ข้อดีของไฟเบอร์กลาสในอุปกรณ์เคมีที่ใช้กราไฟท์

กราไฟต์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์เคมี เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อน การนำไฟฟ้า และความเสถียรทางความร้อนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม กราไฟต์มีสมบัติเชิงกลที่ค่อนข้างอ่อนแอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะการกระแทกและการสั่นสะเทือนไฟเบอร์กลาสในฐานะวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์เคมีที่ใช้กราไฟต์ เนื่องจากมีความทนทานต่อความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า ข้อดีเฉพาะ ได้แก่:

(1) เพิ่มประสิทธิภาพเชิงกล

ความแข็งแรงดึงของใยแก้วสามารถสูงถึง 3,450 MPa ซึ่งสูงกว่ากราไฟต์ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 MPa การนำใยแก้วมาผสมกับวัสดุกราไฟต์จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงกลโดยรวมของอุปกรณ์ได้อย่างมาก รวมถึงความทนทานต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน

(2) ความต้านทานการกัดกร่อน

เส้นใยแก้วมีความทนทานต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายส่วนใหญ่ได้อย่างดีเยี่ยม แม้ว่ากราไฟต์เองจะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงไฟเบอร์กลาสอาจมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง เช่น สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง บรรยากาศที่มีออกซิไดซ์ หรือสภาพแวดล้อมที่มีกรดไฮโดรฟลูออริก

(3) คุณสมบัติทางความร้อนที่ได้รับการปรับปรุง

ใยแก้วมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ต่ำมาก ประมาณ 5.0×10−7/°C จึงมั่นใจได้ถึงเสถียรภาพเชิงมิติภายใต้สภาวะความเค้นทางความร้อน นอกจากนี้ จุดหลอมเหลวที่สูง (1,400–1,600°C) ยังให้ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้อย่างยอดเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์กราไฟต์เสริมใยแก้วสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง โดยเกิดการเสียรูปน้อยที่สุด

(4) ข้อดีเรื่องน้ำหนัก

ด้วยความหนาแน่นประมาณ 2.5 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ใยแก้วจึงมีน้ำหนักมากกว่ากราไฟต์เล็กน้อย (2.1–2.3 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) แต่เบากว่าวัสดุโลหะอย่างเหล็กหรืออะลูมิเนียมอย่างมาก การนำใยแก้วมาผสมกับอุปกรณ์กราไฟต์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นมากนัก จึงยังคงรักษาคุณสมบัติน้ำหนักเบาและพกพาสะดวกของอุปกรณ์ไว้ได้

(5) ประสิทธิภาพด้านต้นทุน

เมื่อเทียบกับคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงอื่นๆ (เช่น คาร์บอนไฟเบอร์) ไฟเบอร์กลาสมีต้นทุนคุ้มค่ากว่า จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่:

ต้นทุนวัตถุดิบ:ไฟเบอร์กลาสส่วนใหญ่ใช้กระจกราคาถูก ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์ต้องอาศัยอะคริโลไนไตรล์ซึ่งมีราคาแพง

ต้นทุนการผลิต: วัสดุทั้งสองชนิดต้องใช้การแปรรูปที่อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง แต่การผลิตเส้นใยคาร์บอนเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ซับซ้อนเพิ่มเติม (เช่น การเกิดพอลิเมอไรเซชัน การทำให้เสถียรด้วยออกซิเดชัน การทำให้เป็นคาร์บอน) ส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้น

การรีไซเคิลและการกำจัด: คาร์บอนไฟเบอร์รีไซเคิลได้ยากและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมหากจัดการอย่างไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ต้นทุนการกำจัดสูงขึ้น ในทางกลับกัน ไฟเบอร์กลาสสามารถจัดการได้ง่ายกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อหมดอายุการใช้งาน