التطبيق الحالي لـألياف زجاجية عالية المعامليتركز هذا المجال بشكل أساسي في صناعة شفرات توربينات الرياح. وإلى جانب التركيز على زيادة معامل المرونة، من الضروري أيضًا التحكم في كثافة ألياف الزجاج لتحقيق معامل مرونة نوعي مناسب، يلبي متطلبات الصلابة العالية وخفة الوزن. في الوقت نفسه، يُعد تطوير ألياف زجاجية قابلة لإعادة التدوير ذات معامل مرونة عالٍ أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز التنمية المستدامة لصناعة المواد المركبة. تحتاج صناعة ألياف الزجاج إلى توسيع نطاق استخدام ألياف الزجاج ذات معامل المرونة العالي لتشمل تطبيقات أوسع في المواد المركبة، حيث يُعد معامل المرونة والصلابة من المتطلبات الأساسية، وذلك من خلال تحسين معامل المرونة، وخفض التكاليف، وإضافة وظائف إضافية.
(1) معامل مرونة نوعي أعلى
عند تطوير ألياف زجاجية عالية معامل المرونة، بالإضافة إلى التركيز على تحسين معامل المرونة، يجب مراعاة تأثير الكثافة. حاليًا، تتميز الألياف الزجاجية عالية معامل المرونة (90-95 جيجا باسكال) بكثافة تتراوح بين 2.6 و2.7 جم/سم³. لذا، مع زيادة معامل المرونة، ينبغي التحكم في كثافة الألياف الزجاجية ضمن نطاق معقول لتعزيز معامل مرونتها النوعي، وتحقيق الهدف المنشود المتمثل في الصلابة العالية وخفة الوزن للمنتجات المركبة.
(2) تكلفة أقل
بالمقارنة مع ألياف الزجاج E-CR ذات معامل المرونة العادي،ألياف زجاجية عالية المرونةتُعاني الألياف الزجاجية عالية المعامل من ارتفاع التكاليف وأسعار البيع، مما يحدّ من استخدامها في العديد من المجالات. لذا، يُعدّ تطوير ألياف زجاجية عالية المعامل منخفضة التكلفة أمرًا بالغ الأهمية. وتعود تكلفة هذه الألياف بشكل رئيسي إلى تكاليف تركيبها وتصنيعها. أولًا، غالبًا ما تتضمن تركيبات الألياف الزجاجية عالية المعامل أكاسيدًا أرضية نادرة أو أكسيد الليثيوم، وهي مواد باهظة الثمن، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف المواد الخام. ثانيًا، نظرًا لارتفاع درجات حرارة التشكيل المطلوبة لتركيبات الألياف الزجاجية عالية المعامل، يزداد استهلاك الطاقة، مما يؤثر أيضًا على عمر الأفران والبطانات. تُسهم هذه العوامل في نهاية المطاف في زيادة تكاليف التصنيع. ولتحقيق خفض التكاليف، بالإضافة إلى الابتكار في التركيبات، يلزم أيضًا تطوير مبتكر في عملية الإنتاج، مع التركيز على المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في الأفران، ومواد البطانات، والتصميم.
(3) وظائف أخرى محسّنة
تتطلب تطبيقات الألياف الزجاجية عالية المرونة، التي تتجاوز شفرات توربينات الرياح، دمج متطلبات وظيفية إضافية، مثل معامل تمدد منخفض وثابت عزل كهربائي منخفض. وهذا من شأنه أن يُمكّن من توسيع نطاق استخدامها ليشمل مجالات مثل لوحات الدوائر المطبوعة، ومكونات السيارات عالية الدقة، أو البنية التحتية لشبكات الجيل الخامس.
(4) ألياف زجاجية عالية المرونة قابلة لإعادة التدوير
يواجه قطاع المواد المركبة، نظراً لتركيزه المتزايد على حماية البيئة والتنمية المستدامة، مشكلات تتعلق بإعادة تدوير المواد وتدهورها. ويُعدّ هذا الأمر مصدر قلق بالغ أيضاً لقطاع صناعة شفرات توربينات الرياح. عند تطويرألياف زجاجية عالية المعاملينبغي النظر في حلول إعادة تدوير الألياف المستقبلية. ويشمل ذلك تحسين تركيبات المواد الخام للحد من التلوث البيئي أثناء عملية الإنتاج، وزيادة معدل الاستخلاص لتطوير حلول مستدامة للألياف الزجاجية عالية المرونة.
تاريخ النشر: 5 أغسطس 2025
