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Au sens large, la fibre de verre a toujours été considérée comme un matériau inorganique non métallique. Cependant, grâce à l'approfondissement de la recherche, nous savons qu'il existe de nombreux types de fibres de verre, chacune offrant d'excellentes performances et de nombreux avantages remarquables. Par exemple, sa résistance mécanique est particulièrement élevée, ainsi que sa résistance à la chaleur et à la corrosion. Il est vrai qu'aucun matériau n'est parfait, et la fibre de verre présente également des défauts incontournables, notamment son manque de résistance à l'usure et sa fragilité. Par conséquent, dans la pratique, il est essentiel d'exploiter ses atouts et d'éviter ses faiblesses.

Les matières premières de la fibre de verre sont faciles à obtenir, principalement à partir de vieux verres ou de produits en verre. La fibre de verre est très fine : plus de 20 monofilaments de verre forment ensemble l'épaisseur d'un cheveu. Elle peut généralement être utilisée comme matériau de renforcement dans les matériaux composites. Grâce à l'approfondissement de la recherche sur la fibre de verre ces dernières années, celle-ci joue un rôle de plus en plus important dans notre production et notre vie quotidienne. Les articles suivants décrivent principalement son procédé de production et ses applications. Cet article présente ses propriétés, ses principaux composants, ses principales caractéristiques et sa classification. Les articles suivants aborderont son procédé de production, ses mesures de sécurité, ses principales utilisations, son statut industriel et ses perspectives de développement.

Iintroduction

1.1 Propriétés de la fibre de verre

La fibre de verre présente également une excellente résistance à la traction, pouvant atteindre 6,9 ​​g/j à l'état standard et 5,8 g/j à l'état humide. Ces excellentes propriétés en font un matériau de renforcement universel. Sa densité A est de 2,54. Elle est également très résistante à la chaleur et conserve ses propriétés normales à 300 °C. La fibre de verre est également largement utilisée comme matériau d'isolation thermique et de blindage, grâce à ses propriétés d'isolation électrique et à sa faible corrosion.

1.2 Ingrédients principaux

La composition de la fibre de verre est relativement complexe. En général, les principaux composants connus sont la silice, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de sodium, l'oxyde de bore, l'oxyde d'aluminium et l'oxyde de calcium. Le diamètre d'un monofilament de fibre de verre est d'environ 10 microns, soit 1/10 du diamètre d'un cheveu. Chaque faisceau de fibres est composé de milliers de monofilaments. Le processus d'étirage est légèrement différent. La teneur en silice est généralement comprise entre 50 et 65 %. La résistance à la traction des fibres de verre contenant plus de 20 % d'oxyde d'aluminium est relativement élevée, généralement à haute résistance, tandis que celle des fibres de verre sans alcali est généralement d'environ 15 %. Pour obtenir un module d'élasticité plus élevé, la teneur en oxyde de magnésium doit être supérieure à 10 %. La faible teneur en oxyde ferrique de la fibre de verre a permis d'améliorer sa résistance à la corrosion à divers degrés.

1.3 Caractéristiques principales

1.3.1 Matières premières et applications

Comparées aux fibres inorganiques, les fibres de verre présentent des propriétés supérieures. Elles sont plus difficiles à inflammer, résistantes à la chaleur, isolantes thermiquement, plus stables et résistantes à la traction. Cependant, elles sont cassantes et présentent une faible résistance à l'usure. Utilisée pour la fabrication de plastiques renforcés ou pour renforcer le caoutchouc, la fibre de verre présente les caractéristiques suivantes :

(1) Sa résistance à la traction est meilleure que celle des autres matériaux, mais son allongement est très faible.

(2) Le coefficient élastique est plus approprié.

(3) Dans la limite élastique, la fibre de verre peut s'étendre pendant une longue période et est très résistante à la traction, elle peut donc absorber une grande quantité d'énergie face à un impact.

(4) Étant donné que la fibre de verre est une fibre inorganique, la fibre inorganique présente de nombreux avantages, elle n'est pas facile à brûler et ses propriétés chimiques sont relativement stables.

(5) Il n’est pas facile d’absorber l’eau.

(6) Résistant à la chaleur et stable par nature, pas facile à réagir.

(7) Sa transformabilité est très bonne et il peut être transformé en d'excellents produits sous diverses formes telles que des brins, des feutres, des faisceaux et des tissus tissés.

(8) Peut transmettre la lumière.

(9) Étant donné que les matériaux sont faciles à obtenir, le prix n’est pas élevé.

(10) À haute température, au lieu de brûler, il fond en perles liquides.

1.4 Classification

Selon différentes normes de classification, la fibre de verre peut être divisée en plusieurs types. Selon sa forme et sa longueur, on la classe en trois types : fibres continues, fibres de coton et fibres de longueur fixe. Selon ses différents composants, comme sa teneur en alcalis, on la classe en trois types : fibres de verre sans alcalis, fibres de verre moyennement alcalines et fibres de verre fortement alcalines.

1.5 Matières premières de production

Dans la production industrielle réelle, pour produire de la fibre de verre, nous avons besoin d'alumine, de sable de quartz, de calcaire, de pyrophyllite, de dolomite, de carbonate de sodium, de mirabilite, d'acide borique, de fluorite, de fibre de verre broyée, etc.

1.6 Méthode de production

Les méthodes de production industrielle peuvent être divisées en deux catégories : la première consiste à fondre les fibres de verre, puis à fabriquer des produits en verre sphériques ou en forme de bâtonnets de plus petit diamètre. Le verre est ensuite chauffé et refondu de différentes manières pour obtenir des fibres fines d'un diamètre de 3 à 80 µm. La seconde méthode consiste également à fondre le verre, mais produit des fibres de verre plutôt que des bâtonnets ou des sphères. L'échantillon est ensuite étiré à travers une plaque d'alliage de platine par étirage mécanique. Les articles obtenus sont appelés fibres continues. Si les fibres sont étirées à travers un système de rouleaux, les articles obtenus sont appelés fibres discontinues, également appelées fibres de verre coupées à longueur, et fibres discontinues.

1.7 Notation

Selon leur composition, leur utilisation et leurs propriétés, les fibres de verre sont divisées en différentes qualités. Les fibres de verre commercialisées à l'international sont les suivantes :

1.7.1 Verre E

Il s'agit de verre borate, également appelé verre sans alcalis au quotidien. En raison de ses nombreux avantages, il est le plus utilisé. Actuellement, il est le plus répandu, mais malgré son utilisation fréquente, il présente également des inconvénients inévitables. Il réagit facilement avec les sels inorganiques, ce qui le rend difficile à stocker en milieu acide.

1.7.2 Verre C

En production, on l'appelle aussi verre alcalin moyen, car il présente des propriétés chimiques relativement stables et une bonne résistance aux acides. Son inconvénient réside dans sa faible résistance mécanique et ses faibles performances électriques. Les normes varient selon les pays. Dans l'industrie nationale des fibres de verre, le verre alcalin moyen ne contient pas de bore. En revanche, l'industrie étrangère produit du verre alcalin moyen contenant du bore. Non seulement la teneur en bore diffère, mais le rôle joué par le verre alcalin moyen varie également en Chine et à l'étranger. Les tapis et les tiges de fibre de verre produits à l'étranger sont fabriqués à partir de verre alcalin moyen. En production, le verre alcalin moyen est également utilisé dans l'asphalte. En Chine, la raison objective est son utilisation répandue en raison de son prix très bas et de son utilisation dans l'industrie des tissus d'emballage et des tissus filtrants.

Tige en fibre de verre

1.7.3 Fibre de verre Un verre

En production, on l'appelle également verre hautement alcalin, qui appartient au verre de silicate de sodium, mais en raison de sa résistance à l'eau, il n'est généralement pas produit sous forme de fibre de verre.

1.7.4 Fibre de verre D verre

On l'appelle également verre diélectrique et c'est généralement la principale matière première des fibres de verre diélectriques.

1.7.5 Fibre de verre à haute résistance

Sa résistance est quatre fois supérieure à celle de la fibre de verre E et son module d'élasticité est supérieur. Grâce à ses nombreux avantages, elle devrait être largement utilisée, mais son coût élevé la limite actuellement à quelques secteurs importants, tels que l'industrie militaire et l'aérospatiale.

1.7.5 Fibre de verre AR

Également appelée fibre de verre résistante aux alcalis, cette fibre inorganique pure est utilisée comme matériau de renforcement dans le béton renforcé de fibres de verre. Dans certaines conditions, elle peut même remplacer l'acier et l'amiante.

1.7.6 Fibre de verre E-CR

Il s'agit d'un verre amélioré, sans bore ni alcali. Sa résistance à l'eau étant près de dix fois supérieure à celle de la fibre de verre sans alcali, il est largement utilisé dans la production de produits résistants à l'eau. De plus, sa très grande résistance aux acides lui vaut une place prépondérante dans la production et l'application de canalisations souterraines. Outre les fibres de verre plus courantes mentionnées précédemment, les scientifiques ont développé un nouveau type de fibre de verre. Sans bore, il répond aux préoccupations environnementales. Ces dernières années, un autre type de fibre de verre a gagné en popularité : la fibre de verre à double composition de verre. On la retrouve notamment dans les produits actuels en laine de verre.

1.8 Identification des fibres de verre

La méthode de distinction des fibres de verre est particulièrement simple : il suffit de les plonger dans de l'eau, de les porter à ébullition et de les laisser reposer pendant 6 à 7 heures. Si les fibres de verre présentent une certaine porosité dans les directions chaîne et trame, il s'agit de fibres de verre fortement alcalines. Selon différentes normes, il existe de nombreuses méthodes de classification des fibres de verre, généralement classées selon leur longueur, leur diamètre, leur composition et leurs performances.

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