सर्वसाधारणपणे, ग्लास फायबरबद्दल आपली समज नेहमीच अशी राहिली आहे की तो एक अजैविक, अधातू पदार्थ आहे. परंतु संशोधनाच्या सखोलतेमुळे आपल्याला हे कळले आहे की, ग्लास फायबरचे प्रत्यक्षात अनेक प्रकार आहेत, त्यांची कार्यक्षमता उत्कृष्ट आहे आणि त्यात अनेक उल्लेखनीय फायदे आहेत. उदाहरणार्थ, त्याची यांत्रिक शक्ती विशेषतः जास्त असते आणि त्याची उष्णता प्रतिरोधकता व गंज प्रतिरोधकता देखील विशेषतः चांगली असते. हे खरे आहे की कोणताही पदार्थ परिपूर्ण नसतो आणि ग्लास फायबरमध्येही दुर्लक्ष न करता येण्यासारख्या कमतरता आहेत, म्हणजेच तो झीज-प्रतिरोधक नसतो आणि ठिसूळ होण्याची शक्यता असते. म्हणून, व्यावहारिक उपयोगात, आपण आपल्या सामर्थ्याचा उपयोग केला पाहिजे आणि आपल्या कमतरता टाळल्या पाहिजेत.
ग्लास फायबरचा कच्चा माल मिळवणे सोपे आहे, तो प्रामुख्याने टाकून दिलेली जुनी काच किंवा काचेच्या उत्पादनांमधून मिळतो. ग्लास फायबर खूप बारीक असतो आणि २० पेक्षा जास्त ग्लास मोनोफिलामेंट्स एकत्र मिळून केसाच्या जाडीइतके असतात. ग्लास फायबरचा उपयोग सामान्यतः संमिश्र पदार्थांमध्ये मजबुती देणारे साहित्य म्हणून केला जातो. अलिकडच्या वर्षांत ग्लास फायबरवरील संशोधनात झालेल्या सखोलतेमुळे, आपल्या उत्पादन आणि जीवनात त्याची भूमिका अधिकाधिक महत्त्वाची होत आहे. पुढील काही लेखांमध्ये प्रामुख्याने ग्लास फायबरच्या उत्पादन प्रक्रियेचे आणि उपयोगाचे वर्णन केले आहे. या लेखात ग्लास फायबरचे गुणधर्म, मुख्य घटक, मुख्य वैशिष्ट्ये आणि सामग्री वर्गीकरणाची ओळख करून दिली आहे. पुढील काही लेखांमध्ये त्याची उत्पादन प्रक्रिया, सुरक्षा, मुख्य उपयोग, उद्योगाची सद्यस्थिती आणि विकासाच्या शक्यता यांचे वर्णन केले आहे.
Iप्रस्तावना
१.१ काच तंतूंचे गुणधर्म
ग्लास फायबरचे आणखी एक उत्कृष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे त्याची उच्च तन्य शक्ती, जी सामान्य स्थितीत ६.९ ग्रॅम/दिवस आणि ओल्या स्थितीत ५.८ ग्रॅम/दिवस पर्यंत पोहोचू शकते. अशा उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे ग्लास फायबरचा वापर अनेकदा मजबुतीकरण साहित्य म्हणून सार्वत्रिकरित्या केला जाऊ शकतो. त्याची घनता २.५४ आहे. ग्लास फायबर अत्यंत उष्णता-प्रतिरोधक देखील आहे आणि ते ३००°C तापमानातही आपले सामान्य गुणधर्म टिकवून ठेवते. फायबरग्लासचा वापर कधीकधी औष्णिक इन्सुलेशन आणि संरक्षक साहित्य म्हणूनही मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, कारण त्यात विद्युतरोधक गुणधर्म आहेत आणि ते सहज गंजत नाही.
१.२ मुख्य घटक
ग्लास फायबरची रचना तुलनेने गुंतागुंतीची असते. सर्वसाधारणपणे, सर्वांना परिचित असलेले मुख्य घटक म्हणजे सिलिका, मॅग्नेशियम ऑक्साईड, सोडियम ऑक्साईड, बोरॉन ऑक्साईड, ॲल्युमिनियम ऑक्साईड, कॅल्शियम ऑक्साईड इत्यादी. ग्लास फायबरच्या मोनोफिलामेंटचा व्यास सुमारे १० मायक्रॉन असतो, जो केसाच्या व्यासाच्या १/१० इतका असतो. फायबरचा प्रत्येक जुडगा हजारो मोनोफिलामेंट्सनी बनलेला असतो. त्याला आकार देण्याची प्रक्रिया थोडी वेगळी असते. सामान्यतः, ग्लास फायबरमधील सिलिकाचे प्रमाण ५०% ते ६५% असते. २०% पेक्षा जास्त ॲल्युमिनियम ऑक्साईड असलेल्या ग्लास फायबरची ताणशक्ती तुलनेने जास्त असते, जे सहसा उच्च-शक्तीचे ग्लास फायबर असतात, तर अल्कली-मुक्त ग्लास फायबरमध्ये ॲल्युमिनियम ऑक्साईडचे प्रमाण साधारणपणे १५% असते. जर तुम्हाला ग्लास फायबरचा लवचिक गुणांक (इलास्टिक मॉड्युलस) वाढवायचा असेल, तर मॅग्नेशियम ऑक्साईडचे प्रमाण १०% पेक्षा जास्त असल्याची खात्री करणे आवश्यक आहे. ग्लास फायबरमध्ये कमी प्रमाणात फेरिक ऑक्साईड असल्यामुळे, त्याची गंज-प्रतिरोधकता कमी-अधिक प्रमाणात सुधारली आहे.
१.३ मुख्य वैशिष्ट्ये
१.३.१ कच्चा माल आणि उपयोग
अकार्बनी तंतूंच्या तुलनेत, काच तंतूंचे गुणधर्म अधिक श्रेष्ठ असतात. ते सहजासहजी पेट घेत नाहीत, उष्णतारोधक, उष्णतारोधक, अधिक स्थिर आणि ताण-प्रतिरोधक असतात. परंतु ते ठिसूळ असतात आणि त्यांची झीज-प्रतिरोधकता कमी असते. प्रबलित प्लॅस्टिक बनवण्यासाठी किंवा रबर मजबूत करण्यासाठी वापरले जाणारे प्रबलन साहित्य म्हणून काच तंतूंमध्ये खालील वैशिष्ट्ये आहेत:
(1) त्याची तन्य शक्ती इतर पदार्थांपेक्षा चांगली आहे, परंतु प्रसरण खूप कमी आहे.
(2) स्थितिस्थापकता गुणांक अधिक योग्य आहे.
(3) स्थितिस्थापक मर्यादेत, काच तंतू बराच काळ ताणला जाऊ शकतो आणि तो खूप ताण सहन करणारा असतो, त्यामुळे आघाताच्या वेळी तो मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा शोषून घेऊ शकतो.
(4) काच तंतू हा अजैविक तंतू असल्याने, त्याचे अनेक फायदे आहेत, तो सहज जळत नाही आणि त्याचे रासायनिक गुणधर्म तुलनेने स्थिर असतात.
(5) पाणी शोषून घेणे सोपे नसते.
(6) उष्णतारोधक आणि स्थिर स्वरूपाचे, सहज प्रतिक्रिया देत नाही.
(7) त्याची प्रक्रियाक्षमता खूप चांगली आहे, आणि त्यावर प्रक्रिया करून धागे, फेल्ट्स, बंडल्स आणि विणलेले कापड यांसारख्या विविध आकारांमध्ये उत्कृष्ट उत्पादने बनवता येतात.
(8) प्रकाश प्रसारित करू शकते.
(9) साहित्य सहज उपलब्ध होत असल्यामुळे किंमत जास्त नाही.
(10) उच्च तापमानावर, जळण्याऐवजी, ते वितळून द्रवरूप मण्यांमध्ये रूपांतरित होते.
१.४ वर्गीकरण
वेगवेगळ्या वर्गीकरण मानकांनुसार, ग्लास फायबरचे अनेक प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या आकार आणि लांबीनुसार, त्याचे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: अखंड तंतू, फायबर कॉटन आणि निश्चित-लांबीचे तंतू. अल्कलीच्या प्रमाणासारख्या वेगवेगळ्या घटकांनुसार, त्याचे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: अल्कली-मुक्त ग्लास फायबर, मध्यम-अल्कली ग्लास फायबर आणि उच्च-अल्कली ग्लास फायबर.
१.५ उत्पादन कच्चा माल
प्रत्यक्ष औद्योगिक उत्पादनात, ग्लास फायबर तयार करण्यासाठी आपल्याला ॲल्युमिना, क्वार्ट्ज वाळू, चुनखडी, पायरोफिलाइट, डोलोमाइट, सोडा ॲश, मिराबिलाइट, बोरिक ॲसिड, फ्लोराइट, दळलेले ग्लास फायबर इत्यादींची आवश्यकता असते.
१.६ उत्पादन पद्धत
औद्योगिक उत्पादन पद्धतींचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते: एक म्हणजे, प्रथम काचेचे तंतू वितळवून, लहान व्यासाची गोलाकार किंवा दांड्याच्या आकाराची काचेची उत्पादने बनवणे. त्यानंतर, ३-८० μm व्यासाचे बारीक तंतू बनवण्यासाठी ते वेगवेगळ्या प्रकारे गरम करून पुन्हा वितळवले जाते. दुसऱ्या प्रकारातही प्रथम काच वितळवली जाते, परंतु दांडे किंवा गोलांऐवजी काचेचे तंतू तयार केले जातात. त्यानंतर, यांत्रिक ओढण्याच्या (mechanical drawing) पद्धतीचा वापर करून नमुना प्लॅटिनम मिश्रधातूच्या प्लेटमधून ओढला जातो. यातून तयार होणाऱ्या वस्तूंना सलग तंतू (continuous fibers) म्हणतात. जर तंतू रोलरच्या रचनेमधून ओढले गेले, तर यातून तयार होणाऱ्या वस्तूंना विलग तंतू (discontinuous fibers) म्हणतात, ज्यांना कट-टू-लेन्थ ग्लास फायबर्स (cut-to-length glass fibers) आणि स्टेपल फायबर्स (staple fibers) असेही ओळखले जाते.
१.७ श्रेणीकरण
ग्लास फायबरच्या वेगवेगळ्या रचनेनुसार, उपयोगानुसार आणि गुणधर्मांनुसार, त्याचे विविध ग्रेडमध्ये वर्गीकरण केले जाते. आंतरराष्ट्रीय स्तरावर व्यापारीकरण झालेले ग्लास फायबर खालीलप्रमाणे आहेत:
१.७.१ ई-ग्लास
ही बोरेट काच आहे, जिला दैनंदिन जीवनात अल्कली-मुक्त काच असेही म्हटले जाते. तिच्या अनेक फायद्यांमुळे, तिचा सर्वाधिक वापर केला जातो. सध्या तिचा सर्वाधिक वापर होत असला तरी, तिच्यात काही अटळ कमतरताही आहेत. ती अजैविक क्षारांशी सहजपणे अभिक्रिया करते, त्यामुळे आम्लयुक्त वातावरणात ती साठवणे कठीण असते.
१.७.२ सी-ग्लास
प्रत्यक्ष उत्पादनात, याला मध्यम अल्कली ग्लास असेही म्हटले जाते, ज्याचे रासायनिक गुणधर्म तुलनेने स्थिर असतात आणि आम्लाला चांगला प्रतिकार असतो. याचा तोटा असा आहे की याची यांत्रिक शक्ती जास्त नसते आणि विद्युत कार्यक्षमता निकृष्ट असते. वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळे मापदंड असतात. देशांतर्गत ग्लास फायबर उद्योगात, मध्यम अल्कली ग्लासमध्ये बोरॉन घटक नसतो. परंतु परदेशी ग्लास फायबर उद्योगात, ते बोरॉनयुक्त मध्यम अल्कली ग्लासचे उत्पादन करतात. केवळ त्यातील घटकच वेगळे नाहीत, तर देश-विदेशात मध्यम-अल्कली ग्लासची भूमिका देखील वेगळी आहे. परदेशात उत्पादित होणारे ग्लास फायबर सरफेस मॅट्स आणि ग्लास फायबर रॉड्स मध्यम अल्कली ग्लासपासून बनवलेले असतात. उत्पादनात, डांबरामध्येही मध्यम अल्कली ग्लासचा वापर होतो. माझ्या देशात, याचे वस्तुनिष्ठ कारण म्हणजे त्याची किंमत खूप कमी असल्यामुळे त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो आणि रॅपिंग फॅब्रिक व फिल्टर फॅब्रिक उद्योगात त्याचा सर्वत्र वापर होतो.
१.७.३ काच तंतू एक काच
उत्पादनामध्ये, याला उच्च-अल्कली ग्लास असेही म्हणतात, जो सोडियम सिलिकेट ग्लासच्या प्रकारात मोडतो, परंतु त्याच्या जल-प्रतिरोधकतेमुळे, त्याचे उत्पादन सामान्यतः ग्लास फायबर म्हणून केले जात नाही.
१.७.४ फायबरग्लास डी ग्लास
याला डायलेक्ट्रिक ग्लास असेही म्हणतात आणि सामान्यतः डायलेक्ट्रिक ग्लास फायबरसाठी हा मुख्य कच्चा माल असतो.
१.७.५ काच तंतू उच्च-शक्तीची काच
त्याची ताकद ई-ग्लास फायबरपेक्षा १/४ पट जास्त आहे आणि त्याचा लवचिक मापांकही ई-ग्लास फायबरपेक्षा जास्त आहे. त्याच्या विविध फायद्यांमुळे त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर व्हायला हवा, परंतु त्याच्या उच्च खर्चामुळे, सध्या त्याचा वापर केवळ लष्करी उद्योग, अंतराळयान इत्यादींसारख्या काही महत्त्वाच्या क्षेत्रांपुरताच मर्यादित आहे.
१.७.५ ग्लास फायबर एआर ग्लास
याला अल्कली-प्रतिरोधक ग्लास फायबर असेही म्हणतात, जो एक शुद्ध अजैविक फायबर असून ग्लास फायबर प्रबलित काँक्रीटमध्ये मजबुतीकरण साहित्य म्हणून वापरला जातो. विशिष्ट परिस्थितीत, तो स्टील आणि ॲस्बेस्टॉसची जागा देखील घेऊ शकतो.
१.७.६ ग्लास फायबर ई-सीआर ग्लास
ही एक सुधारित, बोरॉन-मुक्त आणि अल्कली-मुक्त काच आहे. अल्कली-मुक्त ग्लास फायबरच्या तुलनेत याची जल-प्रतिरोधकता जवळपास १० पट जास्त असल्यामुळे, जल-प्रतिरोधक उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. शिवाय, याची आम्ल-प्रतिरोधकता देखील खूप मजबूत आहे, आणि भूमिगत पाईपलाईनच्या उत्पादन व वापरामध्ये याचे प्रमुख स्थान आहे. वर नमूद केलेल्या अधिक सामान्य ग्लास फायबर व्यतिरिक्त, शास्त्रज्ञांनी आता एका नवीन प्रकारच्या ग्लास फायबरचा विकास केला आहे. हे बोरॉन-मुक्त उत्पादन असल्यामुळे, ते पर्यावरण संरक्षणाची लोकांची इच्छा पूर्ण करते. अलिकडच्या वर्षांत, आणखी एक प्रकारचा ग्लास फायबर अधिक लोकप्रिय झाला आहे, तो म्हणजे दुहेरी काच रचनेचा ग्लास फायबर. सध्याच्या ग्लास वूल उत्पादनांमध्ये आपल्याला त्याचे अस्तित्व जाणवते.
१.८ काच तंतूंची ओळख
ग्लास फायबर ओळखण्याची पद्धत विशेषतः सोपी आहे, ती म्हणजे, ग्लास फायबर पाण्यात टाका, पाणी उकळेपर्यंत गरम करा आणि ते ६-७ तास तसेच ठेवा. जर तुम्हाला असे आढळले की ग्लास फायबरच्या ताणा आणि बाणा दिशा कमी घट्ट झाल्या आहेत, तर ते उच्च अल्कली ग्लास फायबर आहेत. वेगवेगळ्या मानकांनुसार, ग्लास फायबरच्या वर्गीकरणाच्या अनेक पद्धती आहेत, ज्या सामान्यतः लांबी आणि व्यास, रचना आणि कार्यक्षमता या दृष्टिकोनातून विभागल्या जातात.
आमच्याशी संपर्क साधा :
फोन नंबर:+8615823184699
टेलिफोन नंबर: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
पोस्ट करण्याची वेळ: २२ जून २०२२
