Sợi thủy tinh là vật liệu nhẹ, bền và đang ngày càng được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực. Nhờ cấu trúc đặc biệt, nó không chỉ có tính năng vượt trội mà còn được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, y tế và công nghiệp. Bài viết này Minh Tiến Group sẽ giới thiệu “Sợi thủy tinh là gì? Tính chất và ứng dụng trong đời sống”.

Nội dung bài viết

Sợi thủy tinh là gì?

Sợi thủy tinh là vật liệu nhẹ, mịn gồm nhiều sợi cực kỳ mỏng. Chúng được tạo ra bằng cách gia nhiệt silicat hoặc thủy tinh tái chế ở nhiệt độ 1500 – 1700 độ C. Đường kính sợi chỉ từ 4 – 34 micromet. Loại vật liệu này thuộc dạng chất dẻo gia cố phổ biến trong ngành sản xuất vật liệu.

Sợi thủy tinh thường được sử dụng để gia cường nhựa tạo thành vật liệu nhựa tổng hợp Composite. Chúng có thể được chế tạo thành tấm, dạng lưới, vải hoặc đúc khuôn thành nhiều hình dạng khác nhau.

sợi thủy tinh là gì — Sợi thủy tinh là gì?

Tính chất nổi bật của sợi thủy tinh

Sợi thủy tinh được sử dụng rộng rãi nhờ nhiều đặc điểm nổi bật như:

Tính ổn định về kích thước: Sợi thủy tinh có độ ổn định cao, ít co giãn ở nhiệt độ thường. Tuy nhiên, dưới nhiệt độ cực cao hoặc thay đổi đột ngột, kích thước có thể thay đổi nhẹ.
Khả năng chống ẩm: Sợi thủy tinh không thấm nước nên chúng giữ nguyên tính chất khi gặp độ ẩm. Nhưng khi kết hợp với các vật liệu khác, khả năng kháng ẩm có thể bị ảnh hưởng.
Độ bền cao: Tỷ lệ độ bền trên khối lượng của sợi thủy tinh rất cao phù hợp cho các ứng dụng cần vật liệu nhẹ nhưng bền chắc.
Tính chống cháy: Nhờ thành phần vô cơ, sợi thủy tinh không bắt lửa. Ở 1000°C, nó vẫn giữ khoảng 25% độ bền ban đầu.
Tính kháng hóa chất: Sợi thủy tinh chịu được nhiều hóa chất nhưng dễ bị ăn mòn bởi axit flohydric, axit photphoric nóng và các chất kiềm mạnh.
Cách điện: Với độ bền cao, khả năng chịu nhiệt và độ hút ẩm thấp, sợi thủy tinh là lựa chọn hàng đầu cho các thiết bị cách điện.
Dẫn nhiệt: Nhờ hệ số giãn nở nhiệt và khả năng dẫn nhiệt thấp, sợi thủy tinh tản nhiệt hiệu quả.
Khả năng tương thích với vật liệu hữu cơ: Sợi thủy tinh có thể kết hợp với các vật liệu khác như nhựa, tạo thành composite cốt sợi thủy tinh. Nó cũng có thể gia cường cho vật liệu nền khoáng chất như xi măng.

Các loại sợi thủy tinh thường gặp hiện nay

Vật liệu sợi thủy tinh được phân loại dựa trên nguyên liệu thô, với mỗi loại có đặc tính khác nhau dựa vào thành phần cấu tạo.

Thủy tinh loại A (A Glass): Loại này có khả năng chống hóa chất và kiềm bao gồm 72% silica, 25% soda và vôi, tương tự như kính dùng cho cửa sổ.
Thủy tinh loại C (C Glass): Được làm từ natri borosilicate, loại này có tính kiềm và vôi. Hàm lượng oxit cao giúp tăng cường độ bền, chống ăn mòn cũng như chịu được tác động hóa chất.
Thủy tinh loại D (D Glass): Thành phần chủ yếu từ borosilicate với độ bền điện môi nên thường được sử dụng để cải thiện hiệu suất điện.
Thủy tinh loại E (E Glass): Loại này được chế tạo từ nhôm-canxi-borosilicate, có tính cách điện vượt trội.
Thủy tinh loại ECR (ECR Glass): Loại thủy tinh này đặc biệt hữu ích trong môi trường axit nhờ khả năng chống ăn mòn vết nứt tốt.
Thủy tinh AR (AR Glass): Cấu tạo từ silicat zirconium kiềm, thủy tinh AR chống kiềm rất hiệu quả và thường được dùng trong bê tông sợi thủy tinh.
Thủy tinh loại S (S1 và S2 Glass): Độ bền cao nhờ cấu tạo từ nhôm silicat magie, nên loại này thường được sử dụng trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ.

Ngoài phân loại theo nguyên liệu, sợi thủy tinh còn được chia theo dạng sản phẩm, bao gồm dạng thô, sợi chỉ và dạng bện.

Quy trình chế tạo sợi thủy tinh

Quy trình chế tạo sợi thủy tinh đòi hỏi sự chính xác cao, kết hợp các nguyên liệu thô với công nghệ hiện đại để tạo ra vật liệu bền vững. Hãy cùng Minh Tiến Group tìm hiểu từng bước trong quy trình này ngay sau đây:

Chuẩn bị và trộn nguyên vật liệu

Silica và các nguyên liệu khác được bổ sung theo tỷ lệ cụ thể. Ở giai đoạn này, các vật liệu cần được đo lường chính xác và trộn đều với nhau. Trong các nhà máy, việc trộn thường được tự động hóa để đảm bảo độ chính xác.

Nấu chảy

Hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào lò nấu bằng khí nén và được đốt nóng lên khoảng 1400 độ C. Lò nấu thường chia thành ba phần. Ở đây, thủy tinh nóng chảy sẽ được nhận vào với nhiệt độ đồng nhất, đồng thời loại bỏ các bọt khí. Sau đó, thủy tinh được chuyển sang máy tinh chế, nơi nhiệt độ giảm xuống còn 1370 độ C để chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo.

Fiberite hóa

Thủy tinh nóng chảy sẽ được ép đùn qua các ống lót có từ 200 đến 8000 lỗ nhỏ. Khi các sợi tơ thoát ra, chúng sẽ được làm lạnh bằng nước hoặc phun sương ở nhiệt độ 1204 độ C. Đường kính của những sợi này rất nhỏ, chỉ từ 4 đến 34 micromet, nghĩa là chỉ bằng 1/10 đường kính sợi tóc.

Lớp phủ sợi thủy tinh

Lớp phủ hóa chất được thêm vào sợi thủy tinh giúp tạo độ bôi trơn và kết dính. Chất này giúp bảo vệ sợi trong quá trình vận chuyển và chuyển đổi thành các vật liệu gia cố khác.

Các sợi nhỏ được gom thành bó, mỗi bó có từ 51 đến 1624 sợi. Cuối cùng, các sợi này sẽ được làm khô trong lò trước khi chuyển sang các giai đoạn định hình như cuộn, cắt nhỏ hoặc dệt.

Đóng gói và vận chuyển

Quy trình sản xuất sợi thủy tinh sẽ tạo ra nhiều hình dạng sản phẩm khác nhau. Chẳng hạn, ống cách nhiệt được hình thành từ việc quấn sợi thủy tinh quanh một lõi trước khi đem đi gia cố.

Đối với những sản phẩm có kích thước nhỏ hơn 3 feet, người ta thường sử dụng lò nung để gia nhiệt và định hình. Sau khi ra khỏi lò, sản phẩm được tách khỏi khuôn và may nối theo các hướng khác nhau. Cuối cùng, sản phẩm hoàn chỉnh được đóng gói kỹ lưỡng để vận chuyển.

Những ứng dụng thực tế của sợi thủy tinh trong đời sống

Sợi thủy tinh không chỉ là một vật liệu nhẹ và bền, mà còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, cụ thể như sau:

Ứng dụng trong sản xuất tấm lấy sáng

Tấm nhựa lấy sáng được chế tạo từ hỗn hợp sợi thủy tinh và nhựa Composite. Tấm nhựa này không chỉ nhẹ hơn kính mà còn chịu lực tốt giúp giảm áp lực cho kết cấu xây dựng. Cấu trúc chắc chắn và độ trong suốt của sợi thủy tinh đảm bảo tấm lấy sáng có khả năng chịu thời tiết khắc nghiệt.

Khám phá ngay những sản phẩm tấm lấy sáng chất lượng cao từ sợi thủy tinh tại Minh Tiến Group: Tấm lợp lấy sáng Polycarbonate và Tấm lợp lấy sáng Composite

Ứng dụng trong dệt vải

Sợi thủy tinh với tính kháng axit, chịu nhiệt và chống cháy được ứng dụng trong dệt vải. Chúng còn được sử dụng để sản xuất bao bì, tấm lọc trong nhà máy hóa chất. Vải dệt từ sợi này rất dễ vệ sinh, hạn chế bám bẩn.

Ứng dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng

Ngoài việc là nguyên liệu quan trọng cho tấm lợp lấy sáng, sợi thủy tinh còn được dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Một số sản phẩm tiêu biểu bao gồm cánh cửa nhựa, tấm cách nhiệt, đệm cách âm và vải chống thấm.

Ứng dụng trong thiết bị bể bơi

Nước bể bơi thường chứa clo, chất có khả năng ăn mòn thiết bị. Do đó, việc gia cố vỏ thiết bị bằng bông thủy tinh là cần thiết. Bề mặt thiết bị dễ vệ sinh, giúp duy trì môi trường nước trong sạch.

Ứng dụng trong sản xuất linh kiện điện tử

Sợi thủy tinh được ứng dụng trong sản xuất linh kiện điện tử nhờ độ bền, tính trong suốt và khả năng phản quang tốt. Chúng còn được sử dụng trong sản xuất thiết bị, dây dẫn truyền tải thông tin như cáp, điện thoại và Internet. Các sợi này có khả năng truyền tải lượng lớn nội dung mà không gây nhiễu điện tử.

Các ứng dụng khác của sợi thủy tinh

Trong tháp giải nhiệt, vật liệu này giúp giảm thiểu ăn mòn và rỉ sét, bảo vệ an toàn cho con người, động vật và đồ vật. Trong y tế, sợi này được sử dụng làm chất bó bột và ống nội soi, hỗ trợ quan sát nội tạng. Ngoài ra, chúng còn được dùng để sản xuất bể cá, tấm lợp, tổ ong giấy, vải chống nóng, băng keo và các dụng cụ thể thao như ván lướt sóng và gậy.

Sợi thủy tinh composite có nguy hiểm không?

Sợi thủy tinh có đặc tính nhẹ, mỏng và dễ bay trong không khí. Chúng có thể gây ngứa ngáy khi tiếp xúc với da. Ngoài ra, bụi từ sợi này có thể kích ứng đường hô hấp dẫn đến đau họng, tắc mũi và ho. Các triệu chứng này thường ngắn hạn, sẽ tự khỏi mà không gây hại nghiêm trọng.

Hiện tại, chưa có nghiên cứu nào chỉ ra rằng sợi thủy tinh gây hại cho sức khỏe hoặc dẫn đến ung thư. Theo báo Vietnamnet.vn: “Thực tế, bất kì loại sợi nào cũng có khả năng mang hóa chất và các vi sinh chất gây hại vào cơ thể con người qua đường hô hấp. Dựa trên nghiên cứu năm 1999 về tác động đến sức khỏe con người của các chất thay thế amiăng do Viện Nghiên cứu Y tế và Sức Khỏe Quốc gia Pháp thực hiện, những nguy cơ về bệnh ung thư, xơ hóa phổi của các chất thay thế phụ thuộc vào liều lượng, kích thước, độ bền sinh học, bề mặt phản ứng và mức độ đào thải, cũng giống như amiăng trắng.”

Những điều cần lưu ý khi tiếp xúc với sợi thủy tinh

Sợi thủy tinh dù không gây hại nghiêm trọng nhưng vẫn tiềm ẩn những rủi ro nhất định đối với sức khỏe nếu không được bảo vệ đúng cách. Để phòng tránh các tác động tiêu cực, chúng ta cần chú ý một số biện pháp sau:

Gia đình có nhà sử dụng vật liệu cách nhiệt bằng sợi thủy tinh: Thường xuyên kiểm tra và sửa chữa các vị trí bị hư hỏng để ngăn chặn bụi sợi thủy tinh phát tán vào không khí. Khi tiến hành sửa chữa, cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ như khẩu trang, kính bảo hộ và găng tay.
Công nhân làm việc trực tiếp với sợi thủy tinh: Đây là nhóm đối tượng dễ bị ảnh hưởng nhất. Do đó, việc trang bị đồ bảo hộ lao động là vô cùng cần thiết. Ngoài quần áo bảo hộ, găng tay, kính bảo hộ, công nhân còn nên sử dụng ủng chuyên dụng và mũ bảo hộ để bảo vệ toàn bộ cơ thể.
Xử lý chất thải sợi thủy tinh: Sau khi thi công, cần thu gom và xử lý chất thải sợi thủy tinh đúng cách, tránh vứt bừa bãi gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

Hy vọng với những thông tin chia sẻ trong bài viết trên, bạn đã hiểu rõ hơn sợi thủy tinh là gì cũng như các đặc tính, ứng dụng của vật liệu này. Hiểu rõ về sợi thủy tinh giúp khai thác hiệu quả tiềm năng của nó và mở ra nhiều cơ hội mới trong tương lai!

THÔNG TIN LIÊN HỆ