أنواع شائعة من حصائر وأقمشة الألياف الزجاجية

حصائر الألياف الزجاجية

1.حصيرة الألياف المقطعة (CSM)خيوط الألياف الزجاجيةيُقطع (وأحيانًا يُقطع أيضًا إلى خيوط متواصلة) إلى أطوال 50 مم، ثم يُرصّ عشوائيًا ولكن بانتظام على سير ناقل شبكي. بعد ذلك، يُضاف مُرَكِّب مُستحلب، أو يُرشّ مُرَكِّب مسحوقي، ثم تُسخّن المادة وتُعالَج لتشكيل حصيرة الخيوط المقطّعة. تُستخدم هذه الحصيرة بشكل أساسي في التشكيل اليدوي، وصناعة الألواح المتواصلة، والقولبة بالقوالب المتطابقة، وعمليات مركبات قولبة الصفائح (SMC). تشمل متطلبات الجودة لهذه الحصيرة ما يلي:

• وزن موحد على كامل العرض.
• توزيع متجانس للخيوط المقطعة على سطح الحصيرة بدون فراغات كبيرة، وتوزيع متجانس للمادة الرابطة.
• قوة متوسطة للحصيرة الجافة.
• خصائص ممتازة لترطيب الراتنج واختراقه.

2.حصيرة الخيوط المتصلة (CFM)تُشكّل خيوط الألياف الزجاجية المتصلة أثناء عملية السحب أو تُفكّ من لفائفها، وتُرصّ على شكل الرقم ثمانية على حزام شبكي متحرك باستمرار، ثم تُربط بمادة رابطة مسحوقية. ولأنّ الألياف في هذه التقنية متصلة، فإنها تُوفّر تعزيزًا أفضل للمواد المركبة مقارنةً بتقنية التشكيل بالحقن. وتُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في عمليات السحب، والقولبة بنقل الراتنج، والقولبة بالأكياس المضغوطة، واللدائن الحرارية المقواة بحصائر الألياف الزجاجية.

3.حصيرة سطحيةتتطلب منتجات البلاستيك المقوى بالألياف (FRP) عادةً طبقة سطحية غنية بالراتنج، والتي تُصنع عادةً باستخدام حصيرة سطحية من زجاج متوسط ​​القلوية (زجاج C). ولأن هذه الحصيرة مصنوعة من زجاج C، فإنها تُكسب البلاستيك المقوى بالألياف مقاومة كيميائية، وخاصةً مقاومة الأحماض. إضافةً إلى ذلك، وبفضل رقتها ودقة أليافها، فإنها تمتص كمية أكبر من الراتنج لتشكيل طبقة غنية به، تغطي نسيج مواد تقوية الألياف الزجاجية (مثل الخيوط المنسوجة) وتُستخدم كطبقة نهائية للسطح.

4.حصيرة إبريةيمكن تصنيفها إلى حصيرة الألياف المقطعة بالإبر وحصيرة الخيوط المتصلة بالإبر.

•  حصيرة من الألياف المقطعة بالإبرتُصنع هذه الحصيرة بتقطيع ألياف زجاجية إلى أطوال 50 مم، ثم تُرصّ عشوائيًا على ركيزة موضوعة مسبقًا على سير ناقل، ثم تُثقب بإبر مسننة. تدفع الإبر الألياف المقطعة إلى داخل الركيزة، بينما ترفع الأشواك بعض الألياف، مُشكّلةً بنية ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تكون الركيزة المستخدمة نسيجًا فضفاضًا من الزجاج أو ألياف أخرى. يتميز هذا النوع من الحصائر المثقبة بملمس يشبه اللباد. تشمل استخداماته الرئيسية مواد العزل الحراري والصوتي، ومواد التبطين، ومواد الترشيح. كما يمكن استخدامه في إنتاج الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك (FRP)، ولكن الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك الناتجة تتميز بقوة أقل ونطاق استخدام محدود.
•  حصيرة إبرة من خيوط متصلةتُصنع هذه المادة عن طريق نثر خيوط الألياف الزجاجية المتصلة عشوائيًا على حزام شبكي متصل باستخدام جهاز نشر الخيوط، ثم تُثقب بلوحة إبرة لتشكيل حصيرة ذات بنية ليفية ثلاثية الأبعاد متشابكة. تُستخدم هذه الحصيرة بشكل أساسي في إنتاج صفائح بلاستيكية حرارية قابلة للختم ومقواة بالألياف الزجاجية.

5.سجادة مخيطةيمكن خياطة ألياف زجاجية مقطعة يتراوح طولها بين 50 مم و60 سم معًا باستخدام آلة خياطة لتشكيل حصيرة من الألياف المقطعة أو حصيرة من الألياف الطويلة. يمكن للأولى أن تحل محل حصيرة الألياف المقطعة التقليدية المُلصقة بمادة رابطة في بعض التطبيقات، بينما يمكن للثانية أن تحل محل حصيرة الألياف الطويلة إلى حد ما. وتتمثل مزاياها المشتركة في عدم استخدام مواد رابطة، وتجنب التلوث أثناء الإنتاج، وأداء جيد في تشريب الراتنج، وانخفاض التكلفة.

أقمشة الألياف الزجاجية

يقدم ما يلي أنواعًا مختلفة من أقمشة الألياف الزجاجية المنسوجة منخيوط الألياف الزجاجية.

1. قماش زجاجيينقسم قماش الألياف الزجاجية المُصنّع في الصين إلى نوعين: خالٍ من القلويات (الألياف الزجاجية E) ومتوسط ​​القلوية (الألياف الزجاجية C). وتستخدم معظم الصناعات الأجنبية الألياف الزجاجية الخالية من القلويات من النوع E. يُستخدم قماش الألياف الزجاجية بشكل أساسي في إنتاج صفائح العزل الكهربائي المختلفة، ولوحات الدوائر المطبوعة، وهياكل المركبات، وخزانات التخزين، والقوارب، والقوالب، وغيرها. أما الألياف الزجاجية متوسطة القلوية فتُستخدم بشكل رئيسي في إنتاج أقمشة التغليف المطلية بالبلاستيك وفي التطبيقات المقاومة للتآكل. وتتحدد خصائص القماش بخصائص الألياف، وكثافة خيوط السدى واللحمة، وبنية الخيوط، ونمط النسيج. وتتحدد كثافة خيوط السدى واللحمة ببنية الخيوط ونمط النسيج. ويحدد الجمع بين كثافة خيوط السدى واللحمة وبنية الخيوط الخصائص الفيزيائية للقماش، مثل الوزن والسماكة وقوة الشد. هناك خمسة أنماط نسيج أساسية: عادي (مشابه للنسيج المتجول)، مائل (بشكل عام ±45 درجة)، ساتان (مشابه للنسيج أحادي الاتجاه)، لينو (النسيج الرئيسي لشبكة الألياف الزجاجية)، و ماتس (مشابه لنسيج أكسفورد).

2.شريط من الألياف الزجاجيةينقسم شريط الألياف الزجاجية إلى نوعين: شريط ذو حافة منسوجة (حافة مسننة) وشريط ذو حافة غير منسوجة (حافة مهترئة). ويكون نمط النسيج الرئيسي بسيطًا. ويُستخدم شريط الألياف الزجاجية الخالي من القلويات غالبًا في تصنيع مكونات المعدات الكهربائية التي تتطلب قوة عالية وخصائص عزل كهربائي جيدة.

3.نسيج أحادي الاتجاه من الألياف الزجاجية

•  نسيج سدى أحادي الاتجاههو نسيج ساتان مكسور أو ساتان طويل الأعمدة، يُنسج بخيوط سدى خشنة وخيوط لحمة دقيقة. يتميز بقوة عالية، خاصة في اتجاه السدى (0°).
• يوجد أيضًانسيج من الألياف الزجاجية أحادي الاتجاهوهو متوفر بنوعي الحياكة السداة والنسيج. ويتميز بخيوط اللحمة الخشنة وخيوط السدى الدقيقة، مع توجيه خيوط الألياف الزجاجية بشكل أساسي في اتجاه اللحمة، مما يوفر قوة عالية في اتجاه اللحمة (90 درجة).

4.نسيج ثلاثي الأبعاد من الألياف الزجاجية (نسيج مجسم)تختلف الأقمشة ثلاثية الأبعاد عن الأقمشة المستوية. فقد تطورت خصائصها البنيوية من أحادية وثنائية الأبعاد إلى ثلاثية الأبعاد، مما يمنح المواد المركبة المدعمة بها تماسكًا وتوافقًا جيدين، ويُحسّن بشكل ملحوظ مقاومة القص بين الطبقات ومقاومة التلف للمواد المركبة. طُوّرت هذه الأقمشة لتلبية الاحتياجات الخاصة لقطاعات الفضاء والطيران والأسلحة والبحرية، وتوسع استخدامها ليشمل الآن السيارات والسلع الرياضية والمعدات الطبية. توجد خمس فئات رئيسية: الأقمشة ثلاثية الأبعاد المنسوجة، والأقمشة ثلاثية الأبعاد المحبوكة، والأقمشة ثلاثية الأبعاد غير المتعامدة وغير المتعامدة وغير المجعدة، والأقمشة ثلاثية الأبعاد المضفرة، وغيرها من أشكال الأقمشة ثلاثية الأبعاد. تشمل أشكال الأقمشة ثلاثية الأبعاد الأشكال الكتلية والعمودية والأنبوبية والمخروطية المجوفة المقطوعة، بالإضافة إلى المقاطع العرضية غير المنتظمة ذات السماكة المتغيرة.

5. نسيج الألياف الزجاجية المُشكّل مسبقًا (نسيج مُشكّل)تتشابه أشكال الأقمشة المُشكّلة مسبقًا إلى حد كبير مع شكل المنتج الذي تُصمّم لتقويته، ويجب نسجها على أنوال مخصصة. تشمل الأقمشة ذات الأشكال المتناظرة: القبعات الكروية، والمخاريط، والقبعات، والأقمشة على شكل دمبل، وما إلى ذلك. كما يمكن إنتاج أشكال غير متناظرة مثل الصناديق وهياكل القوارب.

6.نسيج ذو لب من الألياف الزجاجية (نسيج مخيط عبر السماكة)يتكون النسيج الأساسي من طبقتين متوازيتين من القماش متصلتين بشرائط طولية عمودية. ويمكن أن يكون شكل مقطعه العرضي مثلثًا أو مستطيلًا أو على شكل خلية نحل.

7.نسيج مخيط من الألياف الزجاجية (حصيرة محبوكة أو حصيرة منسوجة)يختلف هذا النوع من الأقمشة عن الأقمشة العادية وعن المفهوم الشائع للسجاد. يتكون النسيج المُخيط عادةً من طبقة واحدة من خيوط السدى وطبقة واحدة من خيوط اللحمة، ثم تُخاطان معًا لتشكيل نسيج. من مزايا الأقمشة المُخيطة:

• يمكن أن يزيد من قوة الشد القصوى، وقوة مقاومة الانفصال تحت الشد، وقوة الانحناء لصفائح الألياف المقواة بالبلاستيك.
• فهو يقلل من وزنمنتجات FRP.
• السطح المستوي يجعل سطح الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك أكثر نعومة.
• يُسهّل هذا الأسلوب عملية التشكيل اليدوي ويُحسّن إنتاجية العمالة. يمكن استخدام هذه المادة المقوية بدلاً من ألياف الكربون المُقوّاة بالبثق (CFM) في إنتاج أنابيب البوليمر المقوى بالألياف (FRP) بتقنية السحب وتقنية قولبة نقل الراتنج (RTM)، كما يمكن استخدامها بدلاً من الألياف المنسوجة في إنتاج أنابيب البوليمر المقوى بالألياف (FRP) بتقنية الصب بالطرد المركزي.