Glasfaser (oder fibreglass) (hat auch glasverstärkten Plastik, GRP, Glasfaser genannt, hat Plastik oder GFRP verstärkt), ist verstärktes Polymer einer Faser, das aus einer durch feine Fasern des Glases verstärkten Plastikmatrix gemacht ist. Es ist auch bekannt als GFK (dafür).

Glasfaser ist ein leichtes, äußerst starkes und robustes Material. Obwohl Kraft-Eigenschaften etwas niedriger sind als Kohlenstoff-Faser und es weniger steif ist, ist das Material normalerweise viel weniger spröde, und die Rohstoffe sind viel weniger teuer. Seine Hauptteil-Kraft und Gewicht-Eigenschaften sind auch sehr günstig, wenn im Vergleich zu Metallen, und es mit formenden Prozessen leicht gebildet werden kann.

Die Plastikmatrix kann Epoxydharz, ein duroplastischer Plastik (meistenteils Polyester oder vinylester) oder Thermoplast sein.

Der allgemeine Gebrauch der Glasfaser schließt Boote, Automobile, Bäder, heiße Kähne, Wasserzisternen, Deckung, Pfeifen, Verkleidung, Würfe und Außentür-Häute ein.

Faser

Verschieden von Glasfasern, die für die Isolierung für die Endstruktur verwendet sind, um stark zu sein, müssen die Oberflächen der Faser fast völlig frei von Defekten sein, weil das den Fasern erlaubt, gigapascal Zugbelastungen zu erreichen. Wenn ein Hauptteil-Stück des Glases freier Defekt sein sollte, dann würde es ebenso so stark sein wie Glasfasern; jedoch ist es allgemein unpraktisch, um Schüttgut in einem Staat ohne Defekt außerhalb Laborbedingungen zu erzeugen.

Produktion

Das Fertigungsverfahren für für die Verstärkung passende Glasfasern verwendet große Brennöfen, um den Quarzsand, den Kalkstein, den Porzellanerde-Ton, fluorspar, die Colemanite, den Dolomiten und die anderen Minerale zur flüssigen Form allmählich zu schmelzen. Dann wird es durch bushings ausgestoßen, die Bündel von sehr kleinen Öffnungen (normalerweise 5-25 Mikrometer im Durchmesser für das E-Glas, 9 Mikrometer für das S-Glas) sind. Diese Glühfäden werden dann (angestrichen) mit einer chemischen Lösung nach Größen geordnet. Die individuellen Glühfäden sind jetzt zusammengeschlossener im Bündel in der großen Anzahl, um ein Umherziehen zur Verfügung zu stellen. Das Diameter der Glühfäden, sowie die Zahl von Glühfäden im Umherziehen bestimmt sein Gewicht. Das wird normalerweise in Ertrag-Höfen pro Pfund ausgedrückt (wie viele Höfe der Faser in einem Pfund des Materials so eine kleinere Zahl ein schwereres Umherziehen bedeutet, Beispiel von Standarderträgen sind 225yield, 450yield, 675yield), oder in Tex-Grammen pro km (wie viele Gramme 1 km des Umherziehens wiegt, wird das vom Ertrag umgekehrt, so bedeutet eine kleinere Zahl ein leichteres Umherziehen, Beispiele des Standards tex sind 750tex, 1100tex, 2200tex).

Diese rovings werden dann entweder direkt in einer zerlegbaren Anwendung wie pultrusion, Glühfaden krumm (Pfeife) verwendet, Pistole-Umherziehen (hackt automatisierte Pistole das Glas in kurze Längen und lässt es in ein Strahl von Harz fallen, das auf die Oberfläche einer Form geplant ist), oder verwendet in einem intermediären Schritt, um Stoffe wie gehackte Ufer-Matte (CSM) (gemacht aus zufällig orientierten kleinen Kürzungslängen der Faser alle zusammengebunden), gewebte Stoffe zu verfertigen, Stoffe oder Einrichtungsstoffe zu stricken.

Nach Größen zu ordnen

Eine Art Überzug oder Zündvorrichtung, wird verwendet, der beide helfen, die Glasglühfäden für die Verarbeitung/Manipulation zu schützen sowie sicherzustellen, dass das richtige Abbinden zur Harz-Matrix, so Übertragung dessen berücksichtigend, Lasten von den Glasfasern bis den thermoset Plastik schert. Ohne dieses Abbinden können die Fasern in der Matrix 'gleiten', und lokalisierter Misserfolg würde folgen..

Eigenschaften

Eine individuelle Strukturglasfaser ist sowohl steif als auch in der Spannung und Kompression — d. h. entlang seiner Achse stark. Obwohl es angenommen werden könnte, dass die Faser in der Kompression schwach ist, ist es wirklich nur das lange Aspekt-Verhältnis der Faser, die es so scheinen lässt; d. h. weil eine typische Faser lang und schmal ist, verbiegt sie sich leicht. Andererseits ist die Glasfaser darin schwach mähen — d. h. über seine Achse. Deshalb, wenn eine Sammlung von Fasern dauerhaft in einer bevorzugten Richtung innerhalb eines Materials eingeordnet werden kann, und wenn die Fasern gehindert werden können, sich in der Kompression zu verbiegen, dann wird dieses Material bevorzugt stark in dieser Richtung werden.

Außerdem, durch das Legen vielfacher Schichten der Faser oben auf einander, mit jeder in verschiedenen bevorzugten Richtungen orientierten Schicht, können die Steifkeit und Kraft-Eigenschaften des gesamten Materials auf eine effiziente Weise kontrolliert werden. Im Fall von der Glasfaser ist es die Plastikmatrix, die dauerhaft die Strukturglasfasern zu vom Entwerfer gewählten Richtungen beschränkt. Mit der gehackten Ufer-Matte ist dieser directionality im Wesentlichen ein komplettes zwei dimensionales Flugzeug; mit gewebten Stoffen oder Einrichtungsschichten kann directionality der Steifkeit und Kraft innerhalb des Flugzeugs genauer kontrolliert werden.

Ein glasfaserverstärkter Bestandteil ist normalerweise eines dünnen "Schale"-Aufbaus, der manchmal auf dem Inneren mit Strukturschaum, als im Fall von Surfbrettern gefüllt ist. Der Bestandteil kann fast der willkürlichen Gestalt, beschränkt nur durch die Kompliziertheit und Toleranz der Form sein, die verwendet ist, für die Schale zu verfertigen.

Anwendungen

Glasfaser ist ein unermesslich vielseitiges Material, das sein leichtes Gewicht mit einer innewohnenden Kraft verbindet, um einem Wetter widerstandsfähigen Schluss mit einer Vielfalt von Oberflächentexturen zur Verfügung zu stellen.

Die Entwicklung verstärkten Plastiks der Faser für den kommerziellen Gebrauch wurde in den 1930er Jahren umfassend erforscht. Es war zur Flugzeugindustrie besonders von Interesse. Die Massenproduktion von Glasufern wurde 1932 zufällig entdeckt, als ein Forscher an Owens-Illinois zufällig ein Strahl von Druckluft an einem Strom des geschmolzenen Glases geleitet hat und Fasern erzeugt hat. Owens ist mit der Pökeln-Gesellschaft 1935 Soldat geworden, und die Methode wurde von Owens angepasst, der Pökelt, um seinen patentierten "Fiberglas" (ein "s") zu erzeugen. Ein passendes Harz, für den "Fiberglas" mit einem Plastik zu verbinden, wurde 1936 von du Pont entwickelt. Der erste Vorfahr von modernen Polyester-Harzen ist Cyanamid von 1942. Peroxyd-Kurieren-Systeme wurden bis dahin verwendet.

Während des Zweiten Weltkriegs wurde es als ein Ersatz für das geformte Sperrholz entwickelt, das im Flugzeug radomes (Glasfaser verwendet ist, die zu Mikrowellen durchsichtig ist). Seine erste Hauptzivilanwendung war, um Boote und Sportwagen-Körper zu bauen, wo es Annahme in den 1950er Jahren gewonnen hat. Sein Gebrauch hat sich zum selbstfahrenden und den Sport-Ausrüstungssektoren sowie dem Flugzeug verbreitert, obwohl sein Gebrauch dort jetzt durch die Kohlenstoff-Faser teilweise übernommen wird, die weniger pro gegebenes Volumen wiegt und sowohl durch das Volumen als auch durch das Gewicht stärker ist. Glasfaserverstärkter Gebrauch schließt auch heiße Kähne, Pfeifen für Trinkwasser und Abwasserleitungen, Büropflanzenanzeigebehälter und flache Dach-Systeme ein.

Fortgeschrittene Produktionstechniken wie pre-pregs und Faser rovings erweitern die Anwendungen und die mit faserverstärktem Plastik mögliche Zugbelastung.

Glasfaser wird auch in der Fernmeldeindustrie verwendet, für das Sehäußere von Antennen wegen seiner RF Durchdringbarkeit zu verschleiern, und geben Sie niedrig Verdünnungseigenschaften Zeichen. Es kann auch verwendet werden, um das Sehäußere anderer Ausrüstung zu verschleiern, wo keine Signaldurchdringbarkeit, wie Ausrüstungskabinette und Stahlunterstützungsstrukturen wegen der Bequemlichkeit erforderlich ist, mit der es geformt, verfertigt und zu kundenspezifischen Designs gemalt werden kann, um sich mit vorhandenen Strukturen oder Backsteinbau harmonisch zu verbinden. Anderer Gebrauch schließt gemachte elektrische Isolatoren der Form der Platte und andere in den Macht-Industrien allgemein gefundene Strukturbestandteile ein.

Lagerungszisternen

Lagerungszisternen können aus der Glasfaser mit Kapazitäten bis zu ungefähr 300 Tonnen gemacht werden. Die kleineren Zisternen können mit dem gehackten Ufer-Matte-Wurf über eine thermoplastische innere Zisterne gemacht werden, die als eine Vorform während des Aufbaus handelt. Viel zuverlässigere Zisternen werden mit der gewebten Matte oder Glühfaden-Wunde-Faser mit der Faser-Orientierung rechtwinklig zur Reifen-Betonung gemacht, die im Giebel durch den Inhalt auferlegt ist. Sie neigen dazu, für die chemische Lagerung verwendet zu werden, weil der Plastiküberseedampfer (häufig Polypropylen) gegen eine breite Reihe von starken Chemikalien widerstandsfähig ist. Glasfaserverstärkte Zisternen werden auch für Faulräume verwendet.

Wohnungsbau

Verstärkter Plastik des Glases wird auch auf dem Wohnungsbau-Markt für die Produktion der Deckungsfolie verwendet, Tür umgibt, Übertür-Baldachine, Fensterbaldachine und Mansardenfenster, gehen Schornsteine, Bewältigungssysteme, mit Schlusssteinen und Schwellen. Der Gebrauch der Glasfaser für diese Anwendungen sorgt für eine viel schnellere Installation und wegen des reduzierten Gewicht-Handbuches behandelnde Probleme werden reduziert. Mit dem Advent von Großserienfertigungsverfahren ist es möglich, glasfaserverstärkte Ziegelwirkungstafeln zu bauen, die im Aufbau der zerlegbaren Unterkunft verwendet werden können. Diese Tafeln können mit der passenden Isolierung gebaut werden, die Hitzeverlust reduziert.

Rohrleitung

GRP und GRE Pfeife-Systeme können für eine Vielfalt von Anwendungen oben und unter dem Boden verwendet werden.

• Branntwein-Systeme
• Das Abkühlen von Wassersystemen
• Trinkwasser-Systeme
• Vergeuden Sie Wassersysteme/Kanalisationen
• Gassysteme

Baumethoden

Glasfaserverstärkte Handliegen-Operation

Harz - normalerweise ein 2-teiliger Polyester, Vinyl oder Epoxydharz - wird mit seinem hardener gemischt. Ein Überzug dieser Mischung wird auf die Form angewandt. Platten der Glasfaser werden über die Form gelegt und gerollt oder in die Form gedrückt. Das Material muss sich der Form anpassen, und Luft muss zwischen der Glasfaser und der Form nicht gefangen werden. Zusätzliches Harz wird angewandt und vielleicht zusätzliche Platten der Glasfaser. Handdruck, Vakuum oder Rollen werden verwendet, um sicherzustellen, dass das Harz sättigt und völlig wets alle Schichten, und irgendwelche Lufttaschen entfernt werden. Die Arbeit muss schnell genug getan werden, um den Job zu vollenden, bevor das Harz anfängt zu heilen, wenn hohe Temperaturharze nicht verwendet werden, der nicht heilen wird, bis der Teil in einem Ofen gewärmt wird. In einigen Fällen wird die Arbeit mit Plastikplatten bedeckt, und Vakuum wird die Arbeit angezogen, um Luftbürsten zu entfernen und die Glasfaser zur Gestalt der Form zu drücken.

Glasfaserverstärkte Spray-Liegen-Operation

Der glasfaserverstärkte Spray-Liegen-Prozess ist dem Handliegen-Prozess ähnlich, aber der Unterschied kommt aus der Anwendung der Faser und des Harz-Materials zur Form. Spray ist ein offen formender Zusammensetzungsherstellungsprozess, wo Harz und Verstärkungen auf eine Form zerstäubt werden. Das Harz und Glas können getrennt angewandt oder gleichzeitig in einem vereinigten Strom von einer Hackmesser-Pistole "gehackt" werden. Arbeiter rollen den Spray - bis zum kompakten die Folie aus. Holz, Schaum oder anderes Kernmaterial können dann hinzugefügt werden, und eine sekundäre Schicht des Sprays bettet den Kern zwischen den Folien ein. Der Teil wird dann geheilt, abgekühlt und von der Mehrwegform entfernt.

Operation von Pultrusion

Pultrusion ist eine Produktionsmethode, die verwendet ist, um starke leichte Gewicht-Zusammensetzungsmaterialien, in diesem Fall Glasfaser zu machen. Fasern (das Glasmaterial) werden von Spulen bis ein Gerät gezogen, das sie mit einem Harz anstreicht. Sie sind dann normalerweise Hitze hat behandelt und hat zur Länge geschnitten. Pultrusions kann in einer Vielfalt von Gestalten oder Querschnitten wie ein W oder S Querschnitt gemacht werden. Das Wort pultrusion beschreibt die Methode, die Fasern durch die Maschinerie zu bewegen. Es wird durch das Verwenden entweder eine Hand über die Handmethode oder eine dauernde Rolle-Methode gezogen. Das ist einem Herauspressen entgegengesetzt, das das Material durchführen würde, stirbt.

Gehackte Ufer-Matte

Gehackte Ufer-Matte oder CSM sind eine Form der in der Glasfaser verwendeten Verstärkung. Es besteht aus Glasfasern gelegt zufällig über einander und zusammengehalten durch einen Binder.

Es wird normalerweise mit der Handliegen-Technik bearbeitet, wohin Platten des Materials in eine Form gelegt und mit Harz gebürstet werden. Weil sich der Binder in Harz auflöst, passt sich das Material leicht verschiedenen Gestalten, wenn benetzt, an. Nach den Harz-Heilmitteln kann das gehärtete Produkt von der Form genommen und beendet werden.

Das Verwenden der gehackten Ufer-Matte gibt eine Glasfaser mit dem isotropischen instufigem materielle Eigenschaften.

Gesundheitsprobleme

Das Nationale Toxikologie-Programm klassifiziert inhalable Glaswolle-Fasern als" [r] easonably vorausgesehen, ein menschliches Karzinogen zu sein." Einige glasfaserverstärkte Produkte warnen vor der "möglichen Krebs-Gefahr durch die Einatmung". Die Europäische Union und Deutschland klassifizieren synthetische Glasfasern als vielleicht oder wahrscheinlich karzinogen, aber Fasern können von dieser Klassifikation freigestellt sein, wenn sie spezifische Tests bestehen. Beweise für diese Klassifikationen sind in erster Linie von Studien auf Versuchskaninchen und Mechanismen von carcinogenesis. Studien von glasfaserverstärkten Fabrikarbeitern zeigen bedeutende Zunahmen in Lungenkrebs, aber zeigen klare Aussetzungsantwort-Beziehungen und vielleicht verwechselt durch die Effekten des Rauchens nicht. Das Umweltforschungsfundament hat bedeutende Anstrengungen durch die glasfaserverstärkte Industrie dokumentiert, um Krebs-Verursachen-Klassifikationen zu verhindern oder zu entfernen.

Glasfaser wird die Augen, Haut und den Respirationsapparaten ärgern. Potenzielle Symptome schließen Verärgerung von Augen, Haut, Nase, Hals ein; Atemnot (Schwierigkeit atmend); Halsweh, Rauheit und Husten.

Glasfaser ist gegen die Form widerstandsfähig, aber Wachstum kann vorkommen, wenn Glasfaser nass und verseucht mit dem organischen Material wird. Glasfaserverstärkte Isolierung, die nass geworden ist, sollte für Beweise der restlichen Feuchtigkeit und Verunreinigung untersucht werden. Verseuchte glasfaserverstärkte Isolierung sollte schnell entfernt werden.

Während die Harze geheilt werden, werden Styrol-Dämpfe veröffentlicht. Diese sind zu Schleimhäuten und Atemwege irritierend. Deshalb, die Gefährliche Substanz-Verordnung in Deutschland diktieren eine maximale Berufsaussetzungsgrenze von 86 Mg/M ³. In bestimmten Konzentrationen kann sogar eine potenziell explosive Mischung vorkommen.

Die weitere Fertigung von GRP Bestandteilen (Schleifen, Ausschnitt, sägend) geht zusammen mit der Emission von feinem Staub und Chips, die Glasglühfäden sowie von klebrigem Staub in wesentlichen Mengen enthalten. Diese betreffen die Gesundheit von Leuten und Funktionalität von Maschinen und Ausrüstung.

Um Sicherheitsregulierungen zu sichern, werden daran geklebt, und Leistungsfähigkeit kann gestützt werden, die Installation der wirksamen Förderung und Filtrieren-Ausrüstung ist erforderlich.

Beispiele des glasfaserverstärkten Gebrauches

• Surfbretter
• Segelflugzeuge, Bastelsatz-Autos, Sportwagen, Mikroautos, Go-Karts, bodyshells, Boote, Kajaks, flache Dächer, Lastwagen.
• Minensuchboot-Rümpfe
• Schoten, Kuppeln und architektonische Eigenschaften, wo ein leichtes Gewicht notwendig ist.
• Hohe Endräder.
• Körper für Automobile, wie Anadol, Vertrauensvoll, Quant-Quant-Coupé, Chevrolet Corvette und Studebaker Avanti und DeLorean DMC-12 unter dem Körper.
• A320 radome.
• FRP Zisternen und Behälter: FRP wird umfassend verwendet, um chemische Ausrüstung und Zisternen und Behälter zu verfertigen. BS4994 ist ein britischer mit dieser Anwendung verbundener Standard.
• UHF ÜBERTRAGENDE Antennen werden häufig innerhalb eines glasfaserverstärkten Zylinders auf dem Gipfel eines Sendeturms bestiegen
• Der grösste Teil von kommerziellen Velomobiles
• Die meisten gedruckten in der Elektronik verwendeten Leiterplatten bestehen aus Wechselschichten von Kupfer und fibreglass FR-4.
• Große kommerzielle Windturbinenklingen
• RF Rollen, die in MRI Scannern verwendet sind
• U-Boot-Seeinstallationsschutz bedeckt
• Wiedererzwingung der Asphalt-Fahrbahn, als ein Stoff oder Ineinandergreifen-Zwischenschicht zwischen dem Heben.

Siehe auch

• Glasfaser-Stahlbeton