اخبار فرش ماشینی

الياف بازالت : ويژگيها و كاربردها

الياف بازالت ::‌ هر روزه صنايع بيشتري به الياف بازالت علاقمند ميشوند. گستره كاربردها متنوع تر ميشود و برخي از كاربردهاي داراي ارزش افزوده را در بر مي گيرد. شر كت روسي كامني وك يكي از نقش آفرينان اين بازار است.

بازالت يك سنگ آتشفشاني طبيعي و خنثي با گستره دسترسي در سراسر جهان است. نخستين تلاشها براي توليد رشته هاي بازالت از مذاب آن در سال ۱۹۲۳ در ايالات متحده آمريكا انجام شد. در خلال جنگ جهاني دوم و به دنبال آن در دهه ۱۹۵۰، با تحقيقات انجام شده در بعضي كشورها، دانش و فنآوري توليد الياف بازالت پيشرفت كرد ولي هيچگونه محصول تجاري توليد نشد. در ۴۰-۳۰ سال گذشته، بيشتر تحقيقات و همچنين تجاري سازي محصولات الياف بازالت در روسيه و جمهوري هاي شوروي سابق انجام شده است.
هر روزه صنايع بيشتري به الياف بازالت علاقمند ميشوند. گستره كاربردها متنوع تر ميشود و برخي از كاربردهاي داراي ارزش افزوده را در بر مي گيرد. شر كت روسي كامني وك يكي از نقش آفرينان اين بازار است.

بازالت يك سنگ آتشفشاني طبيعي و خنثي با گستره دسترسي در سراسر جهان است. نخستين تلاشها براي توليد رشته هاي بازالت از مذاب آن در سال ۱۹۲۳ در ايالات متحده آمريكا انجام شد. در خلال جنگ جهاني دوم و به دنبال آن در دهه ۱۹۵۰، با تحقيقات انجام شده در بعضي كشورها، دانش و فنآوري توليد الياف بازالت پيشرفت كرد ولي هيچگونه محصول تجاري توليد نشد. در ۴۰-۳۰ سال گذشته، بيشتر تحقيقات و همچنين تجاري سازي محصولات الياف بازالت در روسيه و جمهوري هاي شوروي سابق انجام شده است.

فنآوري موجود توليد الياف پيوسته بازالت، بسيار شبيه فنآوري مورد استفاده در توليد الياف شيشه E است. تفاوت اصلي در فنآوري در اين است كه شيشه E از مخلوط پيچيده اي از مواد ساخته ميشود در حاليكه الياف بازالت از ذوب سنگ بازالت بدون هيچ افزودني توليد ميشود. مواد پايه بازالتي هيچ مشكلي براي محيط زيست ايجاد نمي كنند و خطرناك نيستند.

برتري ها و كاربردهاي ممكن

الياف بازالت با توجه به ويژگي هاي خاص خود جايگزين شيشه E، شيشه با استحكام بالا و ساير انواع ويژه شيشه ميشوند. اين ويژگي ها عبارتند از:

– استحكام كششي ۲۵-۲۰ درصد بالاتر از شيشه E

– استحكام كششي ۱۵-۱۰ درصد بالتر از شيشه E

– مقاومت شيميايي بهترنسبت به شيشه E معمولي

– گستره دمايي وسيع تر تا ۵۸۰ درجه سانتي گراد

– بي ضرر بودن براي محيط زيست و دفع و بازيافت آسان تر پلاستيك هاي تقويت شده با الياف بازالت (BFRP) نسبت به GFRP

الياف بازالت از نظر استحكام كششي، بين شيشه E و شيشه با استحكام بالا قرار دارد و از نظر مدول كشي تقريباً معادل شيشه با استحكام بالا و حتي كمي بهتر است. زيان نرساندن به محيط زيست و بازيافت پذيري بهتر آن نيز بايد مورد توجه قرار گيرد.

انواع گوناگون رووينگ، الياف سوزني و رشته هاي تابيده بازالت در دسترسند. گونه هاي مختلف مواد بافته شده و نبافته، پارچه هاي تك جهته و چندمحوره نيز قابل عرضه اند. تمام اين محصولات، با انواع گوناگون رزين همانند اپوكسي، فنليك، پلي استر و وينيل استر سازگارند.

زمينه هاي كاربردي محصولات الياف بازالت، با توجه به ويژگي هاي خاص اين الياف فوق العاده گسترده است. ازجمله صنايع خودرو، لوازم ورزشي، قايق سازي، پره هاي توربين بادي و مهندسي عمران.

در صنعت خودرو، الياف سوزني، پارچه ها و رووينگ هاي با كيفيت بالاي بازالت در توليد كپسول هاي CNG، لنت ترمز، انباره اگزوز، پوشش سقف اتاق و ديگر قطعات داخلي به كار گرفته ميشوند. مهم ترين ينازهاي اين صنعت عبارتند از ويژگيهاي مكانيكي بالا و بازيافت الياف آسان.

رووينگ بازالت با توجه به ويژگيهاي مكانيكي بالاي خود، براي توليد لوازم ورزشي گوناگون از جمله اسكي، اسنوبرد و دوچرخه بسيار مناسب است.

در كاربردهاي قايق سازي و پره توربين بادي، رووينگ هاي بازالت براي توليد پارچه هاي بافته، تك جهته و چندمحوره به كار مي روند. در اين بخش، مقاومت خوردگي بالا و يژگيهاي مكانيكي بالاي بازالت نقش اصلي را ايفا مي كنند.

گستره وسيعي از محصولات نيز را براي تقويت بتن در دسترس است ازجمله رووينگ هاي با استحكام بالا براي قطعات پالترودي تحت بار و ميله هاي تقويت كننده بتن، پارچه هاي بافته بازالتي(Geogrids) براي تقويت جاده و زمين و شبكه هاي گچ اندودبراي بازسازي و تقويت ديوار. ويژگيهاي مكانيكي بالا، مقاومت به خوردگي، گستره دماي وسيع تر و ويژگي هاي عايق سازي بسيار خوب در اين بخش بسيار مهمند.

اگرچه انواع محصولات بازالتي هم اكنون موجود است، محصولات و راه حل هاي جديد هر ساله توسعه مي يابند. به عنوان مثال، در سال ۲۰۰۸ محصول جديدي (مت سوزني بازالت) به محصولات موجود اضافه شد و پروژه جديدي نيز براي توليد نوارهاي تك جهته بازالت براي پره هاي توربين بادي در حال اجراست.

مت سوزني بازالت

توليد اين مت ها از ژوئن ۲۰۰۸ آغاز شده است. الياف بازالت به صورت مكانيكي شكل داده شده و به نرمي توسط يك دستگاه پانچ سوزني براي توليد مت فشرده ميشود. سپس الياف موجود در متبه وسيله همان تارهاي بازالتي كه درون مت با سوزن هاي كشيده شده اندبه هم متصل ميشوند. مت به دست آمده هيچگونه رزين و چسبي ندارد.

قطر الياف بازالت بيش از ۱۰-۹ ميكرومتر است و هيچگونه خطري ازنظر تنفسي ندارند. قطر تك رشته هاي پشم شيشه و پشم سنگ كه به طور گسترده در ساختمان سازي مورد استفاده قرار مي گيرند كمتر از ۹ ميكرومتر است، بنابراين تنها با اعمال بعضي استرهايي كه از انتشار اين تارها به درون محيط زيست جلوگيري مي كنند در ساختمان سازي به كار گرفته ميشوند.

در ساخت مت هاي سوزني بازالت از الياف با قطر تك رشته ايمن استفاده ميشود. اين مت ها حاوي رشته هاي سرطان زاي آزبست يا چسب هاي فنليك خطرناك نيستند و در نتيجه ميتوانند به عنوان مواد عايق ساز صوتي و حرارتي سازگار با شرايط سخت بهداشتي و ضدآتش طبقه بندي شوند. بازالت گستره دمايي كاري وسيع تر و مقاومت شيميايي بهتري نسبت به شيشه E دارد كه مت بازالت را يك ماده بسيار ارزشمند ميسازد.

توليد محصولات ضدآتش با اين ماده شروع شده است.

نوارهاي تك جهته بازالت براي پره هاي توربين بادي بخش انرژي رونق زيادي در سراسر جهان داردو انرژي بادي نقش مهمي در رشد انرژي هاي تجديدپذير دارد. تاكنون انرژي بادي پركاربردترين شكل انرژي تجديدپذير بوده و گسترش آن شتاب يافته است. واحدهاي جديد توليد توربين بادي هرساله تأسيس و پره هايي با طول بيشتر ساخته و نصب ميشوندتا مقدار انرژي توليدي به وسيله توربين ها افزايش يابد.

در حال حاضر سازندگان پره توربين بادي از الياف شيشه E استفاده مي كنند. صنعت انرژي بادي براي افزايش بازده انرژي توربين هاي موجود دائماً به دنبال مواد ارزان و به راحتي در دسترس با ويژگيهاي مكانيكي بالاتر هستند. الياف بازالت باكيفيت، داراي مدول و استحكام كششي ۲۰-۱۵ درصد بالاتر هستند در نتيجه ازنظر ويژگيها نزديك به شيشه با استحكام بالا و ساير الياف ويژه و حتي كارآمدتر هستند ولي به گراني اين الياف نيستند. مشخصه هاي مكانيكي فوق العاده الياف بازالت نسبت به شيشه E استاندارد، توليد پره هاي بلندتر با همان مقدار الياف را ممكن ساخته است و اين يعني افزايش بازده انرژي.

چندين شركت به طور فعال الياف بازالت را براي توليد پره هاي توربين بادي آزمايش مي كنند. پروژه جديدي هم براي توليد نوارهاي بازالت تك جهته ويژه براي پره هاي توربين بادي در حال انجام است.

گاهي اوقات انتقال مشخصه هاي مكانيكي بالاي الياف به محصول نهايي (نوار تك جهته، پارچه چندمحوره) مشكل است. بنابراين متغيرهاي فرآيند تبديل بايد به دقت انتخاب شوند. الياف بازالت مدول الاستيك بالاتري دارند و از شيشه E سفت ترند. اين ويژگي ها هنگام شكل دهي محصول بايد موردتوجه قرار گيرند.

در حال حاضر تحقيقي براي بهينه سازي متغيرهاي فرآيند تبديل رووينگ بازالت به نوار تك جهته، با نگاهي به خلق محصولات متناسب با نيازهاي سازندگان پره و توسعه فنآوري بهينه توليد تك جهته، در حال انجام است.

نتيجه گيري

تركيب فنآوري توليد پيشرفته با روش هاي تجاري مدرن و يك شبكه توزيع جهاني، توليدكنندگان بازالت را قادر ميسازد تا محصولات الياف بازالت با كيفيت توليد كنند و به طور مؤثري تجارت خود را اداره كرده و توسعه دهند.

منبع: فصلنامه كامپوزيت

————————————————————————————

این مطلب را نیز بخوانید
پیشنهاد سردبیر : الیاف مصنوعی یا الیاف بشر ساخت چیست ؟ 

————————————————————————————
تحریریه مجله نساجی کهن
ارسال مقالات و ترجمه جهت انتشار در سایت : info@kohanjournal.com

فرم ثبت نام سریع

جهت دریافت آخرین خبرها و به روز ترین نمایشگاه های نساجی و فرش ماشینی ایران و جهان در فرم زیر ثبت نام کنید

کانال تلگرام مجله نساجی کهن

برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن