ตามรูปทรงและความยาว เส้นใยแก้วสามารถแบ่งออกเป็นเส้นใยต่อเนื่อง เส้นใยความยาวคงที่ และใยแก้วขนาวยาว และตามองค์ประกอบของแก้ว สามารถแบ่งออกเป็นเส้นใยแก้วที่ไม่เป็นด่าง เส้นใยแก้วทนสารเคมี เส้นใยแก้วทนด่างปานกลาง เส้นใยแก้วความแข็งแรงสูง เส้นใยแก้วที่มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูง และเส้นใยแก้วทนด่าง (เส้นใยแก้วทนด่าง) เป็นต้น
วัตถุดิบหลักในการผลิตเส้นใยแก้ว ได้แก่ ทรายควอตซ์ อลูมินาและไพโรฟิลไลต์ หินปูน โดโลไมต์ กรดบอริก โซดาแอช มิราบิไลต์ ฟลูออไรต์ เป็นต้น วิธีการผลิตแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ คือ ประเภทแรกคือการหลอมแก้วให้เป็นเส้นใยโดยตรง และประเภทที่สองคือการหลอมแก้วให้เป็นลูกบอลหรือแท่งแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. ก่อน แล้วจึงนำไปหลอมใหม่ด้วยวิธีต่างๆ เพื่อให้ได้ลูกบอลหรือแท่งแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ถึง 3 มม. เส้นใยละเอียดมากขนาด 80 ไมโครเมตร เส้นใยยาวต่อเนื่องที่ดึงด้วยวิธีการดึงเชิงกลจากแผ่นโลหะผสมแพลทินัมเรียกว่าเส้นใยแก้วต่อเนื่อง หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเส้นใยยาว ส่วนเส้นใยไม่ต่อเนื่องที่ทำโดยใช้ลูกกลิ้งหรือการไหลของอากาศเรียกว่าเส้นใยแก้วความยาวคงที่ หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเส้นใยสั้น
เส้นใยแก้วถูกจำแนกออกเป็นเกรดต่างๆ ตามองค์ประกอบ คุณสมบัติ และการใช้งาน ตามข้อกำหนดของมาตรฐานเกรด เส้นใยแก้วเกรด E เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุฉนวนไฟฟ้า ส่วนเกรด S เป็นเส้นใยชนิดพิเศษ
แก้วที่ใช้ในการผลิตไฟเบอร์กลาสนั้นแตกต่างจากแก้วที่ใช้ในผลิตภัณฑ์แก้วอื่นๆ โดยทั่วไปแล้ว ส่วนประกอบของแก้วสำหรับเส้นใยที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มีดังนี้:
ไฟเบอร์กลาสที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง
เส้นใยชนิดนี้มีคุณสมบัติเด่นคือมีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง ความแข็งแรงดึงของเส้นใยเดี่ยวอยู่ที่ 2800 MPa ซึ่งสูงกว่าเส้นใยแก้วที่ปราศจากด่างประมาณ 25% และโมดูลัสความยืดหยุ่นอยู่ที่ 86000 MPa ซึ่งสูงกว่าเส้นใยแก้ว E ผลิตภัณฑ์ FRP ที่ผลิตจากเส้นใยชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมการทหาร การบินและอวกาศ รถไฟความเร็วสูง พลังงานลม เกราะกันกระสุน และอุปกรณ์กีฬา
ไฟเบอร์กลาส AR
เส้นใยแก้วทนด่าง หรือที่รู้จักกันในชื่อเส้นใยแก้วทนด่าง เป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับคอนกรีตเสริมใยแก้ว (เรียกว่า GRC) เป็นเส้นใยอนินทรีย์คุณภาพสูง และเป็นวัสดุทดแทนเหล็กและใยหินที่เหมาะสมในส่วนประกอบซีเมนต์ที่ไม่รับน้ำหนัก คุณสมบัติของเส้นใยแก้วทนด่าง ได้แก่ ทนด่างได้ดี สามารถต้านทานการกัดกร่อนของสารด่างสูงในซีเมนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีแรงยึดเกาะสูง โมดูลัสยืดหยุ่นสูง ทนแรงกระแทก แรงดึงและแรงดัด ไม่ติดไฟ ทนความเย็นจัด ทนอุณหภูมิ มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงความชื้นสูง ทนการแตกร้าวและการซึมผ่านได้ดีเยี่ยม ออกแบบได้ง่าย ขึ้นรูปง่าย ฯลฯ เส้นใยแก้วทนด่างเป็นวัสดุเสริมแรงชนิดใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุคอนกรีตเสริมเหล็กประสิทธิภาพสูง
กระจก D
หรือที่รู้จักกันในชื่อแก้วไดอิเล็กทริกต่ำ ใช้ในการผลิตเส้นใยแก้วไดอิเล็กทริกต่ำที่มีความแข็งแรงทางไดอิเล็กทริกที่ดี
นอกจากส่วนประกอบใยแก้วที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ปัจจุบันยังมีใยแก้วชนิดใหม่ที่ปราศจากด่าง ซึ่งปราศจากโบรอนโดยสิ้นเชิง ช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แต่คุณสมบัติในการเป็นฉนวนไฟฟ้าและคุณสมบัติทางกลยังคงคล้ายคลึงกับใยแก้ว E แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ยังมีใยแก้วที่มีส่วนประกอบของแก้วสองชั้น ซึ่งใช้ในการผลิตใยแก้ว และกล่าวกันว่ามีศักยภาพในการเสริมแรงใยแก้วอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีใยแก้วที่ปราศจากฟลูออรีน ซึ่งเป็นใยแก้วที่ปราศจากด่างที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม
นอกจากส่วนประกอบใยแก้วที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ปัจจุบันยังมีใยแก้วชนิดใหม่ที่ปราศจากด่าง ซึ่งปราศจากโบรอนโดยสิ้นเชิง ช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แต่คุณสมบัติในการเป็นฉนวนไฟฟ้าและคุณสมบัติทางกลยังคงคล้ายคลึงกับใยแก้ว E แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ยังมีใยแก้วที่มีส่วนประกอบของแก้วสองชั้น ซึ่งใช้ในการผลิตใยแก้ว และกล่าวกันว่ามีศักยภาพในการเสริมแรงใยแก้วอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีใยแก้วที่ปราศจากฟลูออรีน ซึ่งเป็นใยแก้วที่ปราศจากด่างที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม
คุณสามารถแบ่งไฟเบอร์กลาสออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ โดยขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่ใช้และสัดส่วนของวัตถุดิบเหล่านั้น
ต่อไปนี้คือไฟเบอร์กลาส 7 ชนิดที่แตกต่างกัน และการนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน:
แก้วอัลคาไล (แก้วเอ)
แก้วโซดา หรือแก้วโซดาไลม์ เป็นแก้วใยแก้วชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย แก้วอัลคาไลคิดเป็นประมาณ 90% ของแก้วที่ผลิตทั้งหมด เป็นแก้วชนิดที่พบมากที่สุดและใช้ในการผลิตภาชนะแก้ว เช่น กระป๋องและขวดสำหรับอาหารและเครื่องดื่ม และกระจกหน้าต่าง
อุปกรณ์ทำขนมที่ทำจากแก้วโซดาไลม์อบความร้อนก็เป็นตัวอย่างที่ดีของแก้วประเภท A เช่นกัน แก้วประเภทนี้มีราคาไม่แพง ใช้งานได้จริง และค่อนข้างแข็ง เส้นใยแก้วประเภท A สามารถหลอมและทำให้อ่อนตัวได้หลายครั้ง และเป็นเส้นใยแก้วที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรีไซเคิลแก้ว
กระจกทนด่าง AE-glass หรือ AR-glass
กระจก AE หรือ AR ย่อมาจาก Alkali Resistant Glass ซึ่งใช้เป็นพิเศษสำหรับงานคอนกรีต เป็นวัสดุผสมที่ประกอบด้วยเซอร์โคเนีย
การเติมเซอร์โคเนีย ซึ่งเป็นแร่ธาตุแข็งและทนความร้อน ทำให้ใยแก้วชนิดนี้เหมาะสำหรับใช้ในคอนกรีต AR-glass ช่วยป้องกันการแตกร้าวของคอนกรีตโดยให้ความแข็งแรงและความยืดหยุ่น นอกจากนี้ ยังไม่เป็นสนิมง่ายเหมือนเหล็กอีกด้วย
กระจกเคมี
แก้ว C หรือแก้วเคมี ใช้เป็นวัสดุเคลือบผิวชั้นนอกของวัสดุเคลือบหลายชั้นสำหรับท่อและภาชนะบรรจุน้ำและสารเคมี เนื่องจากมีแคลเซียมโบโรซิลิเกตในปริมาณสูงที่ใช้ในกระบวนการผลิตแก้ว จึงมีคุณสมบัติทนต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
กระจก C รักษาความสมดุลทางเคมีและโครงสร้างในทุกสภาพแวดล้อม และค่อนข้างทนต่อสารเคมีที่เป็นด่าง
กระจกไดอิเล็กทริก
เส้นใยแก้วไดอิเล็กทริก (D-glass) นิยมใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องครัว และอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นเส้นใยแก้วชนิดที่เหมาะสมเนื่องจากมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการมีโบรอนไตรออกไซด์เป็นส่วนประกอบ
กระจกอิเล็กทรอนิกส์
ผ้าใยแก้วอี (E-glass หรือ E-fiberglass cloth) เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน เป็นวัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาที่มีการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การเดินเรือ และอุตสาหกรรมทั่วไป คุณสมบัติของอี-แก้วในฐานะเส้นใยเสริมแรงทำให้เป็นที่นิยมในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ เช่น กระถางต้นไม้ กระดานโต้คลื่น และเรือ
เส้นใยแก้วอี-กลาสสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงหรือขนาดใดก็ได้โดยใช้เทคนิคการผลิตที่ง่ายมาก ในขั้นตอนก่อนการผลิต คุณสมบัติของเส้นใยอี-กลาสทำให้สะอาดและปลอดภัยต่อการใช้งาน
กระจกโครงสร้าง
ใยแก้วโครงสร้าง (S glass) มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติทางกล ชื่อทางการค้า R-glass, S-glass และ T-glass ล้วนหมายถึงใยแก้วชนิดเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับใยแก้ว E-glass แล้ว ใยแก้วโครงสร้างมีแรงดึงและโมดูลัสสูงกว่า ใยแก้วชนิดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมป้องกันประเทศและอวกาศ
นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเกราะกันกระสุนแบบแข็งอีกด้วย เนื่องจากเส้นใยแก้วชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูง จึงใช้เฉพาะในอุตสาหกรรมเฉพาะกลุ่มที่มีปริมาณการผลิตจำกัด และนั่นหมายความว่าเส้นใยแก้ว S-glass อาจมีราคาสูง
ไฟเบอร์กลาสแอดแวนเท็กซ์
ใยแก้วชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมัน ก๊าซ และเหมืองแร่ รวมถึงโรงไฟฟ้าและการใช้งานทางทะเล (ระบบบำบัดน้ำเสีย) มันรวมคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของใยแก้วชนิด E เข้ากับความต้านทานการกัดกร่อนของกรดของใยแก้วชนิด E, C และ R จึงใช้ในสภาพแวดล้อมที่โครงสร้างมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนสูง
วันที่เผยแพร่: 11 พฤษภาคม 2565
