Како индустрија фиберглас папира у мојој земљи треба да направи напредак и стратешке планове за будућност?
Последњих година, са економским развојем и друштвеним напретком, потражња за новим материјалима како у индустријској производњи тако иу свакодневном животу континуирано се шири, како у погледу разноврсности, тако иу погледу функционалности. У индустрији папира, асортиман сировина за специјални папир је такође проширен. Стаклена влакна, као типични представник неорганских влакана, постепено су привукла широку пажњу у индустрији папира због својих јединствених својстава у поређењу са биљним влакнима и другим синтетичким влакнима, постајући нова сировина за развој и производњу специјалних производа од папира.
1. Карактеристике фибергласа
Фиберглас је нова врста функционалног и структуралног материјала међу неорганским не{0}}металима. Његова главна компонента је силицијум диоксид, а садржи и оксиде многих других макронутријената, као што су калцијум, бор, натријум, калијум и алуминијум. Тренутно, главне методе производње стаклених влакана су метода лончића и метода пећи у резервоару. Типично, стаклена влакна имају провидан и гладак цилиндрични изглед са савршено кружним попречним- пресеком. Његова густина је углавном око 2,50–2,70 г/цм³, углавном у зависности од састава стакла. Затезна чврстоћа стаклених влакана далеко је већа од осталих природних влакана, синтетичких влакана и разних легираних материјала, док је његова апсорпција воде много нижа него код природних и вештачких{9}} влакана. Стаклена влакна такође имају високу отпорност на топлоту, са температуром омекшавања од 550–750 степени. Такође показује одличну електричну изолацију и диелектричне особине, што га чини погодним за различите изолационе материјале, радаре, итд. Штавише, његова одлична звучна изолација и својства апсорпције омогућавају да се његови производи користе у различитим акустичним уређајима. Међутим, стаклена влакна су крхки материјал са веома малим издужењем при ломљењу, што резултира релативно малом флексибилношћу или високом крхкошћу – кључном карактеристиком.
Фиберглассмогу се класификовати према садржају алкалија на влакна без алкалија (обично позната као Е-стаклена), средње-алкална влакна, високо-алкална влакна и специјална стаклена влакна. Прва три типа се обично користе у индустрији папира. Стаклена влакна-без алкалија су погодна за епоксидне бакрене-ламинате и производе за електричну изолацију; средње{8}}алкална стаклена влакна су погодна за континуални рад машина или ручно полагање-за производњу листова, цеви, резервоара, судова, када, итд.; високо{11}}алкална стаклена влакна су погодна за сепараторе батерија, кровне хидроизолационе материјале итд.
2. Производња фиберглас папира
2.1 Процес формирања папира од фибергласа
Танки функционални материјали на бази фибергласа- произведени мокром производњом папира такође се могу назвати папиром од стаклених влакана. Процес производње овог папира се донекле разликује од обичне производње папира. Користи се стаклена влакна, која се лагано олабаве и додају везива, или се додаје нека хемијска дрвна пулпа. Затим се формира на машини за производњу папира са четири цилиндра или цилиндром. Силика гел или колоидна глиница се такође могу додати да би се побољшала чврстоћа готовог папира. Обично папир од стаклених влакана не захтева целулозу током производње; потребна је само дисперзија. Због релативно крхке природе стаклених влакана, прешање обично није потребно након формирања папира.
Под микроскопом, стаклена влакна подсећају на стаклене шипке; свако влакно је круто, витко и има велики однос дужине-према-ширине. Површина ових влакана такође носи електрични набој. Због тога, пре производње папира, приликом припреме пулпе, влакна се лако заплићу, формирајући велики број тешко-за-распршених накупина влакана. Чак и након кратког периода таложења, долази до флокулације, што утиче на уједначеност папира од стаклених влакана. Да би се обезбедила добра дисперзија суспензије стаклених влакана током производње папира, генерално се могу предузети следеће мере: (1) Подесите пХ суспензије користећи разблажену киселину, обично пХ=2.5~3,0 је погодан; (2) Смањити концентрацију суспензије на око 0,2%; (3) Побољшати стање влажења површине стаклених влакана коришћењем дисперзанта или других хемикалија; (4) Подесите систем циркулације беле воде.
Фиберглас има глатку површину, нема ломљења влакана и нема -ОХ група које могу да формирају водоничне везе на површини влакана. Због тога не може природно створити снагу у папиру током формирања и сушења. Да би се осигурало да стаклена влакна могу бити чврсто испреплетена са мешаним влакнима током производње папира, стаклена влакна се често претходно обрађују, или се формирана папирна мрежа прска или импрегнира лепком. Главна функција претходног третмана је да папиру од стаклених влакана пружи добру униформност, уједначену дебљину и да нема избочених кластера влакана на површини. Накнадни{5}}третман као што је прскање или импрегнација углавном даје папиру бољу чврстоћу или друга посебна својства. Лиао Хе и др. проучавао различите физичко-хемијске методе за површинску обраду стаклених влакана и истовремено ојачао папир од стаклених влакана додавањем киселине, пулпираних биљних влакана и средстава за ојачавање. Додавање пулпираних биљних влакана и средстава за ојачавање значајно је ојачало папир од стаклених влакана. Луо Гуо и др. истраживали перформансе мешавине стаклених влакана и биљних влакана и извели оптимални однос између концентрације агенса за третман, односа мешања стаклених влакана и физичких својстава готовог папира.
2.2 Процес сушења папира од фибергласа
Пошто су стаклена влакна крхка и ломљива, папир од стаклених влакана ретко пролази кроз процес пресовања. Ово резултира влажном папирном мрежом са великом количином влаге која улази у процес сушења. Да би се решио проблем високог садржаја влаге током сушења, вакуумско усисавање се обично користи за уклањање неке влаге пре него што мокра папирна мрежа уђе у процес сушења.
Да би се побољшала чврстоћа или испунили други посебни захтеви за перформансе примене, папир од стаклених влакана често захтева додавање везива током процеса производње папира или импрегнацију смолом након формирања, чинећи састав мокре папирне мреже сложенијом. Да би се уклонила велика количина влаге са фиберглас папира за кратко време, а да би се обезбедио гладак, чврст папир са равномерном дистрибуцијом и високим задржавањем везива или смоле, потребне су посебне методе сушења. Сушење у микроталасној пећници и сушење продирањем врућег ваздуха су две најчешће коришћене методе за сушење папира од фибергласа.
Сушење у микроталасној пећници може брзо постићи одређени степен сувоће унутар влажне папирне мреже. То је зато што су током микроталасног сушења, градијент температуре и градијент влаге у истом смеру, што доводи до доследног преноса топлоте и масе. Ово промовише брзо испаравање влаге унутар фиберглас папира, стварајући унутрашњи градијент притиска који омогућава влази да брзо дифундује на површину и испарава, значајно скраћујући време сушења. Међутим, важно је напоменути да време сушења у микроталасној пећници не би требало да буде предуго, обично у року од 30 секунди, пошто продужено излагање микроталасној пећници може изазвати скупљање и деформацију папира, што доводи до површинских бора и утиче на квалитет готовог папира. Стаклопластика је хидрофобна, а резултујући папир је порозан и лош проводник топлоте. На основу стварних услова папира од стаклених влакана, користећи предност његове ниске отпорности на пропустљивост ваздуха, топлом ваздуху је дозвољено да продре у папирну мрежу и директно дође у контакт са влагом адсорбованом на површини папира од стаклених влакана. Врући ваздух, при одређеној брзини, снижава парцијални притисак паре на интерфејсу, олакшавајући испаравање влаге. Врући ваздух одмах однесе испарену влагу, а на граници нема слоја засићене паре који омета испаравање влаге; ово је познато као "пенетрацијско сушење", што резултира високом ефикасношћу сушења. Одабир температуре топлог ваздуха је такође изузетно важан током сушења топлим ваздухом. Да би се обезбедио оптималан ефекат различитих везива или смола за ојачавање, температура сушења варира за различите врсте папира од стаклених влакана. Генерално, температура сушења за папир од стаклених влакана није нижа од 130 степени, а некима је потребно чак 180-200 степени.
3. Уобичајени папири од фибергласа
Подлога од стаклених влакана, такође позната као папир од стаклених влакана, направљена је од кратких нити филамената стаклених влакана насумично и равномерно распоређених у непрекидне листове стаклених влакана помоћу процеса израде папира, а затим спојених заједно са емулзијом.
3.1 Ултрафини филтер папир од стаклених влакана
Ултрафини филтер папир од стаклених влакана је нова врста високотехнолошког филтер папира{0}. За разлику од обичног филтер папира направљеног првенствено од биљних влакана, филтер папир од стаклених влакана је специјални папир направљен углавном од ултра-финих стаклених влакана помоћу посебног процеса производње папира и накнадне обраде. Првенствено се користи за пречишћавање ваздуха. Филтер папир од стаклених влакана има добру изотропију, уједначену расподелу величине пора, мало одступање основне тежине, отпорност на топлоту, отпорност на пламен, отпорност на воду и висок капацитет{5}}задржавања прљавштине.
Папир за филтер ваздуха од стаклених влакана се првенствено прави од стаклених влакана помоћу процеса мокрог{0}}формирања, што га чини идеалним материјалом за филтрирање ваздуха. Производи су категорисани у три главне серије на основу ефикасности филтрације: вентилација (АСХРАЕ); средња и висока ефикасност (ХЕПА); и ултра-високе ефикасности (УЛПА). Филтер папир од стаклених влакана опште вентилације и филтер папир од стаклених влакана средње ефикасности се углавном користе у општим системима климатизације, гасним турбинама и ваздушним компресорима. Ова врста филтер папира од стаклених влакана се производи третирањем површине влакана хемијским адитивима и комбиновањем прецизне формулације пулпе. Добијени производи показују високу ефикасност, ниску отпорност и отпорност на савијање. Посебно при ниском отпору, ефикасност филтрације може да достигне 60%–95%, а такође има и одређени степен водоотпорности, што га чини погодним за окружења са високом{9}}влажношћу. Папир за филтер ваздуха високе{11}}е ефикасности (ХЕПА) се углавном користи у чистим просторијама или радним столовима од класе 10.000 до класе 100.000, издувним системима нуклеарних електрана, врхунским{16}}усисивачима за домаћинство, пречишћивачима ваздуха и респираторима. Овај производ има одличну отпорност на влагу и воду, са ефикасношћу филтрације од 99,9% до 99,9999%. Папир за филтер ваздуха ултра{21}}високе{22}}е ефикасности (УХЕПА) се углавном користи у фабрикама чипова и чистим просторијама класе 100, класе 10 и класе 1.
Обичан филтер папир од биљних влакана има ефикасност филтрације од само 16% до 87%, са најбољом пропусношћу од 13%. Насупрот томе, ултра{4}}филтер папир од финих стаклених влакана има ефикасност филтрације од 99,99995% и пропустљивост од 0,00005%. Због тога је ефикасност филтрације ултра-филтер папира од финих стаклених влакана изузетно висока.
3.2 Папир за одвајање батерија од стаклених влакана
Папир за сепаратор од фибергласа се састоји од ултра-финих стаклених влакана пречника од 0,5 до 4 μм која не садрже органска везива. Некомпримовани папир од стаклених влакана, произведен поступком израде папира, има више-слојну структуру од филца- коју чине насумично распоређена стаклена влакна која стварају релативно мале канале са великим{6}}окретним моментом. Овај сепаратор показује знатно боље перформансе у поређењу са обичним батеријским сепараторима у многим аспектима, као што су висок капацитет апсорпције течности, брза брзина апсорпције течности, добра хидрофилност, апсорпција и задржавање електролита потребног за називни капацитет батерије и одржавање високе стопе апсорпције течности током њеног животног века. У међувремену, сепаратори стаклених влакана поседују велику површину, високу порозност, малу величину пора, високу хемијску чистоћу и мало штетних нечистоћа, показујући одличну отпорност на киселине и отпорност на оксидацију. Повезани патенти откривају употребу композитних материјала од стаклених влакана као подлоге за папир за одвајање батерија, у потпуности користећи отпорност стаклених влакана на корозију и добру величину пора супстрата од стаклених влакана, омогућавајући довољно продирања електролита.
Перформансе папира за одвајање стаклених влакана су уско повезане са карактеристикама самог стакленог влакна. Ултрафина стаклена влакна имају мале пречнике, велике површине и високу способност влажења, што резултира високом стопом апсорпције течности и малом величином пора у сепаратору, пружајући јаку отпорност на продирање дендрита. Међутим, ово такође повећава отпор, што захтева избор оптималне комбинације. Дужина стаклених влакана такође утиче на перформансе сепаратора; претерано дуга влакна се тешко распршују и могу се флокулирати, што доводи до неуједначеног сепаратора. Ако је дијафрагма прекратка, уједначеност дијафрагме је побољшана, али је снага ниска; стога треба изабрати оптимални опсег дужине.
3.3 Ламинатни папир обложен стакленим влакнима бакром
Ламинатни папир обложен бакром од стаклопластике углавном се користи као подлога за ламинате обложене бакром. Има уједначен изглед, одлична електрична својства, отпорност на топлоту, отпорност на раствараче и одличну компатибилност са епоксидном смолом. Ламинати обложени бакром произведени од папира од стаклених влакана могу постићи нивое перформанси упоредивих са ламинатима од стаклене тканине, што их чини погодним за индустријске електронске производе. Посебно, врхунска својства папира од стаклених влакана после{3}}обраде чине га још популарнијим на тржишту. Импрегнација епоксидном смолом је кључни процес у производњи ламинатног папира обложеног стакленим влакнима бакром. Импрегнација укључује два корака: прво, смола се агрегира на површини папира од стаклених влакана са одређеним степеном сувоће; затим, смола агрегирана на површини папира постепено тече према стакленим влакнима. Процес димензионирања укључује продирање раствора за димензионирање у папир од стаклених влакана, истискујући влагу из мокре папирне мреже. Процес продирања има значајан утицај на својства димензионисања. Експерименти су показали да је стопа пенетрације обрнуто пропорционална коцки дебљине влакна; стога је повећање брзине продирања раствора за димензионирање у папир од стаклених влакана основна метода за побољшање ефекта димензионирања. „Вакум{10}}метода одређивања величине“ је тренутно релативно напредна технологија. Срж ове методе лежи у специјалној опреми која се користи у фази пре{12}}импрегнације. Његов принцип је: током пред-импрегнације, вакуумско усисавање се користи за брзо продирање раствора за димензионисање са површине папира од стаклених влакана у папир, док се истовремено уклањају мехурићи ваздуха из раствора за димензионисање и влакана.
4. Развој новог фиберглас папира
Стаклопластика је комбинована са влакнима од меког дрвета, при чему стаклена влакна делују као скелет да би се побољшала својства чврстоће готовог папира. Експерименти су показали да додавање 10% стаклених влакана пулпи меког дрвета може значајно побољшати чврстоћу папира. Висок-квалитетни папир показује одличну чврстоћу на затезање и кидање. Даља обрада, као што је прскање лепком, импрегнација и вишеслојна ламинација, омогућава да се користи као грађевински материјал за пуњење.
Папир од фибергласа има добра својства апсорпције звука. Премазивање површине основног папира од стаклених влакана пигментима, лепком, успоривачима пламена и средствима за спајање, праћено сушењем и очвршћавањем, омогућава да се користи као звучно{1}}изолациони и пламен-материјал у зидовима зграда и унутрашњој декорацији. Обојени папир од стаклених влакана такође нуди побољшана декоративна својства. Истраживања су открила да се побољшањем Јохнс Он-Алардовог модела може мерити ефекат апсорпције звука папирних простирки од стаклених влакана различите порозности, па чак и различитих дужина влакана.
Јапанска компанија је успешно развила папир од стаклених влакана користећи процес производње папира који се може користити као заптивни материјал у аутомобилима и индустријској опреми. Овај папир се састоји од бркова калцијум карбоната пречника 6 μм и 0,16 μм. Састоји се од μм стаклених влакана, сепиолита, целулозне пулпе, итд., и ојачан стирен-бутадиен гумом и флокулантима.
Друга јапанска компанија развила је пластичну цев ојачану порозним стакленим влакнима користећи процес мокре производње папира. Производни процес укључује распршивање сецканих стаклених влакана у смолу-која садржи воду, дехидратацију у листове, намотавање на цев, уметање у цилиндрични калуп, загревање да се прошири, а затим коришћење за добијање пластичне цеви ојачане порозним стакленим влакнима. Ова пластична цев ојачана стакленим влакнима показује одличне карактеристике чврстоће и може се користити у грађевинарству, филтрацији и другим пољима.
Подни слојеви ојачани фибергласом могу ефикасно спречити пуцање или скупљање пода током употребе. Формирано стакло... Након сечења на листове, фиберглас папир се спаја полимерним лепком. У практичним применама, фиберглас папир повећава чврстоћу, тврдоћу и крутост подног слоја, док полимерни лепак има одређени степен еластичности, спречавајући деформације изазване термичким ширењем и контракцијом. То га чини новим и идеалним материјалом за подове.
Амерички патент открива методу за коришћење гипсаних плоча{0}}обложених фиберглас папиром за подршку декорације подова или плафона у кући. Овај папир од фибергласа се прави мешањем стаклених влакана просечног пречника 8–17 μм и других вештачких- влакана пречника мањег од 5,5 μм, при чему је потребно стаклено влакно да чини више од 30% укупне масе производа.
Лискун је важан неметални минерал. Користећи технологију целулозе и производње папира, фрагменти лискуна се могу користити као сировина за производњу разних... Доступне су различите врсте лискуна папира. Међутим, тренутно произведени папир од лискуна углавном има ниску чврстоћу, што отежава прилагођавање окружењима високе{4}}прилике. Патенти су открили употребу арамидних преципитираних влакана, кратких арамидних влакана или додавање масивних влакана између слојева прашкастог лискуна папира да би се ојачало. Сама стаклена влакна имају висока изолациона својства и високу чврстоћу, што га чини одличним материјалом за ојачање и потенцијалном заменом за арамидна влакна. Спроводе се истраживања о његовом појачавајућем дејству на папиру лискуна.
5. Резиме и Оутлоок
У протеклој деценији, индустрија стаклених влакана моје земље се брзо развила, а Кина је доследно одржавала своју позицију највећег светског произвођача и корисника стаклених влакана. Примена стаклених влакана у индустрији производње папира постепено је стекла популарност са брзим развојем индустрије стаклених влакана. Ово је изазвало значајну пажњу јавности. „12. пето-годишњи план моје земље“ за развој индустрије стаклених влакана посебно наглашава потребу да се енергично развијају области примене производа од стаклених влакана, континуирано проширујући обим примене стаклених влакана, посебно у областима као што су отпорност на ватру, отпорност на топлоту и ојачање. План позива на развој различитих облика производа како би се олакшала употреба, суштински побољшао квалитет индустрије стаклених влакана ширењем тржишта примене, и проширењем и продубљивањем поља примене. Ово ће олакшати везу између предузећа од стаклених влакана и низводних индустрија, промовишући развој и раст ланца индустрије стаклених влакана. Ово поставља веће захтеве за развој и оптимизацију квалитета типова папира од стаклених влакана.
Функционално коришћење инхерентних својстава стаклених влакана и истраживање њихове комбинације са различитим сировинама за производњу папира омогућиће му да постигне већи успех у специјалним производима од папира.
