넓은 의미에서 유리 섬유에 대한 우리의 이해는 항상 무기 비금속 재료라는 것이었습니다. 하지만 연구가 심화됨에 따라 실제로 다양한 종류의 유리 섬유가 존재하며, 뛰어난 성능과 뛰어난 장점을 가지고 있다는 것을 알게 되었습니다. 예를 들어, 기계적 강도가 특히 높고, 내열성과 내식성도 매우 뛰어납니다. 물론 완벽한 재료는 없으며, 유리 섬유 역시 내마모성이 낮고 취성이 강하다는 단점을 가지고 있습니다. 따라서 실제 적용에서는 장점을 최대한 활용하고 단점을 피해야 합니다.
유리 섬유의 원료는 구하기 쉽고, 주로 폐기된 오래된 유리나 유리 제품입니다. 유리 섬유는 매우 미세하여 20개 이상의 유리 단섬유를 합치면 머리카락 굵기와 같습니다. 유리 섬유는 일반적으로 복합 재료의 보강재로 사용됩니다. 최근 유리 섬유 연구가 심화됨에 따라 유리 섬유는 우리의 생산과 생활에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 다음 글에서는 유리 섬유의 생산 공정과 응용 분야에 대해 주로 설명합니다. 이 글에서는 유리 섬유의 특성, 주요 구성 요소, 주요 특성 및 재료 분류를 소개합니다. 이어서 생산 공정, 안전 보호, 주요 용도, 안전 보호, 산업 현황 및 개발 전망에 대해 논의합니다.
I소개
1.1 유리섬유의 특성
유리 섬유의 또 다른 뛰어난 특징은 높은 인장 강도로, 표준 상태에서는 6.9g/d, 습윤 상태에서는 5.8g/d에 달합니다. 이러한 뛰어난 특성 덕분에 유리 섬유는 보강재로 널리 사용될 수 있습니다. 유리 섬유의 A 밀도는 2.54입니다. 유리 섬유는 내열성도 매우 뛰어나 300°C에서도 정상적인 특성을 유지합니다. 유리 섬유는 전기 절연성과 내식성 덕분에 단열 및 차폐재로도 널리 사용됩니다.
1.2 주요 성분
유리 섬유의 구성은 비교적 복잡합니다. 일반적으로 모든 사람이 알고 있는 주요 성분은 실리카, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화붕소, 산화알루미늄, 산화칼슘 등입니다. 유리 섬유의 단섬유 직경은 약 10마이크론으로, 머리카락 직경의 1/10에 해당합니다. 각 섬유 다발은 수천 개의 단섬유로 구성됩니다. 인발 공정은 약간 다릅니다. 일반적으로 유리 섬유의 실리카 함량은 50%에서 65%를 차지합니다. 산화알루미늄 함량이 20% 이상인 유리 섬유는 인장 강도가 비교적 높은데, 일반적으로 고강도 유리 섬유인 반면, 무알칼리 유리 섬유의 산화알루미늄 함량은 일반적으로 약 15%입니다. 유리 섬유의 탄성 계수를 높이려면 산화마그네슘 함량을 10% 이상으로 유지해야 합니다. 유리 섬유에 소량의 산화제이철이 함유되어 있어 내식성이 다양하게 향상되었습니다.
1.3 주요 특징
1.3.1 원자재 및 용도
유리 섬유는 무기 섬유에 비해 특성이 우수합니다. 발화성이 더 낮고, 내열성, 단열성, 안정성, 인장 강도가 더 우수합니다. 하지만 취성이 있고 내마모성이 낮습니다. 강화 플라스틱이나 고무 강화재로 사용되는 유리 섬유는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
(1) 인장강도는 다른 재료에 비해 우수하나 신율은 매우 낮다.
(2) 탄성계수가 더 적합하다.
(3) 탄성한계 내에서 유리섬유는 장시간 신장이 가능하고 인장강도가 매우 강하여 충격에 직면하여 대량의 에너지를 흡수할 수 있다.
(4) 유리섬유는 무기섬유이므로 무기섬유에 비해 연소하기 어렵고 화학적 성질이 비교적 안정하다는 장점이 있다.
(5) 물을 흡수하기 어렵다.
(6) 내열성이 강하고, 성질이 안정하여 반응하기 어렵다.
(7) 가공성이 매우 양호하여 가닥, 펠트, 묶음, 직물 등 다양한 형태의 우수한 제품으로 가공이 가능합니다.
(8) 빛을 전달할 수 있다.
(9) 재료의 구입이 용이하므로 가격이 비싸지 않다.
(10) 고온에서는 타지 않고 녹아서 액체 구슬이 됩니다.
1.4 분류
유리 섬유는 다양한 분류 기준에 따라 여러 종류로 나눌 수 있습니다. 모양과 길이에 따라 연속 섬유, 섬유면, 고정 길이 섬유의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 알칼리 함량과 같은 구성 성분에 따라 무알칼리 유리 섬유, 중알칼리 유리 섬유, 고알칼리 유리 섬유의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1.5 생산 원자재
실제 산업 생산에서 유리섬유를 생산하려면 알루미나, 석영모래, 석회석, 피로필라이트, 백운석, 소다회, 미라빌라이트, 붕산, 형석, 분쇄 유리섬유 등이 필요합니다.
1.6 생산 방법
산업 생산 방식은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 유리 섬유를 먼저 용융한 후 직경이 더 작은 구형 또는 막대형 유리 제품을 만드는 것입니다. 그런 다음 가열하고 다양한 방식으로 재용융하여 직경 3~80μm의 미세 섬유를 만듭니다. 다른 하나는 유리를 먼저 용융하지만 막대나 구형 대신 유리 섬유를 생산합니다. 그런 다음 기계적 인발법을 사용하여 백금 합금 판을 통해 샘플을 인발합니다. 그 결과 생성된 제품을 연속 섬유라고 합니다. 섬유가 롤러 장치를 통해 인발되는 경우, 생성된 제품은 불연속 섬유, 즉 절단 길이 유리 섬유 및 스테이플 섬유라고 합니다.
1.7 등급
유리 섬유는 구성, 용도 및 특성에 따라 다양한 등급으로 나뉩니다. 국제적으로 상용화된 유리 섬유는 다음과 같습니다.
1.7.1 E-글라스
일상생활에서 무알칼리 유리라고도 불리는 붕산염 유리입니다. 여러 장점 덕분에 가장 널리 사용됩니다. 현재 가장 널리 사용되고 있지만, 불가피한 단점도 있습니다. 무기염과 쉽게 반응하여 산성 환경에서 보관하기 어렵다는 점입니다.
1.7.2 C-유리
실제 생산에서는 중알칼리 유리라고도 불리며, 비교적 안정된 화학적 성질과 우수한 내산성을 가지고 있습니다. 단점은 기계적 강도가 높지 않고 전기적 성능이 좋지 않다는 것입니다. 지역마다 표준이 다릅니다. 국내 유리 섬유 산업에서는 중알칼리 유리에 붕소 원소가 없습니다. 그러나 해외 유리 섬유 산업에서는 붕소를 함유한 중알칼리 유리를 생산합니다. 함량이 다를 뿐만 아니라 국내외에서 중알칼리 유리가 하는 역할도 다릅니다. 해외에서 생산되는 유리 섬유 표면 매트와 유리 섬유 막대는 중알칼리 유리로 만들어집니다. 생산 시 중알칼리 유리는 아스팔트에서도 활발하게 사용됩니다. 우리나라에서는 가격이 매우 저렴하여 널리 사용되고 있으며, 포장지와 필터 천 산업 전반에 걸쳐 활발하게 사용되고 있기 때문입니다.
1.7.3 유리섬유 A 유리
생산 시에는 고알칼리 유리라고도 하는데, 이는 규산나트륨 유리에 속하지만 내수성이 뛰어나 일반적으로 유리 섬유로는 생산하지 않습니다.
1.7.4 유리섬유 D 유리
유전체 유리라고도 불리며, 일반적으로 유전체 유리 섬유의 주요 원료입니다.
1.7.5 유리섬유 고강도 유리
강도는 E-유리 섬유보다 1/4 정도 높고, 탄성 계수도 E-유리 섬유보다 높습니다. 다양한 장점으로 인해 널리 사용되어야 하지만, 높은 가격으로 인해 현재는 군사 산업, 항공우주 산업 등 일부 중요 분야에서만 사용되고 있습니다.
1.7.5 유리섬유 AR 유리
내알칼리성 유리섬유라고도 불리는 순수 무기 섬유로, 유리섬유 보강 콘크리트의 보강재로 사용됩니다. 특정 조건에서는 강철과 석면을 대체할 수도 있습니다.
1.7.6 유리섬유 E-CR 유리
이 유리는 개량된 무붕소 무알칼리 유리입니다. 무알칼리 유리 섬유보다 내수성이 거의 10배 높아 방수 제품 생산에 널리 사용됩니다. 또한, 내산성도 매우 강하여 지하 파이프라인 생산 및 적용 분야에서 주도적인 위치를 차지하고 있습니다. 앞서 언급한 일반적인 유리 섬유 외에도 과학자들은 새로운 유형의 유리 섬유를 개발했습니다. 무붕소 제품이기 때문에 환경 보호라는 사람들의 요구를 충족합니다. 최근 몇 년 동안 더욱 인기를 얻고 있는 또 다른 종류의 유리 섬유가 있는데, 바로 이중 유리 구조를 가진 유리 섬유입니다. 현재 유리솜 제품에서 이러한 유리 섬유의 존재를 확인할 수 있습니다.
1.8 유리섬유의 식별
유리 섬유를 구별하는 방법은 매우 간단합니다. 유리 섬유를 물에 넣고 물이 끓을 때까지 가열한 후 6~7시간 동안 그대로 두는 것입니다. 유리 섬유의 날실과 위사 방향이 덜 조밀해지면 고알칼리 유리 섬유입니다. 다양한 기준에 따라 유리 섬유를 분류하는 방법은 다양하며, 일반적으로 길이와 직경, 성분 및 성능의 관점에서 구분됩니다.
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게시 시간: 2022년 6월 22일
