fibra de vidro são usados ​​para fazer banheiras, barcos, fossas e fossas sépticas, pranchas de surf, varas de pesca, peças de automóveis, esquis, pranchas de surf, tacos de golfe, piscinas, aviões, remos, móveis, camas de máquinas de raio-x e até os carros em parques de diversões.

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