Sợi thuỷ tinh là gì? Ứng dụng và ưu nhược điểm của sợi thủy tinh

(Last Updated On: 07/12/2022)
5/5 - (17 bình chọn)

Sợi thủy tinh là dạng vật liệu được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất hiện nay, có thành phần tương tự thủy tinh kính nhưng vật liệu này có thể dệt làm vải sợi, rèm… với độ ổn định và độ bền cơ học cao. Mời bạn tìm hiểu chi tiết về sợi thủy tinh là gì kèm quy trình sản xuất, các ứng dụng của loại sợi này trong nội dung dưới đây.

quy trinh san xuat soi thuy tinh

Ứng dụng của sợi thủy tinh khi thành thành phẩm

I. Sợi thủy tinh là gì?

Sợi thủy tinh tuy giòn và dễ vỡ nhưng lại hoàn toàn linh hoạt khi ở dạng sợi. Với nhiều đặc tính ưu việt về độ bền, khả năng chống nhiệt, chống cháy…, sợi thủy tinh thường được gia cố, dùng rất nhiều trong ngành sản xuất nguyên vật liệu. Sợi thủy tinh thường được ứng dụng trong việc chế tạo nhựa GRP, vật liệu FRP (vật liệu composite cốt sợi thủy tinh) cũng như được gia cố cho nhiều sản phẩm polymer.

Sợi thủy tinh được sản xuất thành từ quá trình gia nhiệt từ hợp chất silicat, aluminum, ít loại oxit kim loại và canxi. Quy trình này được làm ở nhiệt độ 1500 độ C – 1700 độ C và kéo thành nhiều sợi thủy tinh rất mỏng, nhẹ, mịn với đường kính chỉ từ 4 – 34 μm. Với ưu điểm mỏng mịn, sợi thủy tinh có thể đúc khuôn thành các hình dạng kiểu dáng khác nhau như dạng vải, lưới…

II. Đặc tính nổi bật của sợi thủy tinh

  • Hệ số giãn nở tuyến tính của sợi thủy tinh thấp. Chính điều đó giúp sợi thủy tinh vẫn giữ kích thước ổn định dưới sự thay đổi của độ ẩm và nhiệt độ. Càng mỏng, các loại sợi thủy tinh càng có độ bền và dễ uốn cong, dễ tạo hình thiết kế của các sản phẩm.
  • Sợi thủy tinh không bị ăn mòn, chống ẩm vào trong giúp đặc tính cấu trúc hóa học, vật lý không bị thay đổi
  • Độ bền cơ học của sợi thủy tinh tương đối cao nên được ứng dụng trong các công việc đòi hỏi độ bền cao và trọng lượng tối thiểu. Điện trở riêng của nó cũng lớn hơn thép. Điều đó được thể hiện bằng cường độ uốn, độ bền kéo, cường độ va đập và cường độ nén.
  • Độ dẫn nhiệt của sợi thủy tinh thấp và có khả năng tản nhiệt nhanh: Sợi thủy tinh là vật liệu vô cơ nên không dễ bị bắt lửa hay không thể làm lửa bùng mạnh hơn. Cụ thể, ở nhiệt độ 1000°C, sợi thủy tinh vẫn giữ được khoảng 25% đặc tính ưu việt ban đầu. Khi chịu nhiệt, nó cũng không thải ra các sản phẩm độc hại như khói… Sợi thủy tinh chống cháy được ứng dụng để sản xuất vải, rèm cửa chống cháy.
  • Sợi thủy tinh có khả năng chống chịu tốt với hầu hết các hóa chất, ngoại trừ axit photphoric nóng, axit flohydric cũng như các chất có tính kiềm mạnh.
  • Điện môi và độ hút ẩm của sợi thủy tinh thấp: Khả năng cách điện tốt ngay cả khi ở độ dày thấp. Loại sợi này thường được dùng để làm cửa sửa điện từ.
  • Sợi thủy tinh có khả năng tản nhiệt nhanh.
  • Có khả năng kết hợp được với nhiều loại nhựa tổng hợp hay xi măng… để tạo ra sản phẩm mới với các tính năng tổng hợp ưu việt.
  • Sợi thủy tinh không bị thối rữa và không bị ảnh hưởng bởi tác động của côn trùng hay động vật gặm nhấm.

quy trinh san xuat soi thuy tinh

Sợi thủy tinh là gì? Quy trình sản xuất sợi thủy tinh ra sao?

>> Xem thêm: Nhựa composite lỏng là gì? Mách bạn cách pha chế nhựa composite lỏng đúng tỷ lệ.

III. Các loại sợi thủy tinh phổ biến hiện nay

Hiện nay, sợi thủy tinh được sản xuất và phân loại thành các loại chính sau đây:

1. Phân loại sợi thủy tinh theo các nguyên liệu thô

  • Tùy vào tỉ lệ thành phần và sự kết hợp khác nhau, các loại sợi thủy tinh sẽ có đặc trưng khác nhau.
  • Sợi thủy tinh loại A: Được biết là loại thủy tinh có thành phần gần giống với kính cửa sổ nhất với 25% soda, 72% silica và vôi. Loại này có đặc tính kiềm cũng như khả năng kháng hóa chất tốt. Tại cộng hòa Liên Bang Đức, nó được sử dụng phổ biến trong sản xuất thiết bị điện tử. 
  • Sợi thủy tinh loại C có khả năng kháng hóa chất rất tốt, còn được biết đến với tên gọi thủy tinh hóa học có tính kiềm – vôi.
  • Sợi thủy tinh loại D: Sợi thủy tinh quan trọng và thường được dùng để cải thiện hiệu suất của điện nhờ đặc tính về độ bền điện môi và thành phần borosilicate. Loại sợi này thường được ứng dụng trong sản xuất thủy tinh borosilicate chống sốc nhiệt, trong sản xuất tráng men…
  • Sợi thủy tinh loại E: Giống loại sợi thủy tinh loại C, loại sợi này là chất cách điện tốt với thành phần từ nhôm – canxi – borosilicate và chứa kiềm ít hơn 1% theo Na20.
  • Sợi thủy tinh AR (Alkali Resistant – kháng kiềm): Với khả năng chống kiềm cao, loại sợi thủy tinh này được ứng dụng nhiều trong việc xây dựng nền xi măng hay bê tông. Thành phần silicat zirconium kiềm trong loại sợi này không những giúp chống nứt bê tông cũng như tăng độ vững chắc và linh hoạt cho bê tông.
  • Sợi thủy tinh loại ECR (sợi thủy tinh điện tử): Ưu điểm vượt trội của loại sợi này là khả năng chống ăn mòn trong môi trường axit, chống thấm tốt, độ bền cơ học cao và tính kiềm điện. Loại ECR thân thiện với môi trường hơn so với các loại sợi thủy tinh khác.
  • Sợi thủy tinh loại AE: Vật liệu này là kính chống kiềm.
  • Sợi thủy tinh loại S (loại S1 và S2): Loại sợi này còn gọi là thủy tinh cấu trúc và thường được dùng trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ. Với cấu tạo từ nhôm silicat magie, loại sợi này được biết đến với các đặc tính cơ học nổi bật, độ bền rất cao
  • Sợi thủy tinh loại R, loại T hoặc loại S đều là những loại sợi có đặc điểm tương đương nhau như độ bền axit cao hơn và tính thấm nước thu được khi đường kính của sợi nhỏ hơn. và có mô đun, độ bền kéo tốt hơn so với loại E.

2. Phân loại sợi thủy tinh theo dạng sản phẩm

  • Dạng chỉ sợi: Dùng để sản xuất các bao đựng hàng hóa, vải dán tường, vải lau… và thay thế cho vải gai, vải sợi bông
  • Dạng bện: dùng để sản xuất cáp bện, dây chão buộc thuyền, dây kéo thuyền… với khả năng chịu được nhiệt độ cao.
  • Dạng thô

IV. Các ưu điểm và nhược điểm của sợi thủy tinh

1. Ưu điểm của sợi thủy tinh 

Vật liệu sợi thủy tinh là giải pháp hữu hiệu và có thể thay thế cho nhiều nguyên vật liệu truyền thống như nhôm, gỗ, thép, bê tông…, với các ưu điểm nổi bật gồm:

  • Trọng lượng riêng của sợi thủy tinh nhẹ.
  • Độ bền kéo sợi cao, gần bằng thép.
  • Hiệu suất nhiệt, điện tốt, sợi thủy tinh có độ dẫn nhiệt thấp (tấm sợi thủy tinh cách nhiệt)
  • Chống ăn mòn bởi các tác nhân không khí, nước, axit, môi trường kiềm, môi trường muối.
  • Có khả năng chịu được tác động lực cho vật liệu nền khi sợi thủy tinh được sử dụng làm chất gia cố cứng cáp.
  • Sự kết hợp giữa sợi thủy tinh và những vật liệu khác sẽ tạo ra các sản phẩm mới có độ bền chắc chắn.
  • Khi kéo thành sợi, sợi thủy tinh sẽ linh hoạt hơn so với các nguyên vật liệu khác với đặc tính mềm mại, dẻo và độ bền cao. Điều đó giúp dễ tạo hình, dễ gia công, kéo, uốn…
  • Sợi thủy tinh không bị hư hại gì bởi các loài côn trùng, gặm nhấm, mối mọt
  • Có khả năng chống thấm nước và axit (sợi thủy tinh chống thấm)
  • Có khả năng cách âm hiệu quả, thường được dùng để chống ồn cho nhà ở, quán karaoke, văn phòng…

quy trinh san xuat soi thuy tinh

Tàu xuồng ghe thuyền nhựa composite là một trong các sản phẩm phổ biến ứng dụng sợi thủy tinh.

2. Nhược điểm của sợi thủy tinh

Sợi thủy tinh có điểm hạn chế nhỏ đó là mô đun đàn hồi thấp. Mô đun đàn hồi của FRP (Fibeglass Reinfored Plastic – nhựa cốt sợi thủy tinh) lớn hơn gỗ hai lần nhưng nhỏ hơn thép 10 lần (E = 2,1 x 105). Khi bị ẩm ướt, các vật liệu cách nhiệt bằng sợi thủy tinh sẽ mất đi đặc tính của nó cho đến khi khô lại. Điều đó khiến kết cấu của sản phẩm thường có cảm giác không đủ độ cứng và dễ biến dạng. Do đó, người ta không dùng sợi thủy tinh để làm vật liệu cho những nơi dễ bị dột hay dễ tụ nước như mái nhà…

V. Sợi thủy tinh có độc hại không?

Với đặc tính mỏng nhẹ trong không khí, khi tiếp xúc với da hay hít phải, sợi thủy tinh có thể gây ra tình trạng ngứa ngáy cho da, gây kích ứng đến hệ hô hấp như đau họng, nghẹt mũi, ho…. Các triệu chứng “phơi nhiễm sợi thủy tinh” này không kéo dài. Tuy vậy, để phòng tránh các triệu chứng này, các công nhân tiếp xúc trực tiếp với sợi thủy tinh hay nhân viên sửa chữa nhà cửa phải trang bị đồ bảo hộ như quần áo dài tay, dài chân, rộng rãi, mắt kính, găng tay, khăn che đầu….

Theo cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc Tế (IARC), chưa có trường hợp nào cho thấy sợi thủy tinh là yếu tố nguy cơ gây ung thư da ở người tiếp xúc với nó.

VI. Quy trình sản xuất sợi thủy tinh

1. Trộn nguyên vật liệu

Các nguyên liệu thô để tạo ra sợi thủy tinh bao gồm đá vôi, silica, cát, dolomit và đất sét cao lanh. Tùy vào tỉ lệ pha trộn nguyên liệu nhất định, thành phẩm sợi thủy tinh mang những đặc trưng phù hợp với những ứng dụng cụ thể. Vì thế, người ta phải cân đo chính xác, cẩn thận và trộn kỹ nguyên liệu theo từng mẻ. Nhờ công nghệ máy móc ngày càng phát triển, quá trình trộn nguyên liệu cũng trở nên đơn giản và tự động hóa từ khâu cân đo nguyên liệu đến khâu vận chuyển vật liệu kèm theo để mang lại hiệu quả hơn về lượng và thời gian.

2. Nấu chảy nguyên vật liệu

Sau khâu pha trộn, nguyên vật liệu được đưa vào lò đang được đốt nóng (nhiệt độ xấp xỉ 1400oC). Hỗn hợp này được tiến hành nấu nóng chảy ở nhiệt độ cố định và loại bỏ bong bóng không khí. Sau đó, hỗn hợp này được đưa vào máy tinh chế với nhiệt độ lúc này giảm còn 1370ºC. Tiếp theo, hỗn hợp này được ép định hình và bó lại thành các đùn nhỏ (sợi).

3. Fiberite hóa – Sợi hóa

Sau khi nấu nóng chảy, hỗn hợp được ép đùn qua các tấm ống lót nóng. Các tấm ống lót này được làm bằng hợp kim platin/ rhodi chống ăn mòn với 200 – 8000 lỗ rất mịn có đường kính từ 4 – 34 micromet. Tốc độ quay của một máy đánh gió nhanh hơn nhiều so với tốc độ thoát ra khỏi ống lót của hỗn hợp. Lực căng này giúp kéo hỗn hợp này thành các sợi mỏng. Sau khi thoát khỏi ống lót, các sợi thủy tinh được làm mát bởi các tia nước và phun sương tại nhiệt độ 1204ºC.

4. Quá trình phủ/làm khô và đóng gói

Tiếp đến là quá trình tạo lớp phủ sợi thủy tinh. Việc sử dụng một lớp phủ sizing giúp bôi trơn, kết dính các sợi thủy tinh không bị ăn mòn, đứt gãy lúc vận chuyển hoặc quấn định hình khi chuyển thành các dạng gia cố khác.

Tùy vào các quy trình làm khác nhau, các sản phẩm sợi thủy tinh lại mang nhiều hình dạng nhau. Các sợi nhỏ được rút ra và tổng hợp lại thành từng bó. Một sợi thủy tinh đơn bao gồm 51 đến 1624 sợi nhỏ. Sau đó, nó được làm khô trong lò và sau đó chuyển sang các công đoạn tạo hình khác như cuộn, cắt nhỏ, sợi hoặc dệt.

VII. Ứng dụng của sợi thủy tinh trong đời sống

1. Ứng dụng của sợi thủy tinh trong đời sống

  • Sử dụng sợi thủy tinh như chất gia cường cho nhựa để làm bàn ghế, đồ trang trí như vật dụng treo tường, tranh ảnh…
  • Các thành phần sợi thủy tinh trong sàn nhựa giúp chống thấm nước tốt, gia tăng sự chắc chắn và tăng tuổi thọ cho sàn.
  • Được ứng dụng để làm vách, tường, ống khói hoặc dùng để làm các bao bì đựng hàng hóa, các tấm lọc tại các nhà máy hóa chất.
  • Sử dụng sợi thủy tinh ở dạng nỉ, sợi, tấm ép cứng như vật liệu cách âm cho văn phòng, nhà ở… cũng như làm vật liệu cách nhiệt như cáp điện, dây điện…
  • Được ứng dụng để làm vải lau, khăn giấy vệ sinh
  • Bảo trì và bảo dưỡng xe: sợi thủy tinh được sử dụng để chống gỉ, tạo màu tương phản, làm cho xe trông sạch sẽ và mới hơn ban đầu cũng như gia cố cho lốp xe
  • Được sử dụng, gia cố vỏ của các thiết bị bể bơi giúp không bị ăn mòn hoặc bị gỉ do nước clo có trong bể bơi.

ung dung cua soi thuy tinh

Sợi thủy tinh được dệt thành vải, ứng dụng của sợi thủy tinh làm rèm, màn cửa.

2. Ứng dụng của sợi thủy tinh trong công nghiệp sản xuất

  • Lưới sợi thủy tinh thường được dùng trong các băng tải dây chuyền trong các nhà máy sản xuất đồ uống, thực phẩm với chức năng chống trơn trượt hàng hóa.
  • Đối với ngành công nghiệp hóa chất, sợi thủy tinh được dùng để chịu được sự ăn mòn của các chất hóa học (axit, kiềm…) hay tăng tính chống trượt của bề mặt các loại đá nhúng.
  • Gia cố cho các nguyên vật liệu khác để làm các bộ phận của ô tô, cụ thể như thân ô tô, khung xương ô tô, vỏ ô tô…
  • Dùng sợi thủy tinh cách âm trong các hệ thống nhà máy lọc dầu, sản xuất vỏ tàu thuyền, vỏ máy bay hay trong các hệ thống máy phát điện hay ống dẫn điện…
  • Thường được sử dụng làm các loại dây dẫn quang giúp hỗ trợ tốt trong hoạt động truyền tin điện thoại cũng như truyền hình ảnh ở truyền hình. Ưu điểm của sợi thủy tinh là truyền được dung lượng lớn, không bị nhiễm điện từ và giá thành rẻ hơn so với sử dụng vật liệu kim loại khác.

3. Ứng dụng của sợi thủy tinh trong ngành xây dựng

  • Sản xuất gioăng công nghiệp đem lại hiệu quả cách nhiệt cao.
  • Dùng để gia cố cho bê tông, các vết nứt trên bề mặt tường, gia cố cho các loại tấm trải sàn cũng như dán vách thạch cao trong việc sửa chữa nhà cửa.
  • Dùng để làm tấm phủ sơn tương như một chất cách nhiệt chống cháy.
  • Lắp đặt cửa sổ sợi thủy tinh trong các tòa nhà ở dạng cửa sổ đôi, cửa sổ mái hiên, cửa sổ trượt.

4. Các ứng dụng khác của sợi thủy tinh:

  • Dùng trong các tháp giải nhiệt giúp hạn chế ăn mòn, rỉ sét và đảm bảo an toàn cho con người, con vật và đồ vật bên trong.
  • Ứng dụng trong lĩnh vực y tế: dùng làm chất bó bột và dùng để làm ống nội soi giúp quan sát các nội tạng bên trong cơ thể.
  • Dùng làm bể cá, các tấm lợp, tổ ong giấy, các loại vải chống nóng, băng keo, ống sợi thủy tinh hay các dụng cụ thể thao như ván lướt sóng, gậy…

Công ty TNHH Thương Mại Và Dịch Vụ Tân Trường Thịnh là đơn vị chuyên bán sợi thủy tinh chất lượng và uy tín nhất tại TP. HCM. Không những thế công ty này còn chuyên sản xuất và bán lẻ các sản phẩm liên quan đến nhựa composite như: thùng rác nhựa composite, nhựa polyester, sợi thủy tinh, sáp chống dính khuôn wax 8, nhựa composite, Gelcoat… Nếu quý khách có nhu cầu mua sợi thủy tinh chất lượng thì hãy liên hệ ngay Tân Trường Thịnh qua số hotline: 0904.375.624 – 0907.811.577 hoặc truy cập website tantruongthinh.vn để được tư vấn và báo giá nhanh chóng. Ngoài ra, quý khách cũng có thể đến trực tiếp cửa hàng tại số 23, Phố Thanh Lân, Thanh Trì, Hoàng Mai, TP.Hà Nội.