ไฟเบอร์กลาส: คุณสมบัติ กระบวนการผลิต และตลาด

องค์ประกอบและคุณสมบัติของไฟเบอร์กลาส
ส่วนประกอบหลักได้แก่ ซิลิกา อลูมินา แคลเซียมออกไซด์ โบรอนออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ โซเดียมออกไซด์ เป็นต้น โดยสามารถแบ่งประเภทตามปริมาณด่างในแก้วได้ดังนี้:
①ไฟเบอร์กลาสที่ไม่เป็นด่าง(โซเดียมออกไซด์ 0% ~ 2% เป็นแก้วอะลูมิเนียมโบโรซิลิเคต)
② ไฟเบอร์กลาสด่างปานกลาง (โซเดียมออกไซด์ 8% ~ 12% เป็นแก้วโซดาไลม์ซิลิเกตที่มีโบรอนหรือไม่มีโบรอน) และไฟเบอร์กลาสด่างสูง(โซเดียมออกไซด์ 13% ขึ้นไป คือ แก้วโซดาไลม์ซิลิเกต)
คุณสมบัติ: ใยแก้วมีคุณสมบัติเด่นกว่าเส้นใยอินทรีย์ ทนความร้อนสูง ไม่ติดไฟ ทนต่อการกัดกร่อน เป็นฉนวนกันความร้อน เป็นฉนวนกันเสียง มีความแข็งแรงดึงสูง และเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี แต่เปราะและทนต่อการสึกหรอต่ำ ใช้ในการผลิตพลาสติกเสริมแรงหรือยางเสริมแรง โดยใยแก้วมีคุณสมบัติเป็นวัสดุเสริมแรงดังต่อไปนี้:
① มีความแข็งแรงดึงสูง ยืดตัวน้อย (3%)
② มีค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นสูง มีความแข็งแกร่งดี
③ มีความยืดหยุ่นสูงภายในขีดจำกัดความยืดหยุ่นและมีความแข็งแรงดึงสูง จึงสามารถดูดซับพลังงานจากการกระแทกได้มาก
④ เส้นใยอนินทรีย์ ไม่ติดไฟ ทนต่อสารเคมีได้ดี
2. การดูดซับน้ำน้อย
⑥, ความเสถียรของคราบตะกรันและความทนทานต่อความร้อนอยู่ในระดับดี
⑦ มีคุณสมบัติในการแปรรูปได้ดี สามารถนำไปทำเป็นเส้นใย มัด สักหลาด ผ้า และผลิตภัณฑ์รูปแบบอื่นๆ ได้หลากหลาย
⑧ โปร่งใสและแสงสามารถส่องผ่านได้
⑨ ยึดเกาะกับเรซินได้ดี
2. ราคาไม่แพง
⑪ ไม่ติดไฟง่าย สามารถหลอมเป็นเม็ดแก้วได้ที่อุณหภูมิสูง

กระบวนการผลิตของไฟเบอร์กลาส
กระบวนการผลิตไฟเบอร์กลาสมีสองประเภท:
การขึ้นรูปสองแบบ: วิธีการดึงขึ้นรูปด้วยเบ้าหลอม
การขึ้นรูปครั้งเดียว: วิธีการดึงขึ้นรูปด้วยเตาเผาแบบสระน้ำ
กระบวนการผลิตเส้นใยแก้วด้วยการดึงเส้นใยโดยใช้เบ้าหลอมนั้น เริ่มจากหลอมวัตถุดิบแก้วที่อุณหภูมิสูงให้เป็นลูกแก้ว แล้วจึงนำลูกแก้วนั้นไปหลอมอีกครั้งและดึงด้วยความเร็วสูงเพื่อให้ได้เส้นใยแก้วดิบ กระบวนการนี้มีข้อเสียหลายประการ เช่น การใช้พลังงานสูง กระบวนการขึ้นรูปไม่เสถียร ผลผลิตแรงงานต่ำ และอื่นๆ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วผู้ผลิตเส้นใยแก้วรายใหญ่ได้ยกเลิกกระบวนการนี้ไปแล้ว
วิธีการผลิตเส้นใยแก้วด้วยเตาเผาแบบพูล (Pool kiln) คือการหลอมคลอไรต์และวัตถุดิบอื่นๆ ในเตาเผาให้เป็นสารละลายแก้ว โดยไล่ฟองอากาศผ่านทางเดินไปยังแผ่นระบายอากาศที่มีรูพรุน ทำให้เกิดการดึงเส้นใยแก้วด้วยความเร็วสูง เตาเผาสามารถเชื่อมต่อแผ่นระบายอากาศได้หลายร้อยแผ่นผ่านทางเดินหลายทางเพื่อการผลิตพร้อมกัน กระบวนการนี้เรียบง่าย ประหยัดพลังงาน การขึ้นรูปมีเสถียรภาพ ประสิทธิภาพสูง และให้ผลผลิตสูง ทำให้สามารถผลิตแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบในระดับใหญ่ได้ และกลายเป็นกระบวนการผลิตหลักในระดับสากล โดยกระบวนการผลิตเส้นใยแก้วคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 90% ของการผลิตทั่วโลก

ตลาดไฟเบอร์กลาส
ตามวัตถุดิบที่เลือกใช้ในการผลิต ไฟเบอร์กลาสสามารถแบ่งออกเป็นแบบไม่เป็นด่าง แบบเป็นด่างปานกลาง และแบบไม่เป็นด่างด่างสูงและไฟเบอร์กลาสชนิดพิเศษตามลักษณะที่ปรากฏของเส้นใย ใยแก้วสามารถแบ่งออกเป็นใยแก้วต่อเนื่อง ใยแก้วความยาวคงที่ และใยแก้วขนาวยาว ตามความแตกต่างของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยเดี่ยว ใยแก้วสามารถแบ่งออกเป็นเส้นใยละเอียดมาก (เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 4 ไมโครเมตร) เส้นใยละเอียด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 3-10 ไมโครเมตร) เส้นใยขนาดกลาง (เส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 20 ไมโครเมตร) และเส้นใยหยาบ (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 ไมโครเมตร) ตามคุณสมบัติที่แตกต่างกันของเส้นใย ใยแก้วสามารถแบ่งออกเป็นใยแก้วธรรมดา ใยแก้วทนกรดและด่างเข้มข้น และใยแก้วทนกรดเข้มข้นไฟเบอร์กลาสทนอุณหภูมิสูงไฟเบอร์กลาสที่มีความแข็งแรงสูง และอื่นๆ