1. Qu’est-ce que la fibre de verre ?
Fibres de verresont largement utilisés en raison de leur rentabilité et de leurs bonnes propriétés, principalement dans l'industrie des composites. Dès le XVIIIe siècle, les Européens ont réalisé que le verre pouvait être transformé en fibres destinées au tissage. Le cercueil de l'empereur français Napoléon comportait déjà des tissus décoratifs enfibre de verre. Les fibres de verre contiennent à la fois des filaments et des fibres courtes ou flocs. Les filaments de verre sont couramment utilisés dans les matériaux composites, les produits en caoutchouc, les bandes transporteuses, les bâches, etc. Les fibres courtes sont principalement utilisées dans les feutres non tissés, les plastiques techniques et les matériaux composites.
Les propriétés physiques et mécaniques attrayantes de la fibre de verre, sa facilité de fabrication et son faible coût par rapport àfibre de carboneen font le matériau de choix pour les applications composites hautes performances. Les fibres de verre sont composées d'oxydes de silice. Les fibres de verre ont d'excellentes propriétés mécaniques telles qu'elles sont moins cassantes, très résistantes, peu rigides et légères.
Les polymères renforcés de fibres de verre se composent d'une large classe de différentes formes de fibres de verre, telles que des fibres longitudinales, des fibres coupées, des nattes tissées etnattes à brins coupés, et sont utilisés pour améliorer les propriétés mécaniques et tribologiques des composites polymères. Les fibres de verre peuvent atteindre des rapports d'aspect initiaux élevés, mais la fragilité peut entraîner la rupture des fibres pendant le traitement.
1.les caractéristiques de la fibre de verre
Les principales caractéristiques de la fibre de verre comprennent les aspects suivants :
Pas facile d'absorber l'eau :La fibre de verre est hydrofuge et ne convient pas aux vêtements, car la sueur ne sera pas absorbée, ce qui rendra le porteur humide ; parce que le matériau n'est pas affecté par l'eau, il ne rétrécira pas
Inélasticité :En raison du manque d’élasticité, le tissu a peu d’élasticité et de récupération inhérentes. Ils ont donc besoin d’un traitement de surface pour résister au froissement.
Haute résistance :La fibre de verre est extrêmement résistante, presque aussi résistante que le Kevlar. Cependant, lorsque les fibres frottent les unes contre les autres, elles se cassent et donnent au tissu un aspect hirsute.
Isolation:Sous forme de fibres courtes, la fibre de verre est un excellent isolant.
Drapabilité :Les fibres se drapent bien, ce qui les rend idéales pour les rideaux.
Résistance à la chaleur :Les fibres de verre ont une résistance élevée à la chaleur, peuvent résister à des températures allant jusqu'à 315°C, elles ne sont pas affectées par la lumière du soleil, l'eau de Javel, les bactéries, les moisissures, les insectes ou les alcalis.
Sensible:Les fibres de verre sont affectées par l'acide fluorhydrique et l'acide phosphorique chaud. Étant donné que la fibre est un produit à base de verre, certaines fibres de verre brutes doivent être manipulées avec précaution, comme les matériaux isolants domestiques, car les extrémités des fibres sont fragiles et peuvent percer la peau. Il convient donc de porter des gants lors de la manipulation de la fibre de verre.
3. Processus de fabrication de la fibre de verre
Fibre de verreest une fibre non métallique actuellement largement utilisée comme matériau industriel. Généralement, les matières premières de base de la fibre de verre comprennent divers minéraux naturels et produits chimiques artificiels, les principaux composants étant le sable de silice, le calcaire et le carbonate de sodium.
Le sable de silice agit comme un agent vitreux, tandis que le carbonate de sodium et le calcaire aident à abaisser la température de fusion. Le faible coefficient de dilatation thermique combiné à une faible conductivité thermique par rapport à l'amiante et aux fibres organiques fait de la fibre de verre un matériau dimensionnellement stable qui dissipe rapidement la chaleur.
Fibres de verresont produits par fusion directe, qui implique des processus tels que la composition, la fusion, le filage, l'enrobage, le séchage et l'emballage. Le lot est l'état initial de la fabrication du verre, dans lequel les quantités de matériaux sont soigneusement mélangées, puis le mélange est envoyé dans un four pour fusion à une température élevée de 1 400 °C. Cette température est suffisante pour transformer le sable et les autres ingrédients en un état fondu ; le verre fondu s'écoule ensuite dans le raffineur et la température descend jusqu'à 1370°C.
Lors du filage des fibres de verre, le verre fondu s'écoule à travers un manchon percé de trous très fins. La plaque de revêtement est chauffée électroniquement et sa température est contrôlée pour maintenir une viscosité constante. Un jet d'eau a été utilisé pour refroidir le filament lorsqu'il sortait du manchon à une température d'environ 1 204°C.
Le flux de verre fondu extrudé est étiré mécaniquement en filaments d'un diamètre allant de 4 μm à 34 μm. La tension est assurée à l'aide d'un enrouleur à grande vitesse et le verre fondu est étiré en filaments. Dans la dernière étape, des revêtements chimiques de lubrifiants, de liants et d'agents de couplage sont appliqués sur les filaments. La lubrification aide à protéger les filaments de l'abrasion lorsqu'ils sont collectés et enroulés dans des emballages. Après encollage, les fibres sont séchées à l'étuve ; les filaments sont alors prêts à être transformés en fibres coupées, mèches ou fils.
4.l'application de la fibre de verre
Fibre de verre est un matériau inorganique qui ne brûle pas et conserve environ 25 % de sa résistance initiale à 540°C. La plupart des produits chimiques ont peu d’effet sur les fibres de verre. La fibre de verre inorganique ne moisira pas et ne se détériorera pas. Les fibres de verre sont affectées par l'acide fluorhydrique, l'acide phosphorique chaud et les substances fortement alcalines.
C'est un excellent matériau isolant électrique.Tissus en fibre de verreont des propriétés telles qu'une faible absorption d'humidité, une résistance élevée, une résistance à la chaleur et une faible constante diélectrique, ce qui en fait des renforts idéaux pour les cartes de circuits imprimés et les vernis isolants.
Le rapport résistance/poids élevé de la fibre de verre en fait un excellent matériau pour les applications nécessitant une résistance élevée et un poids minimal. Sous forme textile, cette résistance peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle, permettant une flexibilité de conception et de coût pour une large gamme d'applications dans le marché automobile, la construction civile, les articles de sport, l'aérospatiale, la marine, l'électronique, l'énergie domestique et éolienne.
Ils sont également utilisés dans la fabrication de composites structurels, de circuits imprimés et de divers produits spéciaux. La production annuelle mondiale de fibre de verre est d'environ 4,5 millions de tonnes, et les principaux producteurs sont la Chine (60 % de part de marché), les États-Unis et l'Union européenne.
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Heure de publication : 29 septembre 2022
