Włókna szklane

Osadzone w
materiale
polimerowym

Opracował: RK
Uniwersytet Śląski w Katowicach

Wstęp

Już w starożytności znano włókna pochodzące ze

szkła, natomiast ich produkcja na skalę
przemysłową rozpoczęła się w 1912 roku.
Pierwszy patent na otrzymywanie włókna
szklanego jako formy materiału został przyznany
w 1931 roku. W zależności od średnicy i składu
włókno

szklane

posiada

szeroki

zakres

zastosowań. Początkowo włókna szklane były
używane jako izolacja cieplna, następnie zaczęto
wytwarzać z nich tkaniny dekoracyjne i
filtracyjne. Dopiero pod koniec drugiej wojny
światowej włókna szklane zastosowano do
wzmacniana polimerów syntetycznych.

Polimerowe

kompozyty

wzmacniane

włóknami szklanymi znalazły szerokie
zastosowanie

wielu

gałęziach

przemysłu, głównie ze względu na koszty
wytworzenia które są niższe od np.
włókien węglowych, aramidowych czy
metalowych

oraz

relatywnie

dobre

właściwości mechaniczne. Włókna szklane
występować mogą jako maty i tkaniny
szklane, jedwab szklany, a także roving, tj.
pasma elementarnych włókien, połączone
ze sobą bez skrętu

W ostatnich latach kompozyty polimerowe

wzmacniane włóknami szklanymi stały się
samodzielną grupą tworzyw konstrukcyjnych
stosowanych szczególnie w budowie środków
transportu naziemnego i powietrznego.
Szczególnie ważna jest ich wytrzymałość
mechaniczna, co w połączeniu z relatywnie
małą gęstością pozwala osiągać bardzo
wysokie wytrzymałości względne. Ponadto
relatywnie dobra udarność, wytrzymałość
zmęczeniowa i duża odporność na korozję
powodują, że materiały te są coraz szerzej
stosowane. Obecnie najczęściej stosowane do
wzmacniania polimerów są włókna szklane
oraz węglowe.

•

Włókna szklane (fiberglass) –
Włókno

szklane

jako

materiał

powstaje w wyniku przeciskania
stopionej

masy

szklanej

przez

otwory o bardzo małej średnicy (ok.
1-30 μm). Masa szklana (szkło) to
materiał

otrzymywany

przez

stopienie

tlenku

krzemu

(krzemionka,

SiO2)

różnymi

dodatkami. Stopiona masa szklana
poddana jest szybkiemu ochłodzeniu
tak, aby nie doszło do pełnej
krystalizacji krzemionki, lecz aby w
strukturze pozostało jak najwięcej
fazy amorficznej.

Podstawowe rodzaje włókien szklanych:
 włókna szklane grube (tzw. wata szklana lub wełna

szklana) są włóknami nieciągłymi, o średnicy 5–30 µm;
stosowane głównie jako izolacja cieplna, akustyczna,
przeciw wilgoci.

 włókna szklane ciągłe, o średnicy 3–13 µm są

stosowane w postaci przędzy, wyrobów tkanych i
dzianych oraz rowingu (zespół pasm włókien
szklanych złączonych ze sobą bez skrętu) jako
materiał izolacyjny w elektrotechnice, do wyrobu
filców, tkanin dekoracyjnych, do wzmacniania tworzyw
sztucznych, do zbrojenia betonu.

 włókna szklane jako mata, w rolkach, średnio o

szerokości 100 cm i wadze do 50 kg, używane do
produkcji różnych wyrobów w formach silikonowych i
formach twardych z użyciem żywicy poliestrowej,

 włókna supercienkie o średnicy 1–3 µm są stosowane

do wyrobu dobrych izolacji akustycznych i cieplnych.

Włókna szklane charakteryzują się

małym wydłużeniem i wysokimi
wartościami modułu sprężystości.
Należy zwrócić uwagę na dobre
właściwości

dielektryczne,

mianowicie włókna te posiadają
niskie

wartości

przenikalności

elektrycznej

względnej

współczynnika strat dielektrycznych.

Niezwykle ważną zaletą

włókien szklanych jest
bardzo dobra zwilżalność
przez polimery, a co za tym
idzie, możliwość
powstawania mocnego
połączenia na granicach
międzyfazowych
polimer/szkło.