Sợi Glass Fiber

Tổng quan

Sợi Glass Fiber hay sợi thủy tinh là loại sợi vô cơ được kéo từ thủy tinh nóng chảy thành các sợi cực mảnh. Đây là vật liệu gia cường phổ biến nhất trong ngành composite nhờ giá hợp lý, độ bền kéo tốt, không cháy và cách điện. Từ sợi thủy tinh, người ta làm ra sợi roving, sợi xoắn, chiếu (mat), vải dệt và lưới để kết hợp với nhựa polyester, vinyl ester, epoxy hoặc xi măng.

Tùy thành phần thủy tinh, sợi được chia thành nhiều loại như E-glass (đa dụng), S-glass (độ bền cao), C-glass (kháng hóa chất) và AR-glass (kháng kiềm cho bê tông). Trên thực tế, phần lớn sợi thủy tinh thương mại thuộc nhóm E-glass. Hai loại phổ biến nhất được giới thiệu riêng ở các mục Sợi E-glass và Sợi S-glass.

Thành phần và cấu tạo

Sợi Glass Fiber có nền là silic dioxit (cát thạch anh) cùng oxit nhôm, canxi, magie và boron với tỷ lệ tùy loại. Nguyên liệu được nấu chảy ở nhiệt độ trên 1.400°C, chảy qua các bushing có hàng trăm đến hàng nghìn lỗ nhỏ và được kéo nhanh thành sợi có đường kính khoảng 5 – 25 micromet.

Ngay sau khi kéo, sợi được phủ một lớp sizing để bảo vệ bề mặt, giảm ma sát và tăng độ bám dính với nhựa nền. Sau đó sợi được tập hợp thành bó, quấn thành ống hoặc cắt ngắn, tùy mục đích sử dụng.

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm

• Độ bền kéo cao, giá thấp hơn nhiều so với carbon và aramid.
• Không cháy, chịu nhiệt tốt, cách điện và cách nhiệt tốt.
• Kháng ẩm, kháng nhiều loại hóa chất, không gỉ.
• Ổn định kích thước, ít giãn dài.
• Có nhiều dạng sản phẩm: roving, sợi xoắn, mat, vải, lưới.

Nhược điểm

• Giòn, dễ gãy khi uốn gập mạnh hoặc mài sát.
• Nặng hơn sợi carbon, aramid và UHMWPE, tỷ trọng khoảng 2,5 g/cm³.
• Sợi vụn có thể gây ngứa, kích ứng da và đường hô hấp, cần bảo hộ khi thao tác.
• Độ bền mỏi thấp hơn các sợi kỹ thuật cao cấp và khó tái chế.