Nach Form und Länge lassen sich Glasfasern in Endlosfasern, Fasern mit fester Länge und Glaswolle unterteilen; nach der Glaszusammensetzung kann man sie in alkalifreie, chemikalienbeständige, mittelalkalische, hochfeste, hochelastische und alkalibeständige Glasfasern usw. unterteilen.
Die wichtigsten Rohstoffe für die Glasfaserherstellung sind Quarzsand, Aluminiumoxid und Pyrophyllit, Kalkstein, Dolomit, Borsäure, Soda, Mirabilit, Fluorit usw. Die Herstellungsverfahren lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Zum einen wird geschmolzenes Glas direkt zu Fasern verarbeitet; zum anderen wird geschmolzenes Glas zunächst zu Kugeln oder Stäben mit einem Durchmesser von 20 mm geformt und anschließend auf verschiedene Weise erhitzt und wieder eingeschmolzen, um sehr feine Fasern mit einem Durchmesser von 3 bis 80 µm zu erhalten. Die durch mechanisches Ziehen von Platinlegierungsplatten gewonnenen, unendlich langen Fasern werden als Endlosglasfasern oder allgemein als Langfasern bezeichnet. Diskontinuierliche Fasern, die durch Walzen oder Luftstrom hergestellt werden, werden als Glasfasern mit fester Länge oder allgemein als Kurzfasern bezeichnet.
Glasfasern werden je nach Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendungszweck in verschiedene Güteklassen eingeteilt. Gemäß den Normen für Güteklassen findet Glasfaser der Güteklasse E breite Anwendung, insbesondere in elektrischen Isoliermaterialien; Glasfasern der Güteklasse S sind Spezialfasern.
Das bei der Herstellung von Glasfasern verwendete Glas unterscheidet sich von dem Glas, das in anderen Glasprodukten verwendet wird. Im Allgemeinen weisen die kommerziell erhältlichen Glasfasern folgende Glaszusammensetzungen auf:
Hochfestes und hochmoduliges Fiberglas
Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit und hohen Elastizitätsmodul aus. Seine Einzelfaserzugfestigkeit beträgt 2800 MPa und ist damit etwa 25 % höher als die von alkalifreien Glasfasern. Sein Elastizitätsmodul liegt bei 86000 MPa und ist damit höher als der von E-Glasfasern. Die daraus hergestellten Faserverbundwerkstoffe finden vorwiegend Anwendung in der Rüstungsindustrie, der Luft- und Raumfahrt, im Hochgeschwindigkeitsverkehr, in der Windenergie, bei kugelsicheren Westen und Sportgeräten.
AR-Fiberglas
Alkalibeständige Glasfaser, auch bekannt als alkalibeständige Glasfaser, ist ein Verstärkungsmaterial für glasfaserverstärkten (Zement-)Beton (GRC). Sie ist eine hochwertige anorganische Faser und ein idealer Ersatz für Stahl und Asbest in nichttragenden Zementbauteilen. Zu ihren Eigenschaften zählen eine gute Alkalibeständigkeit, die es ihr ermöglicht, der Erosion durch alkalische Substanzen im Zement wirksam zu widerstehen, eine hohe Haftkraft, ein hoher Elastizitätsmodul, Schlagfestigkeit, Zug- und Biegefestigkeit, Nichtbrennbarkeit, Frostbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit, eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit, ausgezeichnete Rissbeständigkeit und Wasserdichtigkeit, eine hohe Gestaltungsvielfalt und einfache Formbarkeit. Alkalibeständige Glasfaser ist ein neuartiges, umweltfreundliches Verstärkungsmaterial, das in Hochleistungsbeton weit verbreitet ist.
D-Glas
Es wird auch als Glas mit niedriger Dielektrizitätskonstante bezeichnet und dient zur Herstellung von Glasfasern mit niedriger Dielektrizitätskonstante und guter Durchschlagsfestigkeit.
Neben den oben genannten Glasfaserkomponenten ist nun eine neue alkalifreie Glasfaser erhältlich, die vollständig borfrei ist und somit die Umweltbelastung reduziert. Ihre elektrischen Isolations- und mechanischen Eigenschaften sind jedoch mit denen von herkömmlichem E-Glas vergleichbar. Darüber hinaus gibt es eine Glasfaser mit Doppelglaszusammensetzung, die bereits in der Glaswolleherstellung eingesetzt wird und auch Potenzial für die Glasfaserverstärkung aufweist. Außerdem ist eine fluorfreie Glasfaser verfügbar, eine verbesserte alkalifreie Glasfaser, die speziell für Umweltschutzanforderungen entwickelt wurde.
Neben den oben genannten Glasfaserkomponenten ist nun eine neue alkalifreie Glasfaser erhältlich, die vollständig borfrei ist und somit die Umweltbelastung reduziert. Ihre elektrischen Isolations- und mechanischen Eigenschaften sind jedoch mit denen von herkömmlichem E-Glas vergleichbar. Darüber hinaus gibt es eine Glasfaser mit Doppelglaszusammensetzung, die bereits in der Glaswolleherstellung eingesetzt wird und auch Potenzial für die Glasfaserverstärkung aufweist. Außerdem ist eine fluorfreie Glasfaser verfügbar, eine verbesserte alkalifreie Glasfaser, die speziell für Umweltschutzanforderungen entwickelt wurde.
Man kann Fiberglas je nach den verwendeten Rohstoffen und deren Anteilen in verschiedene Kategorien einteilen.
Hier sind 7 verschiedene Arten von Fiberglas und ihre Anwendungen in Alltagsprodukten:
Alkaliglas (A-Glas)
Sodaglas oder Kalk-Natron-Glas ist die am weitesten verbreitete Glasart. Alkaliglas macht etwa 90 % des gesamten hergestellten Glases aus. Es ist die gebräuchlichste Glasart und wird zur Herstellung von Glasbehältern wie Dosen und Flaschen für Lebensmittel und Getränke sowie von Fensterglas verwendet.
Backutensilien aus gehärtetem Kalk-Natron-Glas sind ein perfektes Beispiel für Glas der Güteklasse A. Es ist preiswert, gut verarbeitbar und relativ hart. Glasfasern der Güteklasse A lassen sich mehrfach einschmelzen und wieder erweichen und eignen sich daher ideal für das Glasrecycling.
Alkalibeständiges Glas, AE-Glas oder AR-Glas
AE- oder AR-Glas steht für alkalibeständiges Glas, das speziell für Beton verwendet wird. Es handelt sich um einen Verbundwerkstoff aus Zirkonoxid.
Durch die Zugabe von Zirkonoxid, einem harten, hitzebeständigen Mineral, eignet sich dieses Glasfasermaterial für den Einsatz in Beton. AR-Glas verhindert Risse im Beton, indem es Festigkeit und Flexibilität bietet. Im Gegensatz zu Stahl rostet es zudem nicht so leicht.
Chemisches Glas
C-Glas oder chemisches Glas wird als Oberflächengewebe für die Außenschicht von Laminaten für Rohre und Behälter zur Lagerung von Wasser und Chemikalien verwendet. Aufgrund der hohen Konzentration an Calciumborosilikat im Herstellungsprozess weist es in korrosiven Umgebungen maximale chemische Beständigkeit auf.
C-Glas behält in jeder Umgebung sein chemisches und strukturelles Gleichgewicht und ist gegenüber alkalischen Chemikalien recht beständig.
Dielektrisches Glas
Dielektrische Glasfasern (D-Glasfasern) werden häufig in Haushaltsgeräten, Kochgeschirr und ähnlichen Produkten eingesetzt. Aufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante, die auf das Vorhandensein von Bortrioxid in ihrer Zusammensetzung zurückzuführen ist, gilt sie als ideale Glasfaserart.
Elektronisches Glas
E-Glas oder E-Fiberglasgewebe ist ein Industriestandard, der ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kosten bietet. Es handelt sich um einen leichten Verbundwerkstoff mit Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt und im industriellen Bereich. Die Eigenschaften von E-Glas als Verstärkungsfaser haben es zu einem beliebten Material für kommerzielle Produkte wie Pflanzgefäße, Surfbretter und Boote gemacht.
E-Glas in Glaswollfasern lässt sich mit einem sehr einfachen Herstellungsverfahren in jede beliebige Form und Größe bringen. In der Vorproduktionsphase ist die Verarbeitung von E-Glasfasern aufgrund ihrer Eigenschaften sauber und sicher.
Strukturglas
Strukturglas (S-Glas) ist für seine mechanischen Eigenschaften bekannt. Die Handelsnamen R-Glas, S-Glas und T-Glas bezeichnen alle denselben Glasfasertyp. Im Vergleich zu E-Glasfasern weist es eine höhere Zugfestigkeit und einen höheren Elastizitätsmodul auf. Dieses Glasfasermaterial ist für den Einsatz in der Verteidigungs- und Luftfahrtindustrie konzipiert.
Es findet auch Anwendung in ballistischer Schutzweste. Aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit wird dieses Glasfasermaterial nur in bestimmten Branchen mit begrenzten Produktionsmengen eingesetzt. Dies führt auch zu einem höheren Preis für S-Glas.
Advantex Fiberglas
Diese Art von Glasfaser findet breite Anwendung in der Öl-, Gas- und Bergbauindustrie sowie in Kraftwerken und im maritimen Bereich (Abwasser- und Kläranlagen). Sie vereint die mechanischen und elektrischen Eigenschaften von E-Glas mit der Säurebeständigkeit von Glasfasern der Typen E, C und R. Sie wird in Umgebungen eingesetzt, in denen Bauteile besonders korrosionsgefährdet sind.
Veröffentlichungsdatum: 11. Mai 2022
