Skleněná textilní vlákna
Přehled skleněných textilních vláken: vlastnosti, druhy, výroba, použití v kompozitech a bezpečnostní aspekty. Zahrnuje rozdíly oproti jiným vláknům a příklady aplikací.
Přehled
Skleněná textilní vlákna jsou tenká vlákna získaná z tavby speciálních skelných složení a dále zpracovaná pro textilní a kompozitní použití. V češtině se pro výsledné materiály často užívá název sklolaminát, správně se ovšem jedná o plasty vyztužené skleněnými vlákny (skelné vlákno, sklo). Vlákna mohou mít různé průměry i chemické složení a často jsou upravena povrchovými pojivy pro lepší spojení s matricemi polymerů (kompozity).
Galerie obrázků
3 ObrázkyVlastnosti a typy
Skleněná vlákna nabízejí dobrý poměr tuhosti a pevnosti, vynikající elektrickou izolaci a odolnost vůči teplu a většině chemikálií. Nejsou však tak lehká ani tak pevná ve smyku jako uhlíková nebo aramidová vlákna. Mezi běžné typy patří E-glass (pro elektrické a všeobecné použití), S-glass (pro vyšší pevnost), A-glass (s obyčejným chemickým složením) a C-glass (odolné vůči korozi). Každý typ je vhodný pro jinou aplikaci a liší se i cenou a mechanickými parametry (typy, E-glass).
Výroba a zpracování
Výroba začíná tavením skla, které je poté extrudováno přes jemné trysky nebo protaženo na vlákna. Vlákna mohou být upravena chemickou povrchovou úpravou (sizování) pro lepší přilnavost k polymerům. Hotová vlákna se sbírají jako rovingy, příze, tkaniny nebo netkané rouno a dále se používají jako výztuž ve formách jako duté profily, pláty nebo lamináty (sizování, rovings). Technologie zahrnují přímé spřádání, tkaní, stříkání i formování do sendvičových konstrukcí.
Historie a vývoj
Experimenty se skleněnými vlákny sahají do dávné minulosti, avšak průmyslová produkce a širší použití nastaly až s pokrokem v technologii tavby a tažení vláken v 20. století. Jedním z raných rozsáhlých využití byla skelná vlna pro tepelnou izolaci; kompozitní použití v podobě sklolaminátů se rozšířilo po druhé světové válce a dále v padesátých až sedmdesátých letech v dopravě, stavebnictví a průmyslu (historie, izolace).
Použití a příklady
- Stavebnictví: izolační materiály, panely, potrubí a fasádní prvky (stavebnictví).
- Doprava: karosérie automobilů, námořní čluny, části letadel a vozy hromadné dopravy (doprava).
- Průmysl: tlakové nádoby, trubky, nádrže, větrné turbíny a sportovní vybavení (aplikace).
- Textilní zpracování: tkaniny a netkané materiály pro filtrace, těsnění a tepelnou izolaci (textilie).
Bezpečnost, údržba a srovnání
Při zpracování suchých skleněných vláken může dojít k podráždění kůže nebo dýchacích cest; je proto doporučeno používat ochranné pomůcky a odsávání. Skleněná vlákna jsou nehořlavá a odolná vůči UV i chemikáliím v mnoha aplikacích, ale na rozdíl od uhlíkových vláken mají nižší specifickou pevnost a tuhost. V praxi se proto volí podle kombinace ceny, požadovaných mechanických vlastností a odolnosti vůči prostředí. Správná volba typu skla, formy výrobku a povrchové úpravy rozhoduje o životnosti a vlastnostech konečného výrobku.
Pro další informace o výrobcích, normách a technologii zpracování lze vyhledat odborné zdroje a technické listy výrobců (více o vláknu, typy skla, povrchové úpravy).
Bezpečnost
Holá skelná vlákna mohou při manipulaci bez rukavic způsobit podráždění kůže a pořezání. Existují obavy, že skelná vlákna mohou být náhodně vdechnuta do plic, kde mohou způsobit rakovinu a další plicní problémy, podobně jako azbest. Sklolaminát byl nazýván "umělým azbestem". Začaly se objevovat náhražky stavební izolace ze skleněných vláken, jako je celulóza a aerogel.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to sklolaminát?
A: Skelné vlákno je materiál vyrobený z extrémně jemných skleněných vláken, který se používá jako výztužný materiál pro mnoho polymerních výrobků.
Otázka: Jaké jsou správné názvy pro kompozitní materiál vyráběný ze skleněných vláken?
Odpověď: Správné názvy pro kompozitní materiál vyráběný ze skleněných vláken jsou polymer vyztužený skleněnými vlákny (FRP) nebo plast vyztužený skelnými vlákny (GRP).
Otázka: Proč byla masová výroba skelných vláken umožněna až později v historii?
Odpověď: Hromadná výroba skleněných vláken byla možná až poté, co byly vyrobeny jemnější nástroje pro stroje.
Otázka: Jaké bylo první významné použití skleněných vláken?
Odpověď: První významné použití skelných vláken bylo ve "skelné vatě" pro izolaci, a to od 30. let 20. století.
Otázka: Jak se skleněná vlákna tvoří?
Odpověď: Skleněná vlákna vznikají tak, že se sklo na bázi oxidu křemičitého nebo jiné formulace vytlačuje do mnoha vláken o malých průměrech, která jsou vhodná pro textilní zpracování.
Otázka: Jak se struktura skla v měkkém stadiu podobá jeho vlastnostem, když je spředeno do vlákna?
Odpověď: Vlastnosti struktury skla v jeho měkké fázi se velmi podobají jeho vlastnostem při spřádání do vlákna, protože sklo je na rozdíl od jiných polymerů málo krystalické (viz amorfní pevná látka).
Otázka: Prováděly se v historii experimenty se skleněnými vlákny?
Odpověď: Ano, skláři v historii experimentovali se skleněnými vlákny.
Související články
Autor
AlegsaOnline.com Skleněná textilní vlákna Leandro Alegsa
URL: https://cs.alegsaonline.com/art/34167
