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Glasfaser ist ein hervorragender anorganischer, nichtmetallischer Werkstoff mit vielfältigen Vorteilen wie guter Isolierung, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hoher mechanischer Festigkeit. Zu seinen Nachteilen zählen seine Sprödigkeit und geringe Verschleißfestigkeit. Als Rohmaterial dienen Glaskugeln oder Altglas. Durch Hochtemperaturschmelzen, Ziehen, Wickeln, Weben und andere Verfahren entstehen Monofilamente mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern bis über 20 Mikrometern, was etwa 1/20 bis 1/5 eines Haares entspricht. Jedes Faserbündel besteht aus Hunderten oder sogar Tausenden von Monofilamenten, die aus Rohseide gefertigt sind.Fiberglaswird üblicherweise als Verstärkungsmaterial in Verbundwerkstoffen, elektrischen Isoliermaterialien und Wärmedämmmaterialien, Leiterplatten und anderen Bereichen der Volkswirtschaft eingesetzt.
1. Physikalische Eigenschaften von Glasfaser
Schmelzpunkt 680 ℃
Siedepunkt 1000 ℃
Dichte 2,4–2,7 g/cm³

2. Chemische Zusammensetzung
Die Hauptbestandteile sind Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Boroxid, Magnesiumoxid, Natriumoxid usw. Je nach Alkaligehalt im Glas unterscheidet man zwischen nicht-alkalischen Glasfasern (Natriumoxid 0 % bis 2 %, Aluminiumborosilikatglas), mittelalkalischen Glasfasern (Natriumoxid 8 % bis 12 %, borhaltiges oder borfreies Natronkalksilikatglas) und hochalkalischen Glasfasern (Natriumoxid 13 % oder mehr, Natronkalksilikatglas).

3. Rohstoffe und ihre Anwendungen
Glasfasern bieten im Vergleich zu organischen Fasern Vorteile wie hohe Temperaturbeständigkeit, Nichtbrennbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Wärme- und Schalldämmung, hohe Zugfestigkeit und gute elektrische Isolation. Allerdings sind sie spröde und weisen eine geringe Abriebfestigkeit auf. Als Verstärkungsmaterial für verstärkte Kunststoffe oder Gummi werden Glasfasern aufgrund ihrer Eigenschaften in der Herstellung von verstärkten Kunststoffen und Gummis eingesetzt. Diese Eigenschaften führen zu einer deutlich breiteren Anwendung von Glasfasern als bei anderen Fasertypen und einer rasanten Entwicklung. Die Eigenschaften von Glasfasern sind im Folgenden aufgeführt:
(1) Hohe Zugfestigkeit, geringe Dehnung (3%).
(2) Hoher Elastizitätskoeffizient, gute Steifigkeit.
(3) Dehnung innerhalb der Grenzen der Elastizität und hohe Zugfestigkeit, um Aufprallenergie zu absorbieren.
(4) Anorganische Faser, nicht brennbar, gute chemische Beständigkeit.
(5) Geringe Wasseraufnahme.
(6) Gute Stabilität der Kalkablagerungen und Hitzebeständigkeit.
(7) Gute Verarbeitbarkeit, kann zu Strängen, Bündeln, Filzen, Geweben und anderen verschiedenen Produktformen verarbeitet werden.
(8) Transparente Produkte können Licht durchlassen.
(9) Die Entwicklung eines Oberflächenbehandlungsmittels mit guter Haftung auf Harz ist abgeschlossen.
(10) Preiswert.
(11) Es ist schwer entflammbar und kann bei hohen Temperaturen zu glasartigen Perlen verschmolzen werden.
Glasfasern lassen sich nach Form und Länge in Endlosfasern, Fasern mit fester Länge und Glaswolle unterteilen; nach der Glaszusammensetzung kann man sie in nicht-alkalische, chemikalienbeständige, hochalkalische, alkalische, hochfeste, hochelastische und alkalibeständige (anti-alkalische) Glasfasern usw. unterteilen.

4. Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung vonFiberglas
Die wichtigsten Rohstoffe für die heimische Glasfaserproduktion sind derzeit Quarzsand, Aluminiumoxid und Chlorit, Kalkstein, Dolomit, Borsäure, Soda, Mangan, Flussspat usw.

5. Produktionsmethoden
Grob lassen sie sich in zwei Kategorien unterteilen: Die eine besteht aus geschmolzenem Glas, das direkt zu Fasern verarbeitet wird;
Eine Klasse von geschmolzenem Glas wird zunächst aus Glaskugeln oder -stäben mit einem Durchmesser von 20 mm hergestellt und dann auf verschiedene Weisen wieder eingeschmolzen, um sehr feine Fasern mit einem Durchmesser von 3 bis 80 μm zu erhitzen.
Durch das Ziehen einer Platinlegierungsplatte mittels mechanischer Ziehmethode wird eine Faser von unendlicher Länge hergestellt, die als Endlosglasfaser oder allgemein als Langfaser bekannt ist.
Durch die Walze oder den Luftstrom aus diskontinuierlichen Fasern, bekannt als Glasfaser mit fester Länge, allgemein bekannt als Kurzfasern.

6. Klassifizierung von Glasfasern
Fiberglas wird je nach Zusammensetzung, Beschaffenheit und Verwendungszweck in verschiedene Qualitätsstufen eingeteilt.
Gemäß den geltenden Normen ist Glasfaser der Klasse E die gebräuchlichste Wahl und wird häufig als elektrisches Isoliermaterial eingesetzt.
S-Klasse für Spezialfasern.
Die Herstellung von Glasfaserprodukten unterscheidet sich von der Herstellung anderer Glasprodukte.
Die international gehandelte Zusammensetzung von Glasfasern ist wie folgt:

(1) E-Glas
Auch bekannt als alkalifreies Glas, ist es ein Borosilikatglas. Es zählt zu den am weitesten verbreiteten Glasfaserverbundwerkstoffen und zeichnet sich durch gute elektrische Isolations- und mechanische Eigenschaften aus. Es findet breite Anwendung in der Herstellung von elektrischen Glasfaserisolierungen und wird auch in großen Mengen für die Produktion von glasfaserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Sein Nachteil ist die Anfälligkeit für die Korrosion durch anorganische Säuren, weshalb es für den Einsatz in sauren Umgebungen ungeeignet ist.

(2) C-Glas
Mittelalkalisches Glas, auch bekannt als mittelalkalisches Glas, zeichnet sich durch seine chemische Beständigkeit aus, insbesondere ist seine Säurebeständigkeit besser als die von alkalischem Glas. Allerdings weist es im Vergleich zu alkalischen Glasfasern eine um 10 bis 20 % geringere mechanische Festigkeit und elektrische Eigenschaften auf. Ausländische mittelalkalische Glasfasern enthalten üblicherweise einen gewissen Anteil an Bordioxid, während chinesische mittelalkalische Glasfasern vollständig borfrei sind. Im Ausland wird mittelalkalisches Glasfaserglas ausschließlich zur Herstellung korrosionsbeständiger Glasfaserprodukte, wie beispielsweise Glasfaser-Oberflächenmatten, sowie zur Verbesserung von Asphalt-Dachmaterialien verwendet. In China hingegen macht mittelalkalisches Glasfaserglas einen Großteil der Glasfaserproduktion (60 %) aus und findet breite Anwendung in der Verstärkung von glasfaserverstärkten Kunststoffen sowie in Filtergeweben, Verpackungsgeweben usw. Aufgrund seines niedrigeren Preises im Vergleich zu nicht-alkalischen Glasfasern bietet es einen deutlichen Wettbewerbsvorteil.

(3) Hochfestes Fiberglas
Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit und hohen Elastizitätsmodul aus und weist eine Einzelfaserzugfestigkeit von 2800 MPa auf, was etwa 25 % höher ist als die Zugfestigkeit von alkalifreiem Glasfasergewebe. Der Elastizitätsmodul liegt bei 86.000 MPa und übertrifft damit den von E-Glasfasern. Die daraus hergestellten Faserverbundwerkstoffe werden hauptsächlich im Militärbereich, in der Raumfahrt, bei kugelsicheren Westen und Sportgeräten eingesetzt. Aufgrund des hohen Preises ist die zivile Nutzung jedoch noch nicht weit verbreitet; die weltweite Produktion beträgt nur wenige tausend Tonnen.

(4)AR-Fiberglas
Alkalibeständiges Glasfasergewebe, auch bekannt als alkalibeständiger Glasfaserverbundwerkstoff, ist ein Rippenmaterial für glasfaserverstärkten (Zement-)Beton (GRC). Es besteht zu 100 % aus anorganischen Fasern und ist in den nichttragenden Zementkomponenten ein idealer Ersatz für Stahl und Asbest. Alkalibeständiges Glasfasergewebe zeichnet sich durch gute Alkalibeständigkeit aus und widersteht effektiv der Erosion durch hochalkalische Substanzen im Zement. Es bietet eine starke Haftung, einen sehr hohen Elastizitätsmodul, eine hohe Schlagfestigkeit sowie eine hohe Zug- und Biegefestigkeit. Zudem ist es nicht brennbar, frostbeständig, beständig gegen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, rissbeständig und wasserundurchlässig. Es ist robust, leicht zu verarbeiten usw. Alkalibeständiges Glasfasergewebe ist ein neuartiger Bewehrungswerkstoff, der in Hochleistungsbeton weit verbreitet ist und als umweltfreundlicher Bewehrungswerkstoff gilt.

(5) Ein Glas
Auch bekannt als Hochalkaliglas, ist es ein typisches Natriumsilikatglas und wird aufgrund seiner schlechten Wasserbeständigkeit selten zur Herstellung von Glasfasern verwendet.

(6) E-CR-Glas
E-CR-Glas ist ein verbessertes, borfreies und alkalifreies Glas, das zur Herstellung von Glasfasern mit guter Säure- und Wasserbeständigkeit verwendet wird. Seine Wasserbeständigkeit ist 7- bis 8-mal höher als die von alkalifreien Glasfasern, und seine Säurebeständigkeit ist ebenfalls deutlich besser als die von mittelalkalischen Glasfasern. Es handelt sich um eine neue Sorte, die speziell für unterirdische Rohrleitungen und Lagertanks entwickelt wurde.

(7) D Glas
Es wird auch als Glas mit niedriger Dielektrizitätskonstante bezeichnet und dient zur Herstellung von Glasfasern mit niedriger Dielektrizitätskonstante und guter Durchschlagsfestigkeit.
Zusätzlich zu den oben genannten Glasfaserkomponenten gibt es nun eine neuealkalifreies FiberglasEs ist vollständig borfrei und reduziert dadurch die Umweltbelastung, seine elektrischen Isolationseigenschaften und mechanischen Eigenschaften sind jedoch mit denen des herkömmlichen E-Glases vergleichbar.
Es gibt auch eine Doppelglasfaserzusammensetzung, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet wird und auch als Verstärkungsmaterial für glasfaserverstärkte Kunststoffe Anwendung findet. Darüber hinaus existieren fluorfreie Glasfasern, die für Umweltauflagen entwickelt wurden, sowie verbesserte alkalifreie Glasfasern.

7. Identifizierung von hochalkalischem Glasfaser
Der Test ist eine einfache Methode, die Faser in kochendes Wasser zu geben und 6-7 Stunden zu kochen. Wenn es sich um eine hochalkalische Glasfaser handelt, lockern sich nach dem Kochen sowohl Kette als auch Schuss der Faser.

8. Es gibt zwei Arten von Glasfaser-Herstellungsverfahren
a) Zweifaches Formen – Tiegelziehverfahren;
b) Einmaliges Formverfahren – Ziehverfahren im Schmelzofen.
Beim Tiegelziehverfahren werden zunächst Glasrohstoffe zu Glaskugeln hochtemperaturgeschmolzen und anschließend in einem zweiten Durchgang durch Hochgeschwindigkeitsziehen zu Glasfaserfilamenten geformt. Dieses Verfahren weist einen hohen Energieverbrauch, eine instabile Formgebung und eine geringe Arbeitsproduktivität auf und wird daher von großen Glasfaserherstellern kaum noch angewendet.

9. TypischFiberglasVerfahren
Beim Schmelzofenverfahren werden Chlorit und andere Rohstoffe im Ofen zu einer Glaslösung verpresst. Durch einen speziellen Kanal werden Luftblasen entfernt, die Lösung gelangt zu einer porösen Dichtungsplatte und wird dort mit hoher Geschwindigkeit zu Glasfaserfilamenten gezogen. Der Ofen kann über mehrere Kanäle mit Hunderten von Paneelen verbunden werden, um die Produktion zu simultanen Einheiten zu ermöglichen. Dieses Verfahren ist einfach, energiesparend, formstabil, hocheffizient und ertragreich und ermöglicht eine vollautomatisierte Massenproduktion. Es hat sich international als Standardverfahren etabliert und macht über 90 % der weltweiten Glasfaserproduktion aus.