ข่าว

นี่เป็นคำถามที่ยอดเยี่ยมซึ่งเกี่ยวข้องกับแก่นแท้ของผลกระทบที่การออกแบบโครงสร้างวัสดุมีต่อประสิทธิภาพการทำงาน

พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือผ้าใยแก้วขยายตัวไม่ได้ใช้เส้นใยแก้วที่มีความทนทานต่อความร้อนสูงกว่า แต่โครงสร้าง "ขยายตัว" ที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการเป็นฉนวนความร้อนโดยรวมได้อย่างมากในฐานะ "ผ้า" ทำให้สามารถปกป้องวัตถุที่อยู่ด้านล่างในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ในขณะเดียวกันก็ปกป้องเส้นใยของตัวเองจากการเสียหายได้ง่าย

คุณสามารถเข้าใจได้แบบนี้: ทั้งสองแบบใช้ "วัสดุ" ใยแก้วชนิดเดียวกัน มีความทนทานต่ออุณหภูมิเท่ากัน แต่ "โครงสร้าง" ของผ้าขยายตัวทำให้ผ้าชนิดนี้มีประสิทธิภาพดีกว่ามากในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ด้านล่างนี้ เราจะอธิบายโดยละเอียดว่าเหตุใด “ประสิทธิภาพในการทนต่ออุณหภูมิ” จึงเหนือกว่า โดยผ่านประเด็นสำคัญหลายประการ:

1. เหตุผลหลัก: โครงสร้างปฏิวัติวงการ – “ชั้นอากาศฟูนุ่ม”

นี่คือปัจจัยพื้นฐานและสำคัญที่สุด

• ผ้าใยแก้วมาตรฐานทอแน่นจากเส้นด้ายยืนและเส้นด้ายพุ่ง ทำให้เกิดโครงสร้างที่หนาแน่นโดยมีปริมาณอากาศภายในน้อยที่สุด ความร้อนสามารถถ่ายเทได้อย่างรวดเร็วผ่านเส้นใยเอง (การนำความร้อนแบบของแข็ง) และช่องว่างระหว่างเส้นใย (การพาความร้อน)
• ผ้าใยแก้วขยายตัวผ้าชนิดนี้ผ่านกระบวนการ "ขยาย" พิเศษหลังการทอ เส้นด้ายยืนเป็นเส้นด้ายมาตรฐาน ในขณะที่เส้นด้ายพุ่งเป็นเส้นด้ายขยาย (เส้นด้ายหลวมมาก) ซึ่งทำให้เกิดช่องว่างอากาศเล็กๆ จำนวนมากต่อเนื่องกันอยู่ภายในเนื้อผ้า

อากาศเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ช่องว่างอากาศที่นิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการ:

• ขัดขวางการนำความร้อน: ลดช่องทางการสัมผัสและการถ่ายเทความร้อนระหว่างวัสดุที่เป็นของแข็งอย่างมีนัยสำคัญ
• ป้องกันการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน: ห้องอากาศขนาดเล็กจะปิดกั้นการเคลื่อนที่ของอากาศ ทำให้การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนหยุดลง

2. ประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนขั้นสูง (TPP) — การปกป้องวัตถุปลายทาง

ด้วยชั้นฉนวนอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ เมื่อแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูง (เช่น เปลวไฟหรือโลหะหลอมเหลว) กระทบกับด้านใดด้านหนึ่งของผ้าที่ขยายตัว ความร้อนจะไม่สามารถทะลุผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว

• นั่นหมายความว่า เสื้อผ้ากันไฟที่ทำจากวัสดุนี้สามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังผิวหนังของนักดับเพลิงได้นานขึ้น
• ผ้าห่มเชื่อมที่ทำจากวัสดุนี้ช่วยป้องกันประกายไฟและตะกรันหลอมเหลวจากการจุดไฟวัสดุไวไฟด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

คุณสมบัติ "ทนต่ออุณหภูมิ" นั้น ควรจะเรียกว่า "ความสามารถในการเป็นฉนวนกันความร้อน" มากกว่า การทดสอบความทนต่ออุณหภูมิไม่ได้เน้นที่จุดหลอมเหลว แต่เน้นที่ระดับอุณหภูมิภายนอกที่วัสดุสามารถทนได้ โดยที่ด้านหลังยังคงรักษาอุณหภูมิที่ปลอดภัยไว้ได้

3. ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีขึ้น — ปกป้องเส้นใยภายในตัวมันเอง

• เมื่อผ้าเนื้อหนาธรรมดาเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ความร้อนจะนำพาผ่านเส้นใยทั้งหมดอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความร้อนสม่ำเสมอและถึงจุดอ่อนตัวอย่างรวดเร็ว
• โครงสร้างของผ้าขยายตัวช่วยป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังเส้นใยทั้งหมดอย่างฉับพลัน ในขณะที่เส้นใยที่ผิวหน้าอาจมีอุณหภูมิสูง แต่เส้นใยที่อยู่ลึกเข้าไปจะยังคงเย็นกว่ามาก การให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้จุดวิกฤตของอุณหภูมิโดยรวมของวัสดุเกิดขึ้นช้าลง ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน เปรียบเสมือนการโบกมือเหนือเปลวเทียนอย่างรวดเร็วโดยไม่ถูกไฟไหม้ แต่หากจับไส้เทียนก็จะทำให้บาดเจ็บทันที

4. เพิ่มพื้นที่สะท้อนความร้อน

พื้นผิวที่ไม่เรียบและฟูของผ้าขยายตัวมีพื้นที่ผิวมากกว่าผ้าเรียบแบบทั่วไป สำหรับความร้อนที่ส่งผ่านโดยการแผ่รังสีเป็นหลัก (เช่น รังสีจากเตาเผา) พื้นที่ผิวที่มากขึ้นนี้หมายความว่าความร้อนจะถูกสะท้อนกลับมากกว่าถูกดูดซับ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนให้ดียิ่งขึ้น

การเปรียบเทียบเพื่อความเข้าใจ:

ลองนึกภาพผนังสองแบบ:

1. ผนังอิฐทึบ (คล้ายกับผ้าใยแก้วมาตรฐาน): หนาแน่นและแข็งแรง แต่มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนปานกลาง

2. ผนังสองชั้นหรือผนังที่อุดด้วยฉนวนโฟม (คล้ายกับ)ผ้าใยแก้วขยายตัว): คุณสมบัติการต้านทานความร้อนโดยธรรมชาติของวัสดุผนังยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่ช่องว่างหรือโฟม (อากาศ) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเป็นฉนวนของผนังโดยรวมได้อย่างมาก

สรุป:

ดังนั้น สรุปได้ว่า “ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง” ของผ้าใยแก้วขยายตัวนั้น เกิดจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนความร้อนที่ยอดเยี่ยมอันเนื่องมาจากโครงสร้างที่ฟูฟ่อง มากกว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีใดๆ ในเส้นใยเอง ผ้าชนิดนี้สามารถนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้โดยการ “แยก” ความร้อน จึงช่วยปกป้องทั้งตัวผ้าเองและสิ่งของที่ได้รับการปกป้อง