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La fibre de verre est un matériau inorganique non métallique aux excellentes performances. Elle présente de nombreux avantages, tels qu'une bonne isolation, une résistance à la chaleur et à la corrosion, ainsi qu'une grande résistance mécanique. Ses inconvénients majeurs sont sa fragilité et sa faible résistance à l'usure. Elle est fabriquée à partir de billes de verre ou de déchets de verre. Le procédé de fabrication, qui consiste à les fondre à haute température, puis à les étirer, les bobiner, les tisser et à réaliser d'autres opérations, permet d'obtenir des monofilaments d'un diamètre allant de quelques microns à plus de 20 microns, soit l'équivalent d'un cheveu 20 à 5 fois plus fin. Chaque faisceau de fibres est composé de centaines, voire de milliers, de monofilaments, à l'image de la soie brute.Fibre de verreIl est généralement utilisé comme matériau de renforcement dans les matériaux composites, les matériaux d'isolation électrique et thermique, les circuits imprimés et d'autres secteurs de l'économie nationale.
1. Propriétés physiques de la fibre de verre
Point de fusion 680 ℃
Point d'ébullition 1000 ℃
Densité 2,4-2,7 g/cm³

2. Composition chimique
Les principaux composants sont la silice, l'alumine, l'oxyde de calcium, l'oxyde de bore, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de sodium, etc. Selon la teneur en alcalis du verre, on distingue les fibres de verre non alcalines (oxyde de sodium de 0 % à 2 %, il s'agit d'un verre borosilicaté d'aluminium), les fibres de verre à teneur moyenne en alcalis (oxyde de sodium de 8 % à 12 %, il s'agit d'un verre silico-calcique contenant ou non du bore) et les fibres de verre à haute teneur en alcalis (oxyde de sodium 13 % ou plus, il s'agit d'un verre silico-calcique).

3. Matières premières et leurs applications
La fibre de verre présente de nombreux avantages par rapport aux fibres organiques : résistance aux hautes températures, incombustibilité, résistance à la corrosion, isolation thermique et acoustique, haute résistance à la traction et bonne isolation électrique. Cependant, elle est fragile et peu résistante à l'abrasion. Utilisée comme matériau de renforcement dans la fabrication de plastiques ou de caoutchoucs renforcés, la fibre de verre possède les caractéristiques suivantes, qui expliquent son utilisation bien plus répandue que celle d'autres types de fibres et sa rapidité de développement. Ses caractéristiques sont énumérées ci-dessous :
(1) Haute résistance à la traction, faible allongement (3%).
(2) Coefficient d'élasticité élevé, bonne rigidité.
(3) Allongement dans les limites de l'élasticité et résistance à la traction élevée, donc absorption de l'énergie d'impact.
(4) Fibre inorganique, incombustible, bonne résistance chimique.
(5) Faible absorption d'eau.
(6) Bonne stabilité de l'échelle et résistance à la chaleur.
(7) Bonne transformabilité, peut être transformé en brins, en faisceaux, en feutres, en tissus et en d'autres formes de produits différents.
(8) Les produits transparents peuvent transmettre la lumière.
(9) Le développement d'un agent de traitement de surface avec une bonne adhérence à la résine est terminé.
(10) Peu coûteux.
(11) Il n’est pas facile à brûler et peut être fondu en perles vitreuses à haute température.
La fibre de verre, selon sa forme et sa longueur, peut être divisée en fibre continue, fibre de longueur fixe et laine de verre ; selon sa composition, elle peut être divisée en fibre de verre non alcaline, résistante aux produits chimiques, à haute teneur en alcalis, alcaline, à haute résistance, à module d'élasticité élevé et résistante aux alcalis (anti-alcaline), etc.

4, les principales matières premières pour la production defibre de verre
À l'heure actuelle, les principales matières premières utilisées pour la production nationale de fibre de verre sont le sable de quartz, l'alumine et la chlorite, le calcaire, la dolomite, l'acide borique, le carbonate de sodium, le manganèse, la fluorite, etc.

5. Méthodes de production
On les divise en deux catégories principales : l’une est fabriquée à partir de verre fondu directement transformé en fibres ;
Une catégorie de verre fondu est d'abord constituée de billes ou de tiges de verre d'un diamètre de 20 mm, puis refondue de diverses manières pour chauffer des fibres très fines d'un diamètre de 3 à 80 µm.
Grâce à une plaque en alliage de platine et à une méthode d'étirage mécanique permettant d'obtenir une longueur infinie de fibre, connue sous le nom de fibre de verre continue, communément appelée fibre longue.
À travers le rouleau ou le flux d'air constitué de fibres discontinues, connues sous le nom de fibre de verre de longueur fixe, communément appelées fibres courtes.

6, classification de la fibre de verre
La fibre de verre est classée en différents niveaux selon sa composition, sa nature et son utilisation.
Conformément aux normes en vigueur, la fibre de verre de classe E est la plus couramment utilisée, notamment dans les matériaux d'isolation électrique ;
Classe S pour les fibres spéciales.
La production de fibre de verre à partir de verre est différente de celle des autres produits verriers.
La composition de la fibre de verre commercialisée à l'échelle internationale est la suivante :

(1) Verre E
Également connu sous le nom de verre sans alcalis, il s'agit d'un verre borosilicaté. Actuellement, c'est l'une des compositions de fibre de verre les plus utilisées. Grâce à ses bonnes propriétés d'isolation électrique et mécaniques, il est largement employé dans la fabrication d'isolants électriques en fibre de verre, ainsi que dans la production de fibres de verre pour les plastiques renforcés de fibres de verre. Son principal inconvénient est sa sensibilité à l'érosion par les acides inorganiques, ce qui le rend inadapté aux milieux acides.

(2) Verre C
Également connue sous le nom de verre moyennement alcalin, cette fibre se caractérise par une résistance chimique supérieure à celle du verre alcalin, notamment aux acides. Cependant, ses propriétés électriques et sa résistance mécanique sont inférieures de 10 à 20 % à celles des fibres de verre alcalines. Les fibres de verre moyennement alcalines importées contiennent généralement du dioxyde de bore, contrairement aux fibres chinoises qui en sont totalement exemptes. À l'étranger, la fibre de verre moyennement alcaline est utilisée pour la fabrication de produits en fibre de verre résistants à la corrosion, tels que les nattes de surface en fibre de verre, et pour le renforcement des matériaux de toiture en asphalte. En Chine, elle représente une part importante de la production de fibres de verre (60 %) et est largement utilisée dans le renforcement des plastiques renforcés de fibres de verre, ainsi que dans la fabrication de tissus filtrants, de tissus d'emballage, etc. Son prix, inférieur à celui de la fibre de verre non alcaline, lui confère un avantage concurrentiel certain.

(3) Fibre de verre haute résistance
Caractérisée par une résistance et un module d'élasticité élevés, cette fibre composite présente une résistance à la traction de 2 800 MPa, soit environ 25 % supérieure à celle de la fibre de verre sans alcalis, et un module d'élasticité de 86 000 MPa, supérieur à celui de la fibre de verre E. Les produits en PRV fabriqués à partir de cette fibre sont principalement utilisés dans les secteurs militaire, spatial, pour les blindages pare-balles et les équipements sportifs. Cependant, son prix élevé freine actuellement son utilisation dans le domaine civil, la production mondiale se limitant à quelques milliers de tonnes.

(4)fibre de verre AR
Également connue sous le nom de fibre de verre résistante aux alcalis, la fibre de verre résistante aux alcalis est un matériau de renforcement pour béton armé de fibres de verre (ciment) (appelé GRC). Composée à 100 % de fibres inorganiques, elle constitue un substitut idéal à l'acier et à l'amiante pour les composants non porteurs du ciment. La fibre de verre résistante aux alcalis se caractérise par une excellente résistance aux alcalis, notamment à l'érosion par les substances fortement alcalines présentes dans le ciment. Elle présente également une forte adhérence, un module d'élasticité élevé, une résistance aux chocs, ainsi qu'une très haute résistance à la traction et à la flexion. Incombustible, elle résiste au gel, aux variations de température et d'humidité, à la fissuration et à l'infiltration. De conception robuste et facile à mettre en œuvre, la fibre de verre résistante aux alcalis est un nouveau type de matériau de renforcement largement utilisé dans les bétons armés à hautes performances. C'est un matériau de renforcement écologique.

(5) Un verre
Également connu sous le nom de verre à haute teneur en alcalins, il s'agit d'un verre au silicate de sodium typique qui, en raison de sa faible résistance à l'eau, est rarement utilisé dans la production de fibre de verre.

(6) Verre E-CR
Le verre E-CR est un verre amélioré sans bore ni alcalis, utilisé pour la fabrication de fibres de verre présentant une excellente résistance à l'eau et aux acides. Sa résistance à l'eau est 7 à 8 fois supérieure à celle des fibres de verre sans alcalis, et sa résistance aux acides est également bien meilleure que celle des fibres de verre moyennement alcalines. Il s'agit d'une nouvelle variété développée pour les canalisations souterraines et les réservoirs de stockage.

(7) Verre D
Également connu sous le nom de verre à faible constante diélectrique, il est utilisé pour produire de la fibre de verre à faible constante diélectrique présentant une bonne rigidité diélectrique.
En plus des composants en fibre de verre mentionnés ci-dessus, il existe désormais un nouveaufibre de verre sans alcaliIl est totalement exempt de bore, réduisant ainsi la pollution environnementale, mais ses propriétés d'isolation électrique et ses propriétés mécaniques sont similaires à celles du verre E traditionnel.
Il existe également une composition de fibre de verre double, utilisée dans la production de laine de verre et présentant un potentiel pour le renforcement des matériaux plastiques à base de fibre de verre. De plus, des fibres de verre sans fluor sont développées pour répondre aux exigences environnementales, ainsi qu'une fibre de verre améliorée sans alcalis.

7. Identification de la fibre de verre à haute teneur en alcalins
Le test est une méthode simple pour mettre la fibre dans de l'eau bouillante et la laisser cuire pendant 6 à 7 heures. S'il s'agit d'une fibre de verre à haute teneur en alcalins, après la cuisson, la chaîne et la trame de la fibre se détendent.

8. Il existe deux types de procédés de production de fibre de verre
a) Double moulage – méthode d’étirage au creuset ;
b) Moulage en une seule étape – méthode d’étirage au four à bassin.
Le procédé d'étirage au creuset consiste en une première fusion à haute température de matières premières verrières pour obtenir des billes de verre, suivie d'une seconde fusion, puis d'un étirage à grande vitesse pour produire des filaments de fibre de verre. Ce procédé présente d'autres inconvénients, tels qu'une forte consommation d'énergie, une instabilité du processus de moulage et une faible productivité. De ce fait, il est quasiment abandonné par les grands fabricants de fibres de verre.

9. TypiqueFibre de verreProcessus
Le procédé d'étirage en four à bassin consiste à faire fondre de la chlorite et d'autres matières premières dans le four pour obtenir une solution vitreuse. Les bulles d'air sont éliminées par un système de filtration qui les achemine vers une plaque de filtration poreuse, permettant ainsi un étirage à grande vitesse pour former le filament de fibre de verre. Le four peut être connecté à des centaines de panneaux grâce à de multiples voies de production, pour une fabrication simultanée. Ce procédé, simple, économe en énergie, garantissant un moulage stable, une efficacité et un rendement élevés, facilite une production entièrement automatisée à grande échelle et est devenu la norme internationale. La production de fibre de verre représente aujourd'hui plus de 90 % de la production mondiale.