ข่าว

นี่เป็นคำถามที่ดีเยี่ยมที่พูดถึงแก่นแท้ว่าการออกแบบโครงสร้างวัสดุส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานอย่างไร

พูดอย่างง่ายๆ ก็คือผ้าใยแก้วขยายตัวไม่ใช้ใยแก้วที่มีคุณสมบัติทนความร้อนสูงกว่า แต่โครงสร้างแบบ “ขยาย” ที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยเสริมคุณสมบัติการเป็นฉนวนความร้อนโดยรวมของ “ผ้า” อย่างมีนัยสำคัญ ช่วยปกป้องวัตถุที่อยู่ปลายน้ำในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น ขณะเดียวกันก็ปกป้องเส้นใยจากความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ง่าย

คุณสามารถเข้าใจได้ดังนี้: ทั้งสองใช้ "วัสดุ" ไฟเบอร์กลาสชนิดเดียวกันซึ่งมีความทนทานต่ออุณหภูมิเท่ากัน แต่ "โครงสร้าง" ช่วยให้ผ้าที่ขยายตัวทำงานได้ดีกว่ามากในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ด้านล่างนี้ เราจะอธิบายอย่างละเอียดว่าเหตุใด “ประสิทธิภาพการทนทานต่ออุณหภูมิ” จึงเหนือกว่า โดยมีประเด็นสำคัญหลายประการดังนี้:

1. เหตุผลหลัก: โครงสร้างปฏิวัติ – “ชั้นอากาศนุ่มฟู”

นี่คือปัจจัยพื้นฐานและสำคัญที่สุด

• ผ้าใยแก้วมาตรฐานทอจากเส้นด้ายยืนและเส้นด้ายพุ่งอย่างแน่นหนา ทำให้เกิดโครงสร้างที่หนาแน่นและมีอากาศภายในน้อยที่สุด ความร้อนสามารถถ่ายเทผ่านเส้นใยได้ค่อนข้างง่าย (การนำความร้อนแบบแข็ง) และช่องว่างระหว่างเส้นใย (การพาความร้อน)
• ผ้าใยแก้วขยายตัวผ่านการ “ขยาย” พิเศษหลังการทอ เส้นด้ายยืนเป็นแบบมาตรฐาน ในขณะที่เส้นด้ายพุ่งเป็นเส้นด้ายขยาย (เส้นด้ายที่หลวมเป็นพิเศษ) ทำให้เกิดช่องอากาศเล็กๆ ต่อเนื่องกันนับไม่ถ้วนภายในเนื้อผ้า

อากาศเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ช่องอากาศนิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพ:

• ขัดขวางการนำความร้อน: ลดเส้นทางการสัมผัสและการถ่ายเทความร้อนระหว่างวัสดุแข็งได้อย่างมีนัยสำคัญ
• ยับยั้งการพาความร้อน: ห้องอากาศขนาดเล็กจะปิดกั้นการเคลื่อนที่ของอากาศ ทำให้การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนถูกตัดออกไป

2. ประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนที่เพิ่มขึ้น (TPP) — ปกป้องวัตถุปลายน้ำ

ด้วยชั้นฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ เมื่อแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิสูง (เช่น เปลวไฟหรือโลหะหลอมเหลว) ตกกระทบด้านหนึ่งของผ้าที่ขยายตัว ความร้อนจะไม่สามารถทะลุผ่านไปยังอีกด้านหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว

• ซึ่งหมายความว่าเสื้อผ้าทนไฟที่ทำจากวัสดุดังกล่าวสามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังผิวหนังของนักดับเพลิงได้เป็นเวลานาน
• ผ้าห่มสำหรับงานเชื่อมที่ทำจากวัสดุดังกล่าวสามารถป้องกันประกายไฟและตะกรันที่หลอมละลายจากการจุดไฟวัสดุติดไฟด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

“ความทนทานต่ออุณหภูมิ” สะท้อนให้เห็นได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้นในความสามารถ “ฉนวนกันความร้อน” การทดสอบความทนทานต่ออุณหภูมิไม่ได้มุ่งเน้นไปที่เวลาที่มันละลาย แต่มุ่งเน้นไปที่อุณหภูมิภายนอกที่มันสามารถทนได้ ในขณะที่ยังคงรักษาอุณหภูมิที่ปลอดภัยไว้ได้

3. ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น — ปกป้องเส้นใยของตัวเอง

• เมื่อผ้าหนาแน่นธรรมดาต้องเผชิญกับแรงกระแทกที่อุณหภูมิสูง ความร้อนจะถ่ายเทผ่านเส้นใยทั้งหมดอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความร้อนสม่ำเสมอและถึงจุดอ่อนตัวอย่างรวดเร็ว
• โครงสร้างของผ้าที่ขยายตัวช่วยป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังเส้นใยทุกชนิดได้ทันที แม้ว่าเส้นใยที่ผิวสัมผัสอาจมีอุณหภูมิสูง แต่เส้นใยที่หนากว่าจะยังคงเย็นกว่าอย่างเห็นได้ชัด ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้อุณหภูมิวิกฤตโดยรวมของวัสดุลดลง และเพิ่มความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว เปรียบเสมือนการโบกมือเหนือเปลวเทียนอย่างรวดเร็วแต่ไม่ไหม้ แต่การจับไส้เทียนกลับทำให้เกิดการบาดเจ็บทันที

4. เพิ่มพื้นที่สะท้อนความร้อน

พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอและฟูนุ่มของผ้าขยายมีพื้นที่ผิวมากกว่าผ้าเรียบทั่วไป สำหรับความร้อนที่ส่งผ่านรังสีเป็นหลัก (เช่น รังสีจากเตาเผา) พื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่านี้หมายถึงความร้อนที่สะท้อนกลับมากกว่าการดูดซับ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนให้ดียิ่งขึ้น

การเปรียบเทียบเพื่อความเข้าใจ:

ลองจินตนาการถึงกำแพงสองประเภท:

1. ผนังอิฐทึบ (เทียบเท่าผ้าใยแก้วมาตรฐาน): มีความหนาแน่นและแข็งแรง แต่มีฉนวนกันความร้อนปานกลาง

2. ผนังช่องว่างหรือผนังที่เต็มไปด้วยฉนวนโฟม (คล้ายกับผ้าใยแก้วขยายตัว): ความต้านทานความร้อนโดยธรรมชาติของวัสดุผนังยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่ช่องว่างหรือโฟม (อากาศ) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนของผนังทั้งหมดได้อย่างมาก

สรุป:

ดังนั้น ข้อสรุปคือ “ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง” ของผ้าใยแก้วแบบขยายนั้น ส่วนใหญ่แล้วมาจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากโครงสร้างที่ฟูนุ่มของมัน มากกว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีใดๆ ในตัวเส้นใยเอง ผ้าใยแก้วชนิดนี้สามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้โดยการ “แยก” ความร้อน จึงช่วยปกป้องทั้งตัวผ้าและวัตถุที่ถูกปกป้อง