خواص فیزیکی و شیمیایی الیاف معدنی مصنوعی

الیاف معدنی مصنوعی به زیرمجموعه معروفی به نام الیاف شیشه ای مصنوعی محدود می شوند.

شامل الیافی اند که از شیشه، سنگ طبیعی یا مواد معدنی دیگر ساخته می شوند و مطابق با منبع مواد معدنی شان طبقه بندی می شوند.

پشم سنگ، پشم سرباره و پشم شیشه که به ترتیب از سنگ طبیعی، سرباره و شیشه ساخته می شوند.

در آمریکای شمالی پشم سنگ و پشم سرباره اغلب به عنوان پشم معدنی شناخته می شود. در حالی که در اروپا و آسیا اصطلاح پشم معدنی، پشم شیشه را نیز شامل می شود.

لغت پشم در حقیقت انبوه الیاف به هم پیچیده است. در حالی که الیاف به طور طبیعی، به صورت ساختار کریستالین شکل می گیرند، بیشتر الیاف معدنی مصنوعی به صورت سیلیکات های بی شکل اند.

شبکه های بی شکل از اکسیدهای سیلیس، بروآلومینیوم، اکسیدهای آلکالین، فلزات قلیایی، اکسیدهای دو ظرفیتی آهن و منگنز یا اکسیدهای آمفوتری تشکیل یافته است.

برای جلوگیری از گرد و غبار شدن، الیاف معدنی حاوی چسب و روغن هستند. برخی الیاف خاص ممکن است بدون مواد افزودنی تولید شوند.

تاریخچه پشم سنگ:
اولین کارخانه تولید الیاف مصنوعی در جهان در سال 1840 در شهر ولز به منظور تولید پشم سرباره ساخته شد.

تا سال ها این روند رشد و ترقی کمی داشته است تا اینکه در سال 1890 با توجه به نیاز جامعه، در مقیاس وسیع تولید پشم سنگ و پشم سرباره در اروپا و ایالات متحده شروع گردید.

با مرور زمان و تحولات جهانی در اوایل قرن بیستم این تولیدات فزونی یافتند. با این وجود تولیدات در دهه 1930 به طور وسیع آغاز گردید.

استفاده از الیاف معدنی مصنوعی به طور فزاینده به دلیل اهمیت در کاهش هزینه های انرژی و یافتن ماده ای که بتواند به طور ایمن جایگزین آزبست شود افزایش یافت.

شرایط تولید در کارخانجات اولیه پشم معدنی خیلی ابتدایی بود، خصوصا این کارخانجاتی که قبل از 1950 کار می کردند.

مواد خام مختلفی به کار می رفت به ویژه در صنایع پشم سرباره. روش های ساخت محصول به طور کلی دستی بود، محصولات خیلی ساده بودند و میزان تولید در مراحل اولیه خیلی کم بود.

کم کم درجه مکانیزاسیون با پیشرفت فناوری به همراه کاهش تدریجی حمل و نقل دستی افزایش یافت. همراه با تنوع محصولات، میزان تولید نیز افزایش یافت.

فرآیند تولید پشم سنگ:
فرآیند تولید مستلزم ترکیب سه جزء اساسی است که عبارتند از:

• ذوب مواد اولیه در کوره.
• تشکیل الیاف و جمع آوری آن.
• تشکیل محصول نهایی.

گام اول در فرآیند تولیدی، ذوب مواد معدنی است. مواد خام داخل کوره قرار می گیرد تا دمای 1000 تا 1600 درجه سانتی گراد حرارت می بیند.

بعد از آن مواد مذاب از کوره خارج شده و برای تشکیل الیاف به داخل وسایل الیاف ساز ریخته می شود.

روش های لیف سازی از کارخانه ای به کارخانه دیگر فرق می کند و به واسطه پیشرفت های فناوری تغییراتی یافته اند.

اصولا سه روش الیاف سازی شامل کشیدن مکانیکی، دمیدن با گازهای داغ و سانتریفیوژ کردن است.

در صنایع گاهی اوقات ترکیبی از این سه روش یعنی کشیدن دمیدن، سانتریفیوژ کردن دمیدن مورد استفاده قرار می گیرد.

پس از اینکه این فرآیندها صورت گرفت، الیاف جمع آوری می شود و بسته به محصول دلخواه، عوامل شیمیایی مختلفی برای شکل دادن فوری الیاف به کار می روند.

در بیشتر موارد رزین و روغن برای متراکم نمودن الیاف مورد استفاده قرار می گیرد. به واسطه سانتریفیوژ کردن یا دمیدن یا ترکیبی از هر دو قطرهای متفاوت تشکیل می شود.