ข้อดีของใยแก้วในอุปกรณ์เคมีที่ใช้กราไฟต์เป็นส่วนประกอบหลัก

กราไฟต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์ทางเคมี เนื่องจากมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม นำไฟฟ้าได้ดี และมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง อย่างไรก็ตาม กราไฟต์มีคุณสมบัติทางกลค่อนข้างอ่อนแอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะการกระแทกและการสั่นสะเทือนใยแก้วในฐานะวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง กราไฟต์มีข้อดีมากมายเมื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์เคมีที่ใช้กราไฟต์เป็นส่วนประกอบหลัก เนื่องจากทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า ข้อดีที่สำคัญ ได้แก่:

(1) ประสิทธิภาพเชิงกลที่ได้รับการปรับปรุง

ความแข็งแรงดึงของเส้นใยแก้วสามารถสูงถึง 3,450 เมกะปาสคาล ซึ่งสูงกว่ากราไฟต์มาก ซึ่งโดยทั่วไปมีความแข็งแรงดึงเพียง 10 ถึง 20 เมกะปาสคาล การผสมเส้นใยแก้วลงในวัสดุกราไฟต์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงกลโดยรวมของอุปกรณ์ได้อย่างมาก รวมถึงความต้านทานต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน

(2) ความต้านทานการกัดกร่อน

ใยแก้วมีความทนทานต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายส่วนใหญ่ได้ดีเยี่ยม ในขณะที่กราไฟต์เองก็มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงเช่นกันใยแก้วอาจให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง เช่น สภาวะอุณหภูมิสูงและความดันสูง บรรยากาศออกซิไดซ์ หรือสภาพแวดล้อมที่มีกรดไฮโดรฟลูออริก

(3) คุณสมบัติทางความร้อนที่ดีขึ้น

เส้นใยแก้วมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ต่ำมาก ประมาณ 5.0×10−7/°C ซึ่งช่วยให้โครงสร้างคงรูปทรงภายใต้ความเครียดจากความร้อน นอกจากนี้ จุดหลอมเหลวสูง (1,400–1,600°C) ยังทำให้ทนต่ออุณหภูมิสูงได้อย่างดีเยี่ยม คุณลักษณะเหล่านี้ช่วยให้อุปกรณ์กราไฟต์เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและฟังก์ชันการทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูงโดยมีการเสียรูปน้อยที่สุด

(4) ข้อได้เปรียบด้านน้ำหนัก

ด้วยความหนาแน่นประมาณ 2.5 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร เส้นใยแก้วจึงหนักกว่ากราไฟต์เล็กน้อย (2.1–2.3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) แต่เบากว่าวัสดุโลหะอย่างเหล็กหรืออะลูมิเนียมอย่างมาก การผสมผสานเส้นใยแก้วเข้ากับอุปกรณ์กราไฟต์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยไม่เพิ่มน้ำหนักมากนัก ทำให้ยังคงรักษาน้ำหนักที่เบาและพกพาสะดวกของอุปกรณ์ไว้ได้

(5) ประสิทธิภาพด้านต้นทุน

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงอื่นๆ (เช่น คาร์บอนไฟเบอร์) ใยแก้วมีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่า ทำให้มีข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่:

ต้นทุนวัตถุดิบ:ใยแก้วโดยส่วนใหญ่ใช้กระจกราคาถูก ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์ต้องใช้อะคริโลไนไตรล์ที่มีราคาแพง

ต้นทุนการผลิต: วัสดุทั้งสองชนิดต้องผ่านกระบวนการที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง แต่การผลิตเส้นใยคาร์บอนนั้นมีขั้นตอนที่ซับซ้อนเพิ่มเติม (เช่น การพอลิเมอไรเซชัน การทำให้เสถียรด้วยการออกซิเดชัน การคาร์บอนไนเซชัน) ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงขึ้น

การรีไซเคิลและการกำจัด: เส้นใยคาร์บอนรีไซเคิลได้ยากและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมหากจัดการไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ต้นทุนการกำจัดสูงขึ้น ในทางตรงกันข้าม เส้นใยแก้วจัดการได้ง่ายกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน