เส้นใยบะซอลต์: วัสดุสีเขียวประสิทธิภาพสูง ผลิตภัณฑ์ และการใช้งาน

วัสดุเส้นใยบะซอลต์เส้นใยบะซอลต์มีประโยชน์มากมาย แล้วเส้นใยบะซอลต์ผลิตได้อย่างไร? มันเป็นเส้นใยต่อเนื่องที่ทำโดยการดึงหินบะซอลต์ด้วยความเร็วสูงหลังจากที่หลอมเหลวที่อุณหภูมิ 1450-1500 องศาเซลเซียส ผ่านหัวฉีดโลหะผสมแพลทินัม-โรเดียม เส้นใยบะซอลต์มีสีน้ำตาลหรือสีทอง เส้นใยบะซอลต์เป็นเส้นใยอนินทรีย์ชนิดใหม่ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มีประสิทธิภาพสูง และเป็นวัสดุใหม่สำหรับศตวรรษที่ 21 ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ และเป็นหนึ่งในสี่เส้นใยประสิทธิภาพสูงหลักของจีน เส้นใยบะซอลต์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในด้านความแข็งแรง ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ ความต้านทานการกัดกร่อน ฉนวนกันความร้อน ฉนวนกันเสียง การหน่วงไฟ และอื่นๆ เคมี และฉนวนไฟฟ้า

เส้นใยบะซอลต์

เป็นมัดเส้นใยที่ประกอบขึ้นจากการรวมเส้นใยขนานหลายเส้นหรือเส้นใยขนานเดี่ยวโดยไม่บิด เส้นใยขนาด 7 - 13 ไมโครเมตร มีความแข็งแรงดึง ≥0.65 นิวตัน/เท็กซ์ โมดูลัสความยืดหยุ่น ≥95 จีพีเอ และการยืดตัวเมื่อขาด ≥2.6% เส้นใยบะซอลต์ เส้นใยบะซอลต์ไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และความทนทานต่อแรงกระแทกเทียบเท่ากับเส้นใยไฮเทค เช่น PPTA (Poly-p-phenylene terephthalamide) และ UHMWPE (Ultra-high-molecular-weight polyethylene) เท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อแสงได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความแข็งแรงในการยึดเกาะกับเรซินนั้นสูงมาก ดังนั้น เส้นใยบะซอลต์ที่มีขนาดต่างๆ กันจึงสามารถนำไปใช้ในการทอ การม้วน และการถักขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตต่างๆ ได้

เส้นใยบะซอลต์สำหรับทำสิ่งทอ

เส้นด้ายชนิดนี้เกิดจากการบิดและพันเส้นใยบะซอลต์หลายเส้นเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปแล้วเส้นใยเดี่ยวจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ≤ 9 ไมโครเมตร เส้นด้ายสิ่งทอสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ คือ เส้นด้ายสำหรับทอผ้าและเส้นด้ายสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ โดยเส้นด้ายสำหรับทอผ้าส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของม้วนด้ายทรงกระบอกและม้วนด้ายทรงกรวย

เส้นใยบะซอลต์สับ

เส้นใยบะซอลต์สับเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยการสับเส้นใยบะซอลต์ต่อเนื่อง เส้นใยเหล่านี้เคลือบด้วยสารเคลือบผิว (ไซเลน) ดังนั้น เส้นใยบะซอลต์สับจึงเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเสริมแรงเรซินเทอร์โมพลาสติก และยังเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการเสริมแรงคอนกรีตอีกด้วย บะซอลต์เป็นส่วนประกอบของหินภูเขาไฟที่มีประสิทธิภาพสูง ซิลิเกตชนิดพิเศษนี้ทำให้เส้นใยบะซอลต์มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งความทนทานต่อด่าง ดังนั้น เส้นใยบะซอลต์จึงเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมในการใช้แทนโพลีโพรพีลีน (PP) และโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) สำหรับการเสริมแรงคอนกรีตซีเมนต์ นอกจากนี้ยังเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพสูงในการใช้แทนเส้นใยโพลีเอสเตอร์ เส้นใยลิกนิน ฯลฯ ในคอนกรีตแอสฟัลต์ ซึ่งสามารถปรับปรุงเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการแตกร้าวที่อุณหภูมิต่ำ และความต้านทานต่อความล้าของคอนกรีตแอสฟัลต์ได้

เส้นด้ายเนื้อสัมผัสจากเส้นใยบะซอลต์

เส้นใยบะซอลต์ถูกแปรรูปผ่านเครื่องขึ้นรูปเส้นใยประสิทธิภาพสูงเพื่อผลิตเส้นด้ายบะซอลต์ที่มีเนื้อสัมผัส หลักการขึ้นรูปคือ: กระแสลมความเร็วสูงไหลเข้าสู่ช่องขึ้นรูป ทำให้เกิดการปั่นป่วน การปั่นป่วนนี้ถูกใช้เพื่อกระจายเส้นใยบะซอลต์ ทำให้เส้นใยก่อตัวเป็นห่วงคล้ายห่วง ส่งผลให้เส้นใยบะซอลต์มีความหนาและได้เส้นด้ายที่มีเนื้อสัมผัส

ผ้าใยบะซอลต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ ผ้าทอจากเส้นใยบะซอลต์

ผ้าใยบะซอลต์ทอขึ้นจากเส้นใยบะซอลต์ประสิทธิภาพสูง ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การบิดและการทอเส้นด้าย ผ้าใยบะซอลต์เป็นผ้าประสิทธิภาพสูงที่มีคุณสมบัติยอดเยี่ยม มีความแข็งแรงสูง เนื้อสัมผัสสม่ำเสมอ ผิวเรียบ และมีเทคนิคการทอที่หลากหลาย สามารถทอเป็นผ้าที่มีความหนาแน่นต่ำ ระบายอากาศได้ดี เบา และบาง หรือผ้าที่มีความหนาแน่นสูง แข็งแรง หนา และแข็งได้ ผ้าใยบะซอลต์ที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ผ้าทอธรรมดา ผ้าทอลายทแยง ผ้าทอซาติน ผ้าทอเส้นด้ายพุ่งคู่ และเทปใยบะซอลต์ เป็นต้น

สักหลาดเส้นใยบะซอลต์แบบเจาะรูด้วยเข็ม

เส้นใยบะซอลต์ที่สับเป็นเส้นสั้นจะถูกหวี จากนั้นชั้นของแผ่นใยที่สับแล้วจะถูกเสริมความแข็งแรงและผสมกับตาข่ายโดยใช้กระบวนการเจาะเข็มหรือการอัดน้ำเพื่อสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงนำไปผ่านกระบวนการชุบและอบแห้งเพื่อให้ได้แผ่นสักหลาดแบบเจาะเข็มสำเร็จรูป (ขั้นตอนหลังการผลิตสามารถละเว้นได้)

วัสดุคอมโพสิตเส้นใยบะซอลต์

เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใยไฮเทค เช่น เส้นใยคาร์บอน เส้นใยอะรามิด และเส้นใยโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก (UHMWPE) เส้นใยบะซอลต์ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูงของเส้นใยไฮเทคเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่นๆ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดี (-269°C ถึง 760°C) ทนต่อการออกซิเดชัน ทนต่อรังสี เป็นฉนวนกันความร้อน เป็นฉนวนกันเสียง การกรองที่ดี มีความแข็งแรงในการรับแรงอัดและแรงเฉือนสูง และเหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมต่างๆ โดยมีอัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพที่ดี เป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะจากธรรมชาติบริสุทธิ์ และเป็นวัสดุพื้นฐานใหม่และเส้นใยไฮเทคที่สามารถตอบสนองความต้องการในการพัฒนาอุตสาหกรรมพื้นฐานของเศรษฐกิจของประเทศได้ เส้นใยบะซอลต์และวัสดุผสมของเส้นใยบะซอลต์สามารถตอบสนองความต้องการวัสดุโครงสร้างในด้านต่างๆ ได้ดียิ่งขึ้น เช่น การก่อสร้างเพื่อการป้องกันประเทศ การขนส่ง การก่อสร้าง อุตสาหกรรมปิโตรเคมี การรักษาสิ่งแวดล้อม อิเล็กทรอนิกส์ การบิน และอวกาศ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการก่อสร้างเพื่อการป้องกันประเทศ โครงการสำคัญ และการยกระดับโครงสร้างอุตสาหกรรม เส้นใยบะซอลต์เป็นทั้งวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของศตวรรษที่ 21 และเป็นอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ที่มีศักยภาพในการแข่งขันและพัฒนาอย่างยั่งยืนในภาคส่วนเส้นใยไฮเทคระดับโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จีนมีสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระสำหรับเทคโนโลยีและกระบวนการผลิตเส้นใยบะซอลต์อยู่แล้ว และได้บรรลุระดับผู้นำในระดับสากลด้วย "ข้อได้เปรียบของผู้มาทีหลัง" ดังนั้น การพัฒนาอุตสาหกรรมเส้นใยบะซอลต์และวัสดุคอมโพสิตอย่างจริงจังจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การประยุกต์ใช้เส้นใยบะซอลต์ในเครื่องแต่งกายที่มีคุณสมบัติพิเศษ

ผ้าใยบะซอลต์มีความแข็งแรงสูง ทนไฟถาวร สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 1000°C ในระยะสั้น และสามารถใช้งานได้ในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิ 760°C ทำให้เป็นวัสดุทดแทนที่เหมาะสมสำหรับผ้าใยแอสเบสตอสและใยแก้ว ผ้าใยบะซอลต์มีความแข็งแรงในการรับแรงดึงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนไฟถาวร เป็นทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำกว่าเส้นใยประสิทธิภาพสูงและขั้นสูง เช่น โนเม็กซ์ (อะรามิด 1313) เคฟลาร์ (อะรามิด 1414) ไซลอน (เส้นใย PBO) และเส้นใยคาร์บอน ผ้าใยบะซอลต์สามารถย้อมสีและพิมพ์ลายได้หลังจากการย้อมสีและการตกแต่งทางเคมี หลังจากการตกแต่งเพิ่มเติม เช่น การตกแต่งด้วยสารประกอบออร์กาโนฟลูออรีน สามารถทำให้เป็นผ้าที่กันน้ำมัน กันน้ำ และทนไฟถาวรได้ เครื่องแต่งกายที่สามารถผลิตจากผ้าใยบะซอลต์ ได้แก่ ชุดดับเพลิง ชุดกันความหนาว ชุดป้องกันอันตรายจากสารเคมี ชุดป้องกันสำหรับคนงานเตาหลอม ชุดทำงานเชื่อมโลหะ และชุดกันไฟสำหรับลูกเรือยานเกราะทางทหาร เป็นต้น