فایبرگلاس

فایبرگلاس توجه زیادی را به خود جلب نمی‌کند ولی یک ماده حیاتی مخصوصا در فناوری‌ها و تکنولوژی‌های جدید امروزه است. مردم شاید تصور کنند که الیاف شیشه از فناوری پایینی برخوردار است. اما در حقیقت اصلا این گونه نیست، بلکه از شیمی پیشرفته‌ای استفاده می‌کند. کوروین ادسون می‌گوید الیاف منفرد در فایبرگلاس برای دیدن خیلی کوچک هستند، اما فریب اندازه آنها را نخورید. آنها کوچک هستند، اما مطمئنا قدرتمند اند. برای شناخت دقیق fiber glass باما همراه باشید.

فایبرگلاس به چه معناست؟

فایبرگلاس به ماده ای قوی و سبک گفته می شود که از الیاف شیشه ای نازک تشکیل شده است. این ماده می تواند به یک لایه بافته تبدیل شود یا به عنوان تقویت کننده استفاده شود. فایبرگلاس نسبت به کامپوزیت‌های مبتنی بر فیبر کربن استحکام کمتری دارند و سفت تر هستند.  این ماده شکننده تر و ارزان تر نسبت به کامپوزیت‌ها در بازار موجود می‌باشد.

فایبرگلاس همه کاره است و پایه و اساس صنعت کامپوزیت به حساب می‌آید. استحکام عالی، وزن کم، خم شدن و ثبات ابعادی را به نمایش گذاشته‌است. فایبرگلاس معمولا در هواپیما، قایق، اتومبیل، استخر، مخازن ذخیره سازی، سقف، لوله ها، روکش ها و ریخته گری بکار برده می‌شود.

جهت آموزش فایبرگلاس کلیک کنید.

انواع فایبر گلاس

با توجه به آنکه چه موادی در ساخت فایبرگلاس استفاده شده است، انواع آن نیز متفاوت می‌باشد. بر همین اساس انواع آن را توضیح می‌دهیم که شما با نمونه‌های ان آشنا شوید.

A-glass: این مدل در برابر مواد شیمیایی مقاومت بالایی دارد. نام دیگر آن را شیشه قلیایی می‌گویند. جالب تر آنکه این a glass به شیشه‌های پنجره بسیار نزدیک می‌باشد. از A glass در بعضی از مناطق جهان برای ایجاد و تولید تجهیزات فرآیندی بکار گرفته می‌شود.

C-glass: این مدل بیشتر در برابر ضربه خوردن از جانب مواد شیمیایی مقاومت بالایی دارد. آن را با نام شیشه شیمیایی نیز می‌شناسند.

E-glass: این مدل برابر الکتریسیته، مقاوم بوده و به صورت عایق عمل می‌کند. آن را با نام شیشه برق نیز می‌شناسند.

AE-glass: این مدل در برابر مواد قلیایی از خود مقاومت بالایی نشان می‌دهد.

S-glass: این مدل را معمولا به دلیل خاصیت مکانیکی که دارد می‌شناسند. نام دیگر آن شیشه ساختاری است.

اشکال فایبر گلاس از نظر کاربرد

• نوار: این شکل از فایبر گلاس از نخ‌های الیاف مانند شیشه‌ای به وجود آمده است. معمولا به دلیل ویژگی منحصر به فرد آن که در برابر حرارت عایق عمل می‌کند شناخته می‌شود. این مدل معمولا در ظروف بسته‌بندی، خطوط لوله داغ و غیره بکار گرفته می‌شود.
• پارچه: این مدل از فایبر گلاس حالت صاف دارد و در انواع متفاوتی مثل نخ‌های الیاف و فلامینت شیشه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مدل در برابر حرارت، آتش مانند سپر عمل می‌کند.
• طناب: این مدل از طریق بافته شدن نخ‌های الیاف شیشه به وجود می‌آید. هدف طناب فایبر در بسته‌بندی اجسام است.

خواص فایبرگلاس

1. استحکام مکانیکی: شیشه فایبر مقاومت بسیار بالایی حتی بیشتر از فولاد دارد. به همین دلیل از آن در کارهای سنگین استفاده می‌شود.
2. مشخصات الکتریکی: فایبرglass حتی اگر در حجم کمی هم قرار گرفته باشد، باز هم عایق الکتریکی بسیار مناسبی است.
3. غیر قابل احتراق : همانطور که میدانید fiber glass را جزو ماده معدنی به حساب می‌آورند. این ماده خودش به صورت طبیعی آتش پذیر نیست. شعله و حرارت را افزایش نمی‌دهد و آن را حمایت نمی‌کند. زمانی هم که در برابر گرما قرار گرفت از خودش مواد سمی تولید نمی‌کند.
4. پایداری ابعادی: fiber glass در برابر تغییرات دما و رطوبت به هیچ عنوان از خودش واکنش نشان نمی‌دهد و حساس نیست. از دیگر ویژگی فایبر می‌توان به ضریب انبساط کم آن اشاره کرد.
5. سازگاری با ماتریس های آلی: همانطور که میدانید fiber glass را در اندازه‌های گوناگونی تولید می‌کنند. این ماده قابلیت آمیختن با رزین‌های مصنوعی و ماتریس‌های معدنی خاصی مانند سیمان را دارد.
6. عدم پوسیدگی: این جنس از شیشه به هیچ عنوان درگیر پوسیدگی و خرابی نمی‌شود. حتی می‌توان از دیگر ویژگی‌های آن به این اشاره کرد که جوندگان و حشرات نمی‌توانند کوچکترین تاثیری روی آن ایجاد کنند.
7. هدایت حرارتی: از این مدل به دلیل آنکه قابلیت رسانایی کمی دارد، در صنعت ساختمان سازی و ساختمانی بسیار پرکاربرد است.
8. نفوذپذیری دی الکتریک: به دلیل این ویژگی منحصر به فرد، از آن برای پنجره‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند.

کاربرد فایبرگلاس در صنایع مختلف

Fiber glass به دلیل آنکه به عنوان عایق در برابر گرما، بادوام و ایمن شناخته می‌شوند در واشرهای صنعتی بسیار کاربرد دارد. از فایبر در صنایع استفاده می‌کنند چون هم به عنوان محافظ ماشین آلات شناخته می‌شود، هم در مصرف انرژی صرفه جویی لازم را اعمال می‌کند. از دیگر ویژگی های آن می‌توان به حفظ ایمنی کار اشاره کرد.

صنعت نوشیدنی

فایبر گلاس زمانی که به صورت توری تولید می‌شود، در صنایعی مانند بطری سازی کابرد دارد. در کشورهای خارجی در بطری سازی خانه‌های آبجو بسیار پرکاربرد می‌باشد.

کارواش و فایبر گلاس

توری‌های fiber glass به دلیل آنکه در برابر زنگ زدگی و کنتراست رنگ مقاومت بالایی دارد. قبلا اجازه استفاده از آنها داده ‌نمی‌شد. امروزه از این ماده در درون تونل کارواش استفاده می‌شود تا ماشین پاکیزه‌تر از آنچه به چشم دیده می‌شود به نظر بیاید.

صنایع شیمیایی و فایبر گلاس

از توری‌های فایبر گلاس برای ایمنی در جاده‌ها و عدم سرریز شن‌ها نیز استفاده می‌شود. به دلیل آنکه مقاومت بسیار بالایی دارد از لغزش شن‌ها جلوگیری می‌کند. از ترکیبات رزین نیز در این مدل استفاده می‌شود.

برج های خنک کننده

همانطور که میدانید، برج‌های خنک کننده، معمولا مرطوب هستند. به همین دلیل باید از موادی در داخل برج بکاربرده شود که مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی، خوردگی، فرسایش و بسیاری دیگر از مواد داشته‌باشد. همچنین به دلیل خاصیت فوق العاده آن به عنوان غربالگری از این ماده برای دور نگهداشتن افراد و حیوانات از مناطق ورود ممنوع و خطرناک استفاده می‌شود.

اسکله ها و لنگرها

دریا و اقیانوس آب شور دارند که باعث پوسیدگی، خوردگی و خرابی اجسام می‌شود. به همین دلیل برای ساخت و ساز در درون دریاها و اسکله‌ها از فایبر گلاس استفاده می‌کنند که مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی، فرسایش و آسیب دارد.

فرآوری غذا و فایبر گلاس

در کارخانه‌هایی که گوشت مرغ، گاو و گوسفند را فرآوری و بسته‌بندی می‌کنند از fiber glass استفاده می‌شود. چراکه در برابر خرابی و زنگ زدگی و خونی که جاری می‌شود، به عنوان محافظ عمل می‌کند. بقیه مواد برای این کارخانه ها مناسب نیستند و سریع منجر به خرابی مواد می‌شوند.

فواره‌ها و آکواریوم‌ها

شاید برایتان جالب باشد که حتی در ساخت آلواریم و فواره‌های آب از fiber glass استفاده می‌کنند. چراکه برای نگهداری سنگ‌ها و یا فیلتر کردن آنها بسیار کارآمد می‌باشد. همچنین مانع نفوذ آب به بیرون می‌شود. در آبنماهای بزرگی در میدان‌های شهر میبینید از این مواد استفاده می‌کنند تا هدرها و چراغ‌هایی که در آن بکار می‌برند آسیب نبینند. علاوه بر آن از غرق شدن مردم در فواره‌ها نیز جلوگیری می‌شود.

ساخت و ساز با فایبر گلاس

معمولا از این ماده در ساخت و ساز نیز استفاده می‌شود چون مقاومت بسیار بالایی دارد. معمولا از توری فایبر که مقاومت بالایی در برابر لغزش و رطوبت دارد در درون شن جاسازی می‌کنند. همچنین در مکان‌هایی که مایعات و روغن هیدرولیک استفاده می‌شود، این ماده قطعا حضور دارد.

فلزات و معادن

از توری فایبر در مکان‌هایی که پالایش الکترونیکی صورت میگیرد، استفاده می‌شود. این مکان‌ها به دلیل آنکه در معرض خوردگی شیمیایی قرار می‌گیرند از ماده‌ای باید استفاده شود که مقاومت بالایی داشته باشد. به همین دلیل از fiber glass استفاده می‌شود. از مواد دیگری نمی توان در این پالایشگاه‌ها استفاده کرد.

تولید برق با فایبر گلاس

فایبر به دلیل آنکه ویژگی منحصر به فردی مانند نارسایی را دارد. در صنایع مختلفی از جمله مزارع برق، اسکرابرها و.. به کاربرده می‌شوند. در این مکان‌ها به دلیل وجود برق و کار با آن جان انسان و حیوانات در خطر قرار میگیرد. بنابراین به موادی نیاز دارند که نارسای خوبی باشد و همچنین مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی، خوردگی و سوختگی داشته‌باشد.

گیاهان آبکاری و فایبر گلاس

از ویژگی بسیار جالب فایبر این است که در برابر لغزندگی بسیار مقاومت خوبی دارد. بنابراین از آن در مناطق آبکاری استفاده می‌شود تا افراد دچار سرخوردگی و لغزش نشوند.

صنعت خمیر و کاغذ

به دلیل آنکه fiber glass  در برابر خوردگی از جانب مواد شیمیایی مقاومت بالایی دارد. از این ماده در کارخانه‌هایی که از خمیر و سفیدکننده استفاده می‌کنند به کارگرفته می‌شود.

صنعت خودرو و فایبر گلاس

از این ماده در صنعت خودروسازی نیز استفاده می‌شود. از این ماده در قطعات و کیت بدنه خودروها استفاده می‌شود چون مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی، فرسایش، زنگ زدگی و بسیاری دیگر دارد.

هوافضا و نیروی نظامی

برای تولید قطعات نظامی و یا هوافضا نیز از این ماده استفاده می‌شود. حتی در تولید تجهیزات آزمایشی، کانال کشی، محفظه‌ها و بسیاری دیگر از ابزار آلات از آن استفاده می‌شود. فکر کنم حدس بزنید که چرا از این ماده در این صنایع استفاده می‌شود چون مقاومت بسیار بالایی در برابر الکتریسیته و مهم تر از آن حرارت دارد.

چگونه فایبرگلاس ساخته می شود؟

این ماده شبیه به شیشه‌های آشپزخانه می‌باشد اما به گونه‌ای باورنکردنی ساخته‌می‌شود. شیشه را با حرارت زیاد ذوب می‌کنند. بعد از آن از سوراخ‌ها بسیار ریزی آن را به جریان می‌اندازند. این عمل باعث می‌شود که رشته‌های ریزی از شیشه به وجود بیاید. شاید باورتان نشود ولی این الیاف انقدر ریز هستند که به میکرون میرسند. این رشته‌های بسیار ریز، انعطاف پذیری خوبی دارند. بنابراین در چندین صنایع از آن استفاده می‌شود.

تولید فایبرگلاس

برای تولید فایبر گلاس ابتدا باید کاملا الیاف به هم بافته‌شود، در این هنگام رزین‌های گوناگونی نیز به آن اضافه می‌کنند تا مقاومت بالایی به خود بگیرد. بعد از این عمل با قالب‌های گوناگون تولید می‌شود. قطعاتی که با این ماده ساخته‌می‌شود شامل استخرها و اسپاها، درها، تخته موج سواری، تجهیزات ورزشی، بدنه قایق و مجموعه وسیعی از قطعات بیرونی خودرو است. این ماده همچنین به دلیل سبکی و اقتدار بالای آن برای قطعات ظریف تری مثل برد مدار استفاده می‌شود.

fiber glass را به صورت حصیری و یا ورقه‌ای نیز تولید می‌کنند که در زونا( ورق بسیار بزرگی است که باآمیختن فایبر و رزین تولید و پس از آن به وسیله ماشین بریده می‌شود) کاربرد دارد. این ماده همچنین در تولید سپرها و گلگیرهای خودرو نیز بکار می‌رود.

فیبر کربن در مقابل فایبر گلاس

اگرچه این دو مورد مشابه یکدیگر هستند اما فایبرگلاس فیبر کربن نیست. فیبر کربن از رشته‌های کربن ساخته‌شده‌است. اگرچه فیبر کربن بسیار قوی و بادوام است، اما نمی‌توان به اندازه رشته‌های فایبر در اکسترود خورد کرد زیرا می‌شکند.

بازیافت فایبرگلاس

با توجه به سال تولید فایبر گلس تا به امروز، در زمینه بازیافت آن ایده جالب توجه و اقدام موثری صورت نگرفته‌است. اما اولین بازیافتی که توانستند انجام دهند، بازتولید پره‌های قدیمی توربین بادی بود.

اگرچه پیشرفت زیادی در بازیافت اقلام فایبر گلاس پس از تولید آنها حاصل نشده بود، برخی از نوآوری های جدید در فناوری بازیافت و استفاده از محصولات فایبرگلاس بازیافتی شروع به ظهور کرده اند. یکی از امیدوار کننده ترین آنها بازیافت پره های قدیمی توربین بادی است.

سایت خبری جنرال الکتریک می‌گوید: در حالی که جایگزینی تیغه‌های موجود با تیغه‌های پیشرفته‌تر از نظر فنی می‌تواند عملکرد مزرعه بادی را تا 25 درصد افزایش دهد، این فرآیند باعث ایجاد ضایعات اجتناب‌ناپذیر نیز می‌شود. خرد کردن یک تیغه حدود 15000 پوند ضایعات فایبرگلاس تولید می کند و در این فرآیند گرد و غبار خطرناک ایجاد می‌شود. با توجه به طول بسیار زیاد آنها، ارسال آنها به کل محل دفن زباله غیرممکن است.

در سال 2017، جنرال الکتریک برای یک ابتکار بازیافت با شرکت Global Fiberglass Solutions Incorporated  در منطقه سیاتل همکاری کرد. در کمتر از یک سال، GFSI 564  تیغه را برای جنرال الکتریک بازیافت کرد و تخمین زد که در سال‌های آینده، جنرال الکتریک قادر خواهد بود تا 50 میلیون پوند ضایعات فایبرگلاس را دوباره تولید یا استفاده مجدد کند. علاوه بر این، مقدار زیادی از fiber glass در حال حاضر از شیشه بازیافتی تولید می شود.

سخن پایانی

موادی که در ساخت فایبر به کار رفته‌است شامل سیلیس، سیلیکات، اکسید کلسیم، منیزیم و گاهی بور می‌باشد. از این مواد در سخت کننده‌هایی مانند رزین پلی استر و سایر رزین‌ها که به مقاومت بالا نیاز دارند و همچنین در سیستم‌های دیوار بافل که برای ساخت آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می‌شود بکارگرفته می‌شود. همچنین در ساخت قطعات و قالب‌ها نیز از آن استفاده می‌شود. ویژگی های جذابی که ماده فایبر گلاس دارد، به طور کامل طبیعی است. همین دلیل منجر می‌شود که این ماده ارزش فراوانی داشته‌باشد.