유리섬유는 매력적인 물리적 및 기계적 특성, 손쉬운 가공, 그리고 기존 소재에 비해 저렴한 비용이라는 장점을 가지고 있습니다.탄소 섬유이러한 특성 덕분에 유리섬유는 고성능 복합재료 분야에 적합한 소재로 자리매김했습니다. 유리섬유는 실리카 산화물로 구성되어 있으며, 취성이 낮고 강도가 높으며 강성이 낮고 가벼운 등 우수한 기계적 특성을 지니고 있습니다.
유리섬유 강화 폴리머는 세로 방향 섬유, 잘게 자른 섬유, 직조 매트 등 다양한 형태의 유리섬유로 구성된 광범위한 제품군입니다.잘게 자른 섬유 매트유리 섬유는 고분자 복합재료의 기계적 및 마찰 특성을 향상시키는 데 사용됩니다. 유리 섬유는 높은 초기 종횡비를 달성할 수 있지만, 취성으로 인해 가공 중에 파손될 수 있습니다.
1. 유리섬유의 특성
유리섬유의 주요 특징은 다음과 같습니다.
물을 잘 흡수하지 않습니다.유리섬유는 발수성이 있어 옷감으로는 적합하지 않습니다. 땀을 흡수하지 않아 착용자가 젖은 느낌을 받기 때문입니다. 또한, 물에 영향을 받지 않기 때문에 수축되지 않습니다.
비탄성:이 원단은 탄성이 부족하여 신축성과 복원력이 거의 없습니다. 따라서 주름 방지를 위해 표면 처리가 필요합니다.
고강도:유리섬유는 매우 강하며, 케블라 섬유만큼이나 강합니다. 하지만 섬유들이 서로 마찰하면 끊어지면서 직물이 거칠어지는 현상이 발생합니다.
격리:짧은 섬유 형태의 유리 섬유는 뛰어난 절연체입니다.
드레이핑성:이 섬유는 드레이프성이 뛰어나 커튼에 이상적입니다.
내열성:유리 섬유는 내열성이 뛰어나 최대 315°C의 온도를 견딜 수 있으며, 햇빛, 표백제, 박테리아, 곰팡이, 곤충 또는 알칼리의 영향을 받지 않습니다.
느끼기 쉬운:유리 섬유는 불산과 뜨거운 인산에 영향을 받습니다. 유리 섬유는 유리 기반 제품이기 때문에, 가정용 단열재와 같은 일부 원료 유리 섬유는 섬유 끝이 약해서 피부를 뚫을 수 있으므로 취급 시 장갑을 착용해야 합니다.
3. 유리섬유의 제조 공정
유리 섬유유리섬유는 현재 산업 소재로 널리 사용되는 비금속 섬유입니다. 일반적으로 유리섬유의 기본 원료는 다양한 천연 광물과 인공 화학 물질로 구성되며, 주요 성분은 규사, 석회석, 소다회입니다.
규사(실리카 모래)는 유리 형성제 역할을 하며, 탄산나트륨과 석회석은 용융 온도를 낮추는 데 도움을 줍니다. 석면이나 유기 섬유에 비해 열팽창 계수와 열전도율이 낮아 유리섬유는 치수 안정성이 뛰어나고 열을 빠르게 발산하는 소재입니다.
유리 섬유유리는 혼합, 용융, 방사, 코팅, 건조 및 포장과 같은 공정을 거치는 직접 용융 방식으로 생산됩니다. 배치(batch)는 유리 제조의 초기 단계로, 재료를 철저히 혼합한 후 1400°C의 고온에서 용융시키기 위해 용광로로 보냅니다. 이 온도는 모래와 기타 재료를 용융 상태로 만들기에 충분합니다. 용융된 유리는 정제기로 흘러 들어가 온도가 1370°C로 떨어집니다.
유리 섬유 방사 과정에서 용융된 유리는 매우 미세한 구멍이 있는 슬리브를 통해 흘러나옵니다. 라이너 플레이트는 전자적으로 가열되며, 일정한 점도를 유지하기 위해 온도가 제어됩니다. 약 1204°C의 온도에서 슬리브를 빠져나오는 필라멘트는 물 분사를 통해 냉각되었습니다.
압출된 용융 유리 흐름은 기계적으로 인발되어 직경이 4μm에서 34μm에 이르는 필라멘트로 만들어집니다. 고속 권취기를 사용하여 장력을 가하고 용융 유리를 필라멘트로 뽑아냅니다. 마지막 단계에서는 윤활제, 결합제 및 커플링제의 화학 코팅이 필라멘트에 적용됩니다. 윤활은 필라멘트가 수집되어 포장될 때 마모를 방지하는 데 도움이 됩니다. 사이징 후, 섬유는 오븐에서 건조됩니다. 그런 다음 필라멘트는 잘게 자른 섬유, 로빙 또는 실로 추가 가공될 준비가 됩니다.
4.유리섬유의 응용
유리섬유 유리섬유는 불연성 무기 소재로, 540°C에서도 초기 강도의 약 25%를 유지합니다. 대부분의 화학 물질은 유리섬유에 거의 영향을 미치지 않습니다. 무기 유리섬유는 곰팡이가 피거나 변질되지 않습니다. 다만, 불산, 고온의 인산, 강알칼리성 물질에는 영향을 받습니다.
전기 절연성이 매우 뛰어난 소재입니다.유리섬유 직물수분 흡수율이 낮고 강도가 높으며 내열성이 뛰어나고 유전 상수도 낮아 인쇄 회로 기판 및 절연 바니쉬의 보강재로 이상적입니다.
유리섬유는 높은 강도 대비 무게 비율을 가지고 있어 고강도와 최소 무게가 요구되는 용도에 매우 적합한 소재입니다. 섬유 형태로 사용할 경우, 이러한 강도는 단방향 또는 양방향으로 나타날 수 있어 자동차, 토목, 스포츠 용품, 항공우주, 해양, 전자, 가정용품 및 풍력 에너지 등 광범위한 분야에서 설계 및 비용 측면에서 유연성을 제공합니다.
유리섬유는 구조용 복합재료, 인쇄회로기판 및 다양한 특수 제품 제조에도 사용됩니다. 전 세계 연간 유리섬유 생산량은 약 450만 톤이며, 주요 생산국은 중국(시장 점유율 60%), 미국, 유럽연합입니다.
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게시 시간: 2022년 9월 29일
