الألياف الزجاجية

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

حزمة من الألياف الزجاجية
حزمة من الألياف الزجاجية
حزمة من الألياف الزجاجية

الألياف الزجاجية ( أو الألياف الزجاجية ) هي مادة تتكون من العديد من الألياف الزجاجية الدقيقة للغاية .

لطالما جرب صانعو الزجاج عبر التاريخ الألياف الزجاجية، لكن الإنتاج الضخم لهذه الألياف لم يصبح ممكناً إلا باختراع أدوات آلية أكثر دقة. في عام ١٨٩٣، عرض إدوارد دروموند ليبي فستاناً في المعرض الكولومبي العالمي، مُدمجاً فيه ألياف زجاجية بقطر وملمس يُشبهان ألياف الحرير . كما توجد الألياف الزجاجية في الطبيعة، مثل شعر بيليه .

الصوف الزجاجي ، وهو أحد المنتجات المعروفة اليوم باسم "الألياف الزجاجية"، اخترعه جيمس سلايتر من أوينز، إلينوي ، في الفترة ما بين عامي 1932 و1933 ، كمادة تُستخدم لعزل المباني حراريًا . [ 1 ] يُسوّق تحت الاسم التجاري "الألياف الزجاجية"، الذي أصبح علامة تجارية عامة . تُصنع الألياف الزجاجية، عند استخدامها كمادة عازلة حراريًا، خصيصًا باستخدام عامل ربط لحجز العديد من الخلايا الهوائية الصغيرة، مما ينتج عنه عائلة منتجات "الصوف الزجاجي" منخفضة الكثافة والمملوءة بالهواء.

تتمتع الألياف الزجاجية بخصائص ميكانيكية مماثلة تقريبًا للألياف الأخرى مثل البوليمرات وألياف الكربون . ورغم أنها ليست بنفس صلابة ألياف الكربون، إلا أنها أرخص بكثير وأقل هشاشة بشكل ملحوظ عند استخدامها في المواد المركبة. تُستخدم المواد المركبة المدعمة بالألياف الزجاجية في الصناعات البحرية وصناعات الأنابيب نظرًا لمقاومتها الجيدة للظروف البيئية، وتحملها الأفضل لأضرار أحمال الصدمات، وقوتها وصلابتها النوعية العالية. [ 2 ]

تكوين الألياف

تُصنع الألياف الزجاجية عندما تُبثق خيوط رقيقة من الزجاج المصنوع من السيليكا أو غيره من أنواع الزجاج إلى ألياف عديدة ذات أقطار صغيرة مناسبة لصناعة النسيج . وقد عُرفت تقنية تسخين الزجاج وسحبه إلى ألياف دقيقة منذ آلاف السنين، ومُورست في مصر والبندقية. [ 3 ] قبل الاستخدام الحديث لهذه الألياف في تطبيقات النسيج، كانت جميع الألياف الزجاجية تُصنع على شكل ألياف أساسية (أي مجموعات من أطوال قصيرة من الألياف).

يعود الفضل في الطريقة الحديثة لإنتاج الصوف الزجاجي إلى جيمس سلايتر، الذي كان يعمل في شركة أوينز-إلينوي للزجاج ( توليدو، أوهايو ). وقدّم سلايتر طلبًا للحصول على براءة اختراع لعملية جديدة لإنتاج الصوف الزجاجي عام 1933. وبدأ الإنتاج التجاري الأول للألياف الزجاجية عام 1936. وفي عام 1938، اندمجت شركة أوينز-إلينوي للزجاج مع شركة كورنينج للزجاج لتشكيل شركة أوينز-كورنينج للألياف الزجاجية . وعندما اندمجت الشركتان لإنتاج الألياف الزجاجية والترويج لها، قدّمتا أليافًا زجاجية متصلة الخيوط . [ 4 ] ولا تزال أوينز-كورنينج حتى اليوم المنتج الرئيسي للألياف الزجاجية في السوق. [ 5 ]

أكثر أنواع الألياف الزجاجية شيوعًا في صناعة الألياف الزجاجية هو زجاج E ، وهو زجاج ألومينو-بوروسيليكات يحتوي على أقل من 1% من أكاسيد القلويات، ويُستخدم بشكل أساسي في صناعة البلاستيك المقوى بالزجاج. وتشمل الأنواع الأخرى المستخدمة: زجاج A (زجاج قلوي-جيري يحتوي على القليل من أكسيد البورون أو لا يحتوي عليه إطلاقًا)، وزجاج E-CR (زجاج مقاوم للكهرباء/الكيمياء؛ ألومينو-بوروسيليكات يحتوي على أقل من 1% من أكاسيد القلويات، ويتميز بمقاومة عالية للأحماض)، وزجاج C (زجاج قلوي-جيري يحتوي على نسبة عالية من أكسيد البورون، ويُستخدم في صناعة الألياف الزجاجية الأساسية والعزل)، وزجاج D (زجاج بوروسيليكات، سُمي بهذا الاسم لانخفاض ثابت العزل الكهربائي فيه)، وزجاج R (زجاج ألومينو-سيليكات خالٍ من أكسيد المغنيسيوم وأكسيد الكالسيوم، ويتميز بمتطلبات ميكانيكية عالية كعامل تقوية )، وزجاج S (زجاج ألومينو-سيليكات خالٍ من أكسيد الكالسيوم ولكنه يحتوي على نسبة عالية من أكسيد المغنيسيوم، ويتميز بقوة شد عالية). [ 6 ]

يمكن استخدام السيليكا النقية (ثاني أكسيد السيليكون)، عند تبريدها على شكل كوارتز منصهر لتتحول إلى زجاج بدون نقطة انصهار حقيقية، كألياف زجاجية لصناعة الألياف الزجاجية، إلا أن عيبها يكمن في ضرورة تشكيلها في درجات حرارة عالية جدًا. ولخفض درجة حرارة التشغيل اللازمة، تُضاف مواد أخرى كعوامل صهر (أي مكونات لخفض نقطة الانصهار). كان الزجاج العادي من النوع A (اختصارًا لـ "القلوي الجيري") أو زجاج الصودا والجير، بعد طحنه وتجهيزه لإعادة الصهر، ويُعرف باسم زجاج الكسر ، أول نوع من الزجاج يُستخدم في صناعة الألياف الزجاجية. أما الزجاج من النوع E (اختصارًا لـ "E" نسبةً إلى استخدامه الأولي في التطبيقات الكهربائية)، فهو خالٍ من القلويات ، وكان أول تركيبة زجاجية تُستخدم في تشكيل الخيوط المتواصلة. ويُشكل الآن معظم إنتاج الألياف الزجاجية في العالم، كما أنه أكبر مستهلك منفرد لمعادن البورون عالميًا. وهو عرضة لهجوم أيونات الكلوريد، ما يجعله خيارًا غير مناسب للتطبيقات البحرية. يُستخدم زجاج S (حيث يشير حرف S إلى "القوة") عندما تكون قوة الشد العالية (معامل المرونة) مهمة، ولذا فهو ذو أهمية في المواد المركبة المستخدمة في البناء وصناعة الطائرات. تُعرف المادة نفسها باسم زجاج R (حيث يشير حرف R إلى "التقوية") في أوروبا. أما زجاج C (حيث يشير حرف C إلى "المقاومة الكيميائية") وزجاج T (حيث يشير حرف T إلى "العزل الحراري" - وهو نوع أمريكي شمالي من زجاج C) فهما مقاومان للهجوم الكيميائي؛ وكلاهما يُستخدم غالبًا في أنواع العزل المصنوعة من الألياف الزجاجية المنفوخة. [ 7 ]

فئات الألياف الشائعة والخصائص المرتبطة بها [ 8 ]
فئةالسمة
أ، قلويزجاج الصودا والجير / قلوية عالية
ج، كيميائيمقاومة كيميائية عالية
D، عازل كهربائيثابت عزل كهربائي منخفض
كهربائيموصلية كهربائية منخفضة
M، معامل المرونةمعامل شد عالي
S، قوةقوة شد عالية
غرض خاص
ECRمقاومة طويلة الأمد للأحماض ومقاومة قصيرة الأمد للقلويات
R و Teقوة شد عالية وخصائص ممتازة في درجات الحرارة العالية

كيمياء

تُعدّ السيليكا ، SiO₂ ، أساس الألياف الزجاجية المستخدمة في صناعة النسيج . توجد السيليكا في صورتها النقية على شكل بوليمر ، (SiO₂ ) ₙ . ليس لها نقطة انصهار حقيقية ، ولكنها تلين حتى 1200 درجة مئوية، حيث تبدأ بالتحلل . عند 1713 درجة مئوية، تتحرك معظم جزيئاتها بحرية. إذا تم بثق الزجاج وتبريده بسرعة عند هذه الدرجة، فلن يتمكن من تكوين بنية منتظمة. [ 9 ] في البوليمر، تُشكّل السيليكا مجموعات SiO₄ التي تتخذ شكل رباعي الأوجه، حيث تقع ذرة السيليكون في المركز، وأربع ذرات أكسجين في الزوايا. تُشكّل هذه الذرات شبكة مترابطة عند الزوايا من خلال مشاركة ذرات الأكسجين .  

تتشابه مستويات الطاقة في الحالة الزجاجية والبلورية للسيليكا (الزجاج والكوارتز ) على المستوى الجزيئي، مما يشير إلى أن الشكل الزجاجي يتمتع بثبات عالٍ للغاية. ولتحفيز التبلور ، يجب تسخينه إلى درجات حرارة أعلى من 1200  درجة مئوية لفترات طويلة. [ 4 ]

على الرغم من أن السيليكا النقية تُعد زجاجًا وأليافًا زجاجيةً قابلةً للاستخدام، إلا أنها تتطلب درجات حرارة عالية جدًا في عمليات التصنيع، وهو ما يُعد عيبًا ما لم تكن هناك حاجة إلى خصائصها الكيميائية المحددة. ومن الشائع إدخال شوائب في الزجاج على شكل مواد أخرى لخفض درجة حرارة تشغيله. كما تُضفي هذه المواد خصائص أخرى متنوعة على الزجاج قد تكون مفيدة في تطبيقات مختلفة. كان أول نوع من الزجاج المستخدم في صناعة الألياف هو زجاج الصودا والجير أو الزجاج A (حيث يشير الحرف A إلى نسبة القلويات التي يحتويها). وهو ليس مقاومًا للقلويات بشكل كبير. أما النوع الأحدث، الخالي من القلويات (أقل من 2%)، وهو الزجاج E، فهو زجاج ألومينوبوروسيليكات. [ 10 ] وقد طُوّر الزجاج C لمقاومة تأثير المواد الكيميائية، وخاصة الأحماض التي تُتلف الزجاج E. [ 10 ] ويُعد الزجاج T نوعًا مُشتقًا من الزجاج C في أمريكا الشمالية. أما الزجاج AR فهو زجاج مقاوم للقلويات. تتميز معظم الألياف الزجاجية بذوبان محدود في الماء، ولكنه يعتمد بشكل كبير على درجة الحموضة . كما أن أيونات الكلوريد تُهاجم أسطح الزجاج E وتُذيبها.

لا ينصهر زجاج E فعليًا، بل يلين، ونقطة التليين هي "درجة الحرارة التي يستطيل عندها ليف قطره 0.55-0.77 مم وطوله 235 مم تحت تأثير وزنه بمعدل 1 مم/دقيقة عند تعليقه رأسيًا وتسخينه بمعدل 5 درجات مئوية في الدقيقة". [ 11 ] تُبلغ نقطة الإجهاد عندما تصل لزوجة الزجاج إلى 10¹⁴.⁵ بويز . أما نقطة التلدين ، وهي درجة الحرارة التي تنخفض عندها الإجهادات الداخلية إلى حد مقبول تجاريًا خلال 15 دقيقة، فتُحدد بلزوجة تبلغ 10¹³ بويز . [ 11 ]  

ملكيات

حراري

تُعدّ أقمشة الألياف الزجاجية المنسوجة عوازل حرارية فعّالة نظرًا لارتفاع نسبة مساحة سطحها إلى وزنها. مع ذلك، فإنّ زيادة مساحة سطحها تجعلها أكثر عرضةً للتآكل الكيميائي. وبفضل قدرتها على حبس الهواء داخلها، تُشكّل كتل الألياف الزجاجية عازلًا حراريًا جيدًا ، حيث تبلغ موصليتها الحرارية حوالي 0.05 واط /(متر· كلفن ). [ 12 ]

الخصائص المختارة

نوع الأليافقوة الشد (ميجا باسكال) [ 13 ]قوة الضغط (ميجا باسكال)معامل يونغ، E

(GPa) [ 14 ]

الكثافة (جم/ سم³ )التمدد الحراري (ميكرومتر/متر·درجة مئوية)درجة حرارة التليين (°م)السعر (دولار/كجم)
زجاج إلكتروني3445108076.02.585846~2
زجاج C [ 14 ]3300--69.02.497.2----
زجاج S-24890160085.52.462.91056حوالي 20

الخواص الميكانيكية

عادةً ما تُختبر قوة الزجاج وتُسجل نتائجها للألياف "الجديدة" أو النقية - أي تلك التي تم تصنيعها حديثًا. وتكون الألياف الأحدث والأرق هي الأقوى لأن الألياف الرقيقة أكثر مرونة. وكلما زاد خدش السطح، قلت المتانة الناتجة . [ 10 ] ولأن الزجاج ذو بنية غير متبلورة ، فإن خصائصه تكون متماثلة على طول الليف وعبره. [ 9 ] وتُعد الرطوبة عاملاً مهماً في قوة الشد. إذ يمتص الزجاج الرطوبة بسهولة ، مما قد يُفاقم الشقوق المجهرية وعيوب السطح، ويُقلل من المتانة.

على عكس ألياف الكربون ، يمكن للزجاج أن يتحمل استطالة أكبر قبل أن ينكسر. [ 9 ] كما يمكن للخيوط الرقيقة أن تنحني لمسافة أبعد قبل أن تنكسر. [ 15 ] وتُعد لزوجة الزجاج المنصهر بالغة الأهمية لنجاح عملية التصنيع. فخلال عملية السحب، وهي العملية التي يُسحب فيها الزجاج الساخن لتقليل قطر الألياف، يجب أن تكون اللزوجة منخفضة نسبيًا. فإذا كانت مرتفعة جدًا، ستنكسر الألياف أثناء السحب. أما إذا كانت منخفضة جدًا، فسيتشكل الزجاج على هيئة قطرات بدلًا من أن يُسحب على شكل ألياف.

عمليات التصنيع

الذوبان

يوجد نوعان رئيسيان من تصنيع الألياف الزجاجية ونوعان رئيسيان من منتجاتها. أولًا، تُصنع الألياف إما بعملية الصهر المباشر أو عملية إعادة الصهر بالرخام . تبدأ كلتا العمليتين بالمواد الخام في حالتها الصلبة، حيث تُخلط المواد معًا وتُصهر في فرن . بعد ذلك، في عملية إعادة الصهر بالرخام، تُقص المادة المنصهرة وتُدحرج إلى كرات زجاجية تُبرد وتُعبأ. تُنقل الكرات الزجاجية إلى مصنع تصنيع الألياف حيث تُوضع في علبة وتُعاد صهرها. يُبثق الزجاج المنصهر إلى البطانة لتشكيله إلى ألياف. أما في عملية الصهر المباشر، فينتقل الزجاج المنصهر من الفرن مباشرةً إلى البطانة لتشكيله. [ 11 ]

تشكيل

تُعدّ صفيحة البطانة أهم جزء في آلات تصنيع الألياف. وهي عبارة عن فرن معدني صغير يحتوي على فوهات يمرّ من خلالها الألياف. تُصنع هذه الصفيحة عادةً من سبيكة البلاتين الممزوجة بالروديوم لزيادة متانتها. يُستخدم البلاتين لأن الزجاج المنصهر يميل بطبيعته إلى ترطيبه . عند استخدام البطانات لأول مرة، كانت مصنوعة من البلاتين النقي، وكان الزجاج يبللها بسهولة بالغة لدرجة أنه يتسرب أسفل الصفيحة بعد خروجه من الفوهة ويتراكم على سطحها السفلي. ونظرًا لتكلفته العالية وميله للتآكل، كان يُخلط البلاتين بالروديوم. في عملية الصهر المباشر، تعمل البطانة كمجمع للزجاج المنصهر، حيث تُسخّن تسخينًا طفيفًا للحفاظ على الزجاج عند درجة الحرارة المناسبة لتكوين الألياف. أما في عملية صهر الرخام، فتؤدي البطانة وظيفة الفرن بشكل أكبر، إذ تُذيب كمية أكبر من المادة. [ 16 ]

تُعدّ البطانات التكلفة الرئيسية في إنتاج الألياف الزجاجية. كما يُعدّ تصميم الفوهة بالغ الأهمية، حيث يتراوح عددها بين 200 و4000 فوهة بمضاعفات العدد 200. ويُعتبر سُمك جدران الفوهة عند منطقة الخروج من أهمّ عناصرها في تصنيع الخيوط المتواصلة. وقد وُجد أن إدخال تجويف مضادّ في هذه المنطقة يُقلّل من التبلّل. ولذلك، تُصمّم الفوهات اليوم بحيث يكون سُمكها عند الخروج في حدّ أدنى. وعندما يتدفّق الزجاج عبر الفوهة، يتشكّل على هيئة قطرة معلّقة من طرفها. وعند سقوطها، تترك خيطًا متصلًا بالفوهة بواسطة سطحها الهلالي ، طالما كانت اللزوجة ضمن النطاق المناسب لتكوين الألياف. وكلما صغر حجم الحلقة الدائرية للفوهة وقلّت سُمك جدارها عند الخروج، زادت سرعة تشكّل القطرة وسقوطها، وقلّت ميلها لتبليل الجزء الرأسي من الفوهة. [ 17 ]  ويؤثّر التوتر السطحي للزجاج على تشكّل السطح الهلالي، ويجب أن يكون حوالي 400 ملي نيوتن/متر للزجاج من النوع E. [ 10 ]

تُعد سرعة السحب (التخفيف) مهمة في تصميم الفوهة. ورغم أن إبطاء هذه السرعة قد يُنتج أليافًا أكثر خشونة، إلا أنه من غير الاقتصادي التشغيل بسرعات لم تُصمم الفوهات من أجلها. [ 4 ]

عملية الخيوط المستمرة

في عملية الغزل المستمر، بعد سحب الألياف، تُضاف طبقة مُحاكية . تُساعد هذه الطبقة على حماية الألياف أثناء لفها على البكرة. وتعتمد الطبقة المُضافة على الاستخدام النهائي. فبينما تُسهّل بعض الطبقات عملية التصنيع، تُحسّن طبقات أخرى من قابلية الألياف للالتصاق بنوع مُعين من الراتنج، إذا ما استُخدمت الألياف في المواد المركبة. [ 11 ] تُضاف الطبقة المُحاكية عادةً بنسبة 0.5-2.0% من الوزن. ثم تتم عملية اللف بسرعة تقارب 1  كم/دقيقة. [ 9 ]

عملية الألياف الأساسية

تُستخدم عدة طرق لتصنيع الألياف الأساسية. يمكن نفخ الزجاج أو تسخينه أو تبخيره بعد خروجه من آلة التشكيل. عادةً ما تُصنع هذه الألياف على شكل حصائر. العملية الأكثر شيوعًا هي العملية الدورانية. في هذه العملية، يدخل الزجاج إلى مغزل دوار، وبسبب قوة الطرد المركزي يُقذف أفقيًا. تدفعه نفاثات الهواء عموديًا، ثم يُضاف إليه مادة رابطة. بعد ذلك، تُشفط الحصيرة إلى غربال، وتُعالج المادة الرابطة في الفرن. [ 18 ]

أمان

ازدادت شعبية الألياف الزجاجية منذ اكتشاف أن الأسبستوس يسبب السرطان، وما تلاه من إزالته من معظم المنتجات. ومع ازدياد شعبيتها، أُثيرت تساؤلات حول سلامة الألياف الزجاجية. تشير الأبحاث إلى أن تركيب الألياف الزجاجية قد يُسبب سمية مشابهة للأسبستوس، كونهما من الألياف السيليكاتية. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

أظهرت دراسات أُجريت على الفئران خلال سبعينيات القرن الماضي أن الألياف الزجاجية التي يقل قطرها عن 3 ميكرومترات ويزيد طولها عن 20 ميكرومترًا تُعدّ "مادة مسرطنة قوية". وبالمثل، خلصت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان في عام 1990 إلى أنه "من المتوقع بشكل معقول أن تكون مادة مسرطنة". ومع ذلك، تُصنّع الألياف الزجاجية عادةً بأقطار أكبر من 3 ميكرومترات. من جهة أخرى، يقول المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين إن الأدلة غير كافية، وأن الألياف الزجاجية تُصنّف ضمن المجموعة A4: "غير قابلة للتصنيف كمادة مسرطنة للإنسان" .   

تزعم رابطة مصنعي مواد العزل في أمريكا الشمالية (NAIMA) أن الألياف الزجاجية تختلف جوهريًا عن الأسبستوس، كونها مادة مصنعة وليست طبيعية. [ 22 ] وتزعم الرابطة أن الألياف الزجاجية "تذوب في الرئتين"، بينما يبقى الأسبستوس في الجسم مدى الحياة. ورغم أن كلاً من الألياف الزجاجية والأسبستوس مصنوعان من خيوط السيليكا، إلا أن NAIMA تدّعي أن الأسبستوس أكثر خطورة بسبب بنيته البلورية، التي تجعله ينقسم إلى قطع أصغر وأكثر خطورة، مستشهدةً بوزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية .

تختلف الألياف الزجاجية الاصطناعية (الألياف الزجاجية) عن الأسبستوس في جانبين قد يفسران جزئيًا على الأقل انخفاض سميتها. فمعظم الألياف الزجاجية الاصطناعية ليست بلورية كالأسبستوس، لذا فهي لا تنقسم طوليًا لتكوين ألياف أرق. كما أنها تتميز عمومًا بثبات بيولوجي أقل بكثير في الأنسجة الحيوية مقارنةً بألياف الأسبستوس، نظرًا لقدرتها على الذوبان والكسر العرضي. [ 23 ]

أظهرت دراسة أجريت عام 1998 على الفئران أن نسبة بقاء الألياف الاصطناعية في الجسم بعد عام واحد تتراوح بين 0.04% و13%، بينما تصل هذه النسبة إلى 27% بالنسبة للأسبستوس الأموسيتي . وقد وُجد أن الألياف التي تبقى لفترة أطول أكثر قدرة على التسبب بالسرطان. [ 24 ]

البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (الألياف الزجاجية)

البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (GRP) هو مادة مركبة أو بلاستيك مقوى بالألياف، مصنوع من بلاستيك مقوى بألياف زجاجية دقيقة. يمكن أن يكون الزجاج على شكل حصيرة من الألياف المقطعة (CSM) أو نسيج منسوج. [ 6 ] [ 25 ]

كما هو الحال مع العديد من المواد المركبة الأخرى (مثل الخرسانة المسلحة )، تعمل المادتان معًا، حيث تتغلب كل منهما على نقاط ضعف الأخرى. فبينما تتميز الراتنجات البلاستيكية بقوتها في تحمل أحمال الضغط وضعيفتها نسبيًا في تحمل أحمال الشد ، تتميز ألياف الزجاج بقوة عالية في تحمل أحمال الشد ولكنها لا تقاوم الضغط. وبدمج هاتين المادتين، يصبح البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية (GRP) مادةً تقاوم قوى الضغط والشد بكفاءة عالية. [ 26 ] يمكن استخدام المادتين بشكل متجانس، أو يمكن وضع الزجاج بشكل محدد في أجزاء الهيكل التي ستتعرض لأحمال الشد. [ 6 ] [ 25 ]

الاستخدامات

تشمل استخدامات الألياف الزجاجية العادية صناعة الحصائر والأقمشة للعزل الحراري والكهربائي والصوتي ، بالإضافة إلى الأقمشة عالية المتانة أو المقاومة للحرارة والتآكل. كما تُستخدم لتقوية مواد متنوعة، مثل أعمدة الخيام، وأعمدة القفز بالزانة ، والسهام ، والأقواس ، والنشاب ، وألواح التسقيف الشفافة، وهياكل السيارات ، وعصي الهوكي ، وألواح التزلج على الماء ، وهياكل القوارب ، وورق الكرتون المقوى . وقد استُخدمت لأغراض طبية في صناعة الجبائر. وتُستخدم الألياف الزجاجية على نطاق واسع في صناعة خزانات وأوعية البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية . [ 6 ] [ 25 ]

تُستخدم شبكات الألياف الزجاجية ذات النسيج المفتوح لتقوية رصف الأسفلت. [ 27 ] كما تُستخدم حصائر من مزيج الألياف الزجاجية/البوليمر غير المنسوجة مشبعة بمستحلب الأسفلت ومغطاة بالأسفلت، مما يُنتج غشاءً مقاومًا للماء والتشقق. ويُبشر استخدام قضبان التسليح البوليمرية المقواة بالألياف الزجاجية بدلاً من قضبان التسليح الفولاذية بنتائج واعدة في المناطق التي يُراد فيها تجنب تآكل الفولاذ. [ 28 ]

الاستخدامات المحتملة

شهدت الألياف الزجاجية مؤخرًا استخدامًا في التطبيقات الطبية الحيوية للمساعدة في استبدال المفاصل [ 29 ] ، حيث يُمكن لتوجيه المجال الكهربائي لألياف الفوسفات الزجاجية القصيرة تحسين خصائص تكوين العظام من خلال تكاثر الخلايا العظمية وتحسين التركيب الكيميائي للسطح . وثمة استخدام محتمل آخر في التطبيقات الإلكترونية [ 30 ] ، حيث تُساعد الألياف الزجاجية القائمة على الصوديوم أو تحل محل الليثيوم في بطاريات أيونات الليثيوم نظرًا لخصائصها الإلكترونية المُحسّنة.

دور إعادة التدوير في صناعة الألياف الزجاجية

يمكن لمصنعي عوازل الألياف الزجاجية استخدام الزجاج المعاد تدويره . تحتوي ألياف الزجاج المعاد تدويره على ما يصل إلى 40% من الزجاج المعاد تدويره. [ 31 ] [ 32 ]

انظر أيضاً

ملاحظات ومراجع

  1. ↑ براءة اختراع سلايتر للصوف الزجاجي . طلب ​​عام 1933، تم منحها عام 1938.
  2. ↑ ساتيشكومار، تي بي؛ ساتيشكومار، إس؛ نافين، جيه (يوليو 2014). "مركبات البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية - مراجعة". مجلة البلاستيك المقوى والمركبات . 33 (13): 1258-1275 . doi : 10.1177/0731684414530790 . S2CID 136242178 . 
  3. ↑ الألياف غير العضوية والمركبة . إلسيفير. 2018. doi : 10.1016/C2016-0-04634-X . ISBN 978-0-08-102228-3.
  4. 1 2 3 لوينشتاين، ك. ل. (1973). تكنولوجيا تصنيع الألياف الزجاجية المتصلة . نيويورك: إلسيفير ساينتيفيك. ص 2-94 . ISBN  978-0-444-41109-9.
  5. ↑ "تقييم السوق وتحليل الأثر لاستحواذ شركة أوينز كورنينج على أعمال التعزيز والمواد المركبة لشركة سان جوبان" . أغسطس 2007. مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه في 16 يوليو 2009 .
  6. 1 2 3 4 إي. فيتزر؛ وآخرون . (2000). “الألياف، 5. الاصطناعية غير العضوية”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. دوى : 10.1002/14356007.a11_001 . رقم ISBN  978-3527306732.
  7. ↑ الألياف الزجاجية . Redorbit.com (2014-06-20). تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-06-02.
  8. ↑ دليل ASM . ASM International. لجنة الدليل. ( الطبعة العاشرة). ماتيريالز بارك، أوهايو: ASM International. 2001. الصفحات 27-29 . ISBN   978-1-62708-011-8. OCLC 712545628 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  9. 1 2 3 4 غوبتا، في بي؛ في كي كوثاري (1997). تكنولوجيا الألياف المصنعة . لندن: تشابمان وهول. الصفحات 544-546 . ISBN  978-0-412-54030-1.
  10. 1 2 3 4 فولف، ميلوس ب. (1990). المدخل التقني للزجاج . نيويورك: إلسيفير. ISBN 978-0-444-98805-8.
  11. 1 2 3 4 لوبين، جورج، محرر. (1975). دليل الألياف الزجاجية والمركبات البلاستيكية المتقدمة . هنتنغدون، نيويورك: روبرت إي. كريجر.
  12. ↑ إنكروبيرا، فرانك ب.؛ دي ويت، ديفيد ب. (1990). أساسيات انتقال الحرارة والكتلة ( الطبعة الثالثة). جون وايلي وأولاده . ص. A11. ISBN   978-0-471-51729-0.
  13. ↑ فريدريك ت. والينبرغر؛ بول أ. بينغهام (أكتوبر 2009). الألياف الزجاجية وتكنولوجيا الزجاج: تركيبات وتطبيقات موفرة للطاقة . سبرينغر. ص 211–. ISBN  978-1-4419-0735-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2011 .
  14. 1 2 هول، د.؛ كلاين، ت. و.، محرران (1996)، "الألياف والمصفوفات" ، مقدمة في المواد المركبة ، سلسلة علوم الحالة الصلبة في كامبريدج ( الطبعة الثانية)، كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج، ص 15، doi : 10.1017/cbo9781139170130.004 ، ISBN   978-1-139-17013-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-11-07
  15. ↑ Hillermeier KH, Melliand Textilberichte 1/1969, Dortmund-Mengede, pp. 26–28, "الألياف الزجاجية - خصائصها المتعلقة بقطر ألياف الشعيرة".
  16. ↑ لوينشتاين، ك. ل. (1973). تكنولوجيا تصنيع الألياف الزجاجية المتصلة . نيويورك: إلسيفير ساينتيفيك. ص 91. ISBN  978-0-444-41109-9.
  17. ↑ لوينشتاين، ك. ل. (1973). تكنولوجيا تصنيع الألياف الزجاجية المتصلة . نيويورك: إلسيفير ساينتيفيك. ص 94. ISBN  978-0-444-41109-9.
  18. ↑ موهر، جي جي؛ دبليو بي رو (1978). الألياف الزجاجية . أتلانتا: فان نوستراند ريندهولد. ص 13. ISBN  978-0-442-25447-6.
  19. ↑ جون فولر (24 مارس 2008). "الألياف الزجاجية والأسبستوس" . هل العزل خطير؟ تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2010 .
  20. ↑ "الألياف الزجاجية" . جامعة يشيفا . مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 27 أغسطس 2010 .
  21. ↑ إنفانتي، بي إف؛ شومان، إل دي؛ هوف، جيه (1996). "عزل الألياف الزجاجية والسرطان: ردّ ومناقشة". المجلة الأمريكية للطب الصناعي . 30 (1): 113-20 . doi : 10.1002/(sici)1097-0274(199607)30:1 < 113::aid-ajim21 > 3.3.co ; 2-n . PMID 16374937 . 
  22. ↑ "ماذا تُظهر الأبحاث حول صحة وسلامة الألياف الزجاجية؟" . أسئلة شائعة حول عزل الألياف الزجاجية . NAIMA. مؤرشف من الأصل في 13 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه في 27 أغسطس 2010 .
  23. ↑ الملف السمّي للألياف الزجاجية الاصطناعية (وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية، خدمات الصحة العامة، وكالة تسجيل المواد السامة والأمراض)، سبتمبر 2004، ص 17.
  24. ↑ تي دبليو هيستربيرغا، جي تشاسيب، سي أكستنك، 1، دبليو سي ميليرا، آر بي موسلماند، أو كامستروب، جيه هادلي، سي مورشيدتغ، دي إم بيرنشتاين، وبي ثيفيناز (2 أغسطس 1998). "الاستمرار الحيوي للألياف الزجاجية الاصطناعية وأسبستوس الأموسيت في رئة الجرذ بعد الاستنشاق". علم السموم وعلم الأدوية التطبيقي . 151 (2): 262-275 . Bibcode : 1998ToxAP.151..262H . doi : 10.1006/taap.1998.8472 . PMID 9707503 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  25. 1 2 3 إلشنر، ب؛ وآخرون . (2000). “المواد المركبة”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. دوى : 10.1002/14356007.a07_369 . رقم ISBN  978-3527306732.
  26. ↑ إرهارد، غونتر. التصميم باستخدام البلاستيك . ترجمة مارتن طومسون. ميونيخ: دار هانسر للنشر، 2006.
  27. ↑ "معالجة التشققات الانعكاسية باستخدام GlasGrid" (ملف PDF) . أخبار CTIP . 2010. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 فبراير 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 سبتمبر 2013 .
  28. ↑ "الفولاذ مقابل قضبان التسليح المصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك؟" . الطرق العامة . سبتمبر-أكتوبر 2005. تم الاطلاع عليه في 1 سبتمبر 2013 .
  29. ↑ توجيه ألياف زجاجية فوسفاتية قصيرة على الفولاذ المقاوم للصدأ بمساعدة المجال الكهربائي للتطبيقات الطبية الحيوية، تشيانغ تشين، جياجيا جينغ، هونغفي تشي، إفتي أحمد، هايو يانغ، شيانهو ليو، تي إل لو، وألدو ر. بوكاتشيني ، مجلة ACS للمواد والتطبيقات، 2018، 10 (14)، 11529-11538، DOI: 10.1021/acsami.8b01378
  30. ↑ ناندي، إس.، جافي، إيه إم، غويا، كيه إف، وديتز، إيه جي (2019). براءة اختراع أمريكية رقم US10193138. واشنطن العاصمة: مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي.
  31. ↑ جهود جديدة لإعادة التدوير تهدف إلى دفع مدينة كانساس سيتي نحو تبني ممارسات صديقة للبيئة في إعادة تدوير الزجاج ، صحيفة كانساس سيتي ستار، 14 أكتوبر 2009
  32. ↑ الأسئلة الشائعة حول عزل الألياف الزجاجية . رابطة مصنعي العزل في أمريكا الشمالية