Шыны талшықтары әртүрлі пішіндерге біріктірілген жеке шыны талшықтарынан жасалған бұйымдар тобын білдіреді. Шыны талшықтарын геометриясына қарай екі негізгі топқа бөлуге болады: жіптер мен тоқыма бұйымдарында қолданылатын үздіксіз талшықтар және оқшаулау және сүзу үшін тоқыма, көрпе немесе тақтай ретінде қолданылатын үзік-үзік (қысқа) талшықтар. Шыны талшықтары жүн немесе мақта сияқты жіпке айналуы мүмкін және кейде перделер үшін қолданылатын матаға тоқылуы мүмкін. Шыны талшықтары әдетте қалыпталған және ламинатталған пластмассалар үшін арматуралық материал ретінде қолданылады. Үзік-үзік талшықтардан жасалған қалың, мамық материал - шыны талшықтары жылу оқшаулау және дыбыс сіңіру үшін қолданылады. Ол көбінесе кеме және суасты қайықтарының аралықтары мен корпустарында; автомобиль қозғалтқыштарының бөлімдерінде және кузов панельдерінің төсемдерінде; пештерде және ауа баптау қондырғыларында; акустикалық қабырға және төбе панельдерінде; және сәулеттік қалқаларда кездеседі. Шыны талшықты электр оқшаулағыш таспасы, тоқыма және арматура ретінде қолданылатын E типті (электрлік); қышқылға төзімділігі жоғары C типті (химиялық) және жылу оқшаулау үшін T типті сияқты нақты қолданбаларға бейімдеуге болады.
Шыны талшығын коммерциялық мақсатта пайдалану салыстырмалы түрде жақында болғанымен, қолөнершілер Қайта өрлеу дәуірінде бокалдар мен вазаларды безендіру үшін шыны жіптер жасады. Француз физигі Рене-Антуан Фершо де Реомюр 1713 жылы жұқа шыны жіптермен безендірілген тоқыма бұйымдарын шығарды, ал британдық өнертапқыштар бұл жетістікті 1822 жылы қайталады. Британдық жібек тоқымашысы 1842 жылы шыны мата жасады, ал тағы бір өнертапқыш Эдвард Либби 1893 жылы Чикагодағы Колумбия көрмесінде шыныдан тоқылған көйлекті көрсетті.
Шыны жүн, кездейсоқ ұзындықтағы үзіксіз талшықтың жұмсақ массасы, ғасырдың басында Еуропада алғаш рет өндірілді, ол талшықтарды өзектерден көлденеңінен айналмалы барабанға тарту процесін қолдану арқылы жүзеге асырылды. Бірнеше онжылдықтардан кейін айналдыру процесі жасалып, патенттелді. Шыны талшықты оқшаулағыш материал Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Германияда өндірілді. Шыны талшықтарын өнеркәсіптік өндіруге бағытталған зерттеулер мен әзірлемелер 1930 жылдары Америка Құрама Штаттарында екі ірі компанияның, Owens-Illinois Glass Company және Corning Glass Works басшылығымен дамыды. Бұл компаниялар балқытылған әйнекті өте жұқа тесіктер арқылы тарту арқылы жұқа, икемді, арзан шыны талшықты жасады. 1938 жылы бұл екі компания бірігіп, Owens-Corning Fiberglas Corp. құрды. Қазір Owens-Corning деп аталатын ол жылына 3 миллиард долларлық компанияға айналды және шыны талшық нарығында көшбасшы болып табылады.
Шикізат
Шыны талшықты өнімдердің негізгі шикізаты - әртүрлі табиғи минералдар мен өндірілген химиялық заттар. Негізгі ингредиенттер - кремний құмы, әктас және сода күлі. Басқа ингредиенттерге кальцийленген алюминий оксиді, боракс, дала шпаты, нефелин сиениті, магнезит және каолин сазы және басқалары кіруі мүмкін. Кремний құмы шыны түзгіш ретінде қолданылады, ал сода күлі мен әктас негізінен балқу температурасын төмендетуге көмектеседі. Басқа ингредиенттер химиялық төзімділік үшін боракс сияқты белгілі бір қасиеттерді жақсарту үшін қолданылады. Қалдық шыны, сондай-ақ куллет деп те аталады, шикізат ретінде де қолданылады. Шикізат нақты мөлшерде мұқият өлшеніп, шыныға балқытылмас бұрын мұқият араластырылуы керек (партия деп аталады).
Өндіріс
Процесс
Еріту
Партия дайындалғаннан кейін, ол балқыту үшін пешке беріледі. Пешті электр қуатымен, қазба отынымен немесе екеуінің тіркесімімен қыздыруға болады. Шынының бірқалыпты, тұрақты ағынын қамтамасыз ету үшін температураны дәл бақылау қажет. Балқытылған шыны талшыққа айналуы үшін оны басқа шыны түрлеріне қарағанда жоғары температурада (шамамен 1371°C) ұстау керек. Шыны балқығаннан кейін, ол пештің соңында орналасқан арна (алдыңғы жер) арқылы қалыптау жабдығына беріледі.
Талшықтарға айналу
Талшықтарды қалыптастыру үшін талшық түріне байланысты бірнеше түрлі процестер қолданылады. Тоқыма талшықтары балқытылған әйнектен тікелей пештен жасалуы мүмкін немесе балқытылған әйнекті алдымен диаметрі шамамен 0,62 дюйм (1,6 см) болатын шыны мәрмәрлерді жасайтын машинаға беруге болады. Бұл мәрмәрлер әйнекті қоспалардың бар-жоғын көзбен тексеруге мүмкіндік береді. Тікелей балқыту және мәрмәр балқыту процесінде шыны немесе шыны мәрмәрлер электрмен қыздырылатын втулкалар (сонымен қатар шпиннерет деп аталады) арқылы беріледі. Втулка платинадан немесе металл қорытпасынан жасалған, 200-ден 3000-ға дейін өте ұсақ тесіктері бар. Балқытылған әйнек тесіктерден өтіп, ұсақ жіпшелер түрінде шығады.
Үздіксіз жіпшелі процесс
Үздіксіз талшық процесі арқылы ұзын, үздіксіз талшық алуға болады. Шыны втулкадағы тесіктерден ағып өткеннен кейін, жоғары жылдамдықты орағышқа бірнеше жіп ұсталады. Орағыш минутына шамамен 2 миль (3 км) жылдамдықпен айналады, бұл втулкалардан ағын жылдамдығынан әлдеқайда жылдам. Кернеу жіпшелерді балқыған күйінде тартып шығарады, бұл втулкадағы тесіктердің диаметрінің бір бөлігіндей жіпшелерді құрайды. Химиялық байланыстырғыш қолданылады, бұл кейінірек өңдеу кезінде талшықтың сынуына жол бермейді. Содан кейін жіпше түтікшелерге оралады. Енді оны бұрап, жіпке орауға болады.
Степлер-талшық процесі
Балама әдіс - степлерлік талшық процесі. Балқытылған әйнек втулкалардан ағып жатқанда, ауа ағындары жіпшелерді тез салқындатады. Ауаның турбулентті жарылыстары да жіпшелерді 8-15 дюйм (20-38 см) ұзындықтарға бөледі. Бұл жіпшелер майлағыш зат шашыратқыш арқылы айналмалы барабанға түседі, онда олар жұқа тор түзеді. Тор барабаннан алынып, бос жиналған талшықтардың үздіксіз жіпшесіне тартылады. Бұл жіпті жүн мен мақтаға қолданылатын процестермен жіпке өңдеуге болады.
Ұсақталған талшық
Жіп жасаудың орнына, үздіксіз немесе ұзын қапсырмалы жіп қысқа ұзындықтарға кесілуі мүмкін. Жіп крелл деп аталатын катушкалар жиынтығына орнатылады және оны қысқа бөліктерге кесетін машина арқылы тартылады. Кесілген талшық байланыстырғыш қосылатын төсеніштерге айналады. Пеште қатайғаннан кейін төсеніш оралады. Әртүрлі салмақтар мен қалыңдықтар черепица, жиналған шатыр немесе сәндік төсеніштерге арналған бұйымдар береді.
Шыны жүн
Айналмалы немесе айналдыру әдісі шыны жүн жасау үшін қолданылады. Бұл процесте пештен балқытылған шыны ұсақ тесіктері бар цилиндрлік ыдысқа құйылады. Ыдыс тез айналған кезде, тесіктерден көлденең шыны ағындары ағады. Балқытылған шыны ағындары ауаның, ыстық газдың немесе екеуінің де төмен қарай үрленуі арқылы талшықтарға айналады. Талшықтар конвейер таспасына түседі, онда олар бір-бірімен жүн тәрізді массаға айналады. Мұны оқшаулау үшін пайдалануға болады немесе жүнді байланыстырғышпен шашыратып, қажетті қалыңдыққа дейін қысып, пеште кептіруге болады. Қызу байланыстырғышты бекітеді, ал алынған өнім қатты немесе жартылай қатты тақтайша немесе икемді шиыршық болуы мүмкін.
Қорғаныш жабындары
Байланыстырғыштардан басқа, шыны талшықты бұйымдар үшін басқа жабындар қажет. Майлағыштар талшықтың абразиясын азайту үшін қолданылады және тікелей талшыққа шашыратылады немесе байланыстырғышқа қосылады. Кейде салқындату кезеңінде шыны талшықты оқшаулағыш төсеніштердің бетіне антистатикалық құрам да шашыратылады. Төсеніш арқылы тартылатын салқындатқыш ауа антистатикалық агенттің төсеніштің бүкіл қалыңдығына енуіне әкеледі. Антистатикалық агент екі ингредиенттен тұрады - статикалық электр энергиясының пайда болуын азайтатын материал және коррозия ингибиторы және тұрақтандырғышы ретінде қызмет ететін материал. Өлшемдеу - бұл қалыптау операциясында тоқыма талшықтарына жағылатын кез келген жабын және бір немесе бірнеше компоненттен (майлағыштар, байланыстырғыштар немесе байланыстырушы агенттер) тұруы мүмкін. Байланыстырғыш агенттер нығайтылған пластмассаларды нығайту үшін қолданылатын жіптерде қолданылады, нығайтылған материалмен байланысты нығайту үшін. Кейде бұл жабындарды алып тастау немесе басқа жабынды қосу үшін әрлеу операциясы қажет. Пластикалық арматуралар үшін өлшемдерді жылумен немесе химиялық заттармен алып тастауға және байланыстырушы агент қолдануға болады. Сәндік қолдану үшін маталарды өлшемдерді алып тастау және тоқуды бекіту үшін жылумен өңдеу керек. Содан кейін бояуға немесе басып шығаруға дейін бояғыш негізді жабындар жағылады.
Пішіндерге айналу
Шыны талшықты бұйымдар әртүрлі пішіндерде болады және бірнеше процестерді қолдана отырып жасалады. Мысалы, шыны талшықты құбыр оқшаулағышы қатаю алдында пішіндеу қондырғыларынан тікелей шыбық тәрізді пішіндерге оралады. Ұзындығы 91 см немесе одан аз қалып қалыптары пеште қатаяды. Қатайтылған ұзындықтар ұзындық бойынша қалыптан босатылып, белгіленген өлшемдерге кесіледі. Қажет болған жағдайда қаптамалар жағылады және өнім жөнелтуге оралады.
Сапаны бақылау
Шыны талшықты оқшаулағыш өндірісі кезінде сапаны сақтау үшін материалдың бірнеше жерінен сынама алынады. Бұл жерлерге мыналар жатады: электр балқытқышқа берілетін аралас партия; талшықты бекіткішті беретін втулкадан балқытылған шыны; талшықты бекіткіш машинадан шығатын шыны талшығы; және өндіріс желісінің соңынан шығатын соңғы қатайтылған өнім. Шыны мен талшықтың негізгі үлгілері күрделі химиялық анализаторлар мен микроскоптарды пайдаланып химиялық құрамы мен ақауларының болуына талданады. Партия материалының бөлшектер өлшемінің таралуы материалды әртүрлі өлшемдегі електерден өткізу арқылы алынады. Соңғы өнім сипаттамаларға сәйкес қаптамадан кейін қалыңдығы бойынша өлшенеді. Қалыңдығының өзгеруі әйнек сапасының стандарттан төмен екенін көрсетеді.
Шыны талшықты оқшаулағыш өндірушілер өнімнің акустикалық кедергісін, дыбыс сіңіруін және дыбыс тосқауылының өнімділігін өлшеу, реттеу және оңтайландыру үшін әртүрлі стандартталған сынақ процедураларын пайдаланады. Акустикалық қасиеттерді талшықтың диаметрі, көлемдік тығыздығы, қалыңдығы және байланыстырушы заттың мөлшері сияқты өндірістік айнымалыларды реттеу арқылы басқаруға болады. Термиялық қасиеттерді басқару үшін де осындай тәсіл қолданылады.
Болашақ
Шыны талшық өнеркәсібі 1990 жылдардың қалған кезеңінде және одан кейінгі кезеңде бірқатар маңызды қиындықтарға тап болады. Шетелдік компаниялардың американдық еншілес компанияларының және АҚШ өндірушілерінің өнімділігін арттыруының арқасында шыны талшық оқшаулағышын өндірушілер саны артты. Бұл қазіргі және мүмкін болашақ нарық көтере алмайтын артық қуатқа әкелді.
Артық сыйымдылықтан басқа, басқа оқшаулағыш материалдар да бәсекелеседі. Тас жүні соңғы кездегі процестер мен өнімдердің жетілдірілуіне байланысты кеңінен қолданыла бастады. Көбік оқшаулағышы тұрғын үй қабырғалары мен коммерциялық шатырларда шыны талшыққа балама болып табылады. Тағы бір бәсекелес материал - шатыр оқшаулауында қолданылатын целлюлоза.
Тұрғын үй нарығының нашарлығына байланысты оқшаулағыш материалдарға деген сұраныстың төмен болуына байланысты тұтынушылар бағаны төмендетуді талап етуде. Бұл сұраныс сонымен қатар бөлшек саудагерлер мен мердігерлердің бірігу үрдісінің жалғасуының нәтижесі болып табылады. Осыған байланысты, шыны талшықты оқшаулағыш өнеркәсібі екі негізгі салада: энергетика және қоршаған ортада шығындарды қысқартуды жалғастыруға мәжбүр болады. Тек бір энергия көзіне сүйенбейтін тиімдірек пештерді пайдалану қажет болады.
Қоқыс полигондарының қуаты максималды деңгейге жеткендіктен, шыны талшық өндірушілері шығындарды арттырмай, қатты қалдықтарды шығаруды нөлге дейін жеткізуге мәжбүр болады. Бұл қалдықтарды азайту үшін өндірістік процестерді жетілдіруді (сұйық және газ қалдықтары үшін де) және мүмкіндігінше қалдықтарды қайта пайдалануды талап етеді.
Мұндай қалдықтарды шикізат ретінде қайта пайдалану алдында қайта өңдеу және қайта балқыту қажет болуы мүмкін. Бірнеше өндірушілер бұл мәселелерді қазірдің өзінде шешуде.
Жарияланған уақыты: 2021 жылғы 11 маусым