Was ist Fiberglas und wie wird es hergestellt?

Herstellung, Verwendung und Recycling dieses langlebigen, leichten Materials

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Fiberglas oder Glasfaser, ähnlich wie Kleenex , Thermos – oder sogar Dumpster – ist ein Markenname, der so bekannt geworden ist, dass die Leute normalerweise nur an eines denken, wenn sie ihn hören: Kleenex ist ein Taschentuch; Ein Müllcontainer ist ein übergroßer Mülleimer, und Fiberglas ist diese flauschige, rosa Isolierung, die den Dachboden Ihres Hauses auskleidet, richtig? Eigentlich ist das nur ein Teil der Geschichte. Während die Owens Corning Company das nahezu allgegenwärtige Isolationsprodukt namens Fiberglas als Marke eingetragen hat, Glasfaser selbst hat eine vertraute Grundstruktur und eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten.

Wie Fiberglas hergestellt wird

Fiberglas ist wirklich aus Glas ähnlich wie in Fenster- oder Küchentrinkgläsern. Zur Herstellung von Glasfaser wird Glas erhitzt, bis es geschmolzen ist, und dann durch superfeine Löcher gepresst. Dadurch entstehen Glasfilamente, die extrem dünn sind – so dünn, dass sie am besten in Mikrometern gemessen werden können.

Diese flexiblen Filamentfäden können in mehreren Anwendungen verwendet werden: Sie können zu größeren Stoffmustern gewebt oder in einer etwas weniger strukturierten Form belassen werden, die für die bekanntere bauschige Textur verwendet wird, die zur Isolierung oder Schalldämmung verwendet wird. Die endgültige Anwendung hängt von der Länge der extrudierten Stränge (länger oder kürzer) und der Qualität der Glasfaser ab. Für einige Anwendungen ist es wichtig, dass die Glasfasern weniger Verunreinigungen aufweisen, dies erfordert jedoch zusätzliche Schritte im Herstellungsprozess.

Herstellung mit Fiberglas

Sobald das Fiberglas zusammengewebt ist, verschiedene Harze können hinzugefügt werden, um dem Produkt eine erhöhte Festigkeit zu verleihen und um ihm zu ermöglichen, es in verschiedene Formen zu formen. Gängige Artikel aus Fiberglas sind Schwimmbäder und Spas, Türen, Surfbretter, Sportgeräte, Bootsrümpfe und eine breite Palette von Autoaußenteilen. Fiberglas ist leicht und dennoch langlebig und eignet sich auch ideal für empfindlichere Anwendungen, wie z. B. in Leiterplatten.

Fiberglas kann in Matten oder Platten massenproduziert werden. Beispielsweise wird für Artikel wie Schindeln eine massive Platte aus einer Glasfaser- und Harzmischung hergestellt und dann maschinell geschnitten. Glasfaser hat auch zahlreiche kundenspezifische Anwendungen, die für einen bestimmten Zweck entwickelt wurden. Zum Beispiel müssen Autostoßstangen und Kotflügel manchmal maßgefertigt werden, entweder um beschädigte Komponenten für bestehende Autos zu ersetzen oder bei der Produktion von neuen Prototypenmodellen.

Der erste Schritt bei der Herstellung eines maßgefertigten Stoßfängers oder Kotflügels aus Glasfaser besteht darin, aus Schaumstoff oder einem anderen Material eine Form in der gewünschten Form herzustellen. Wenn die Form fertig ist, wird sie mit einer Schicht Glasfaserharz überzogen. Sobald die Glasfaser ausgehärtet ist, wird sie anschließend verstärkt – entweder mit zusätzlichen Glasfaserschichten oder strukturell von innen.

Kohlefaser und glasfaserverstärkter Kunststoff vs. Fiberglas

Es sollte beachtet werden, dass, obwohl es beiden ähnlich ist, Fiberglas es ist nicht Kohlefaser, noch ist es glasfaserverstärkter Kunststoff. Kohlefaser besteht aus Kohlenstoffsträngen. Obwohl sie extrem stark und langlebig sind, können Kohlefasern nicht so lange zu Strängen extrudiert werden wie Glasfasern, da sie brechen. Dies ist einer von mehreren Gründen, warum Glasfaser, obwohl sie nicht so stark ist, billiger herzustellen ist als Kohlefaser.

Glasfaserverstärkt Plastik ist genau das, wonach es sich anhört: Kunststoff mit darin eingebettetem Fiberglas, um die Festigkeit zu erhöhen. Die Ähnlichkeiten mit Fiberglas sind offensichtlich, aber ein charakteristisches Merkmal von Fiberglas ist, dass die Glasfasern die Hauptkomponente sind. Glasfaserverstärkter Kunststoff besteht hauptsächlich aus Kunststoff. Obwohl er eine Verbesserung gegenüber Kunststoff allein in Bezug auf Festigkeit und Haltbarkeit darstellt, hält er nicht so gut wie Glasfaser.

Recycling von Glasfaser

Obwohl es beim Recycling von Glasfaserartikeln, nachdem sie bereits hergestellt wurden, keine großen Fortschritte gegeben hatte, zeichnen sich einige neue Innovationen in der Recyclingtechnologie und den Verwendungsmöglichkeiten für recycelte Glasfaserprodukte ab. Eines der vielversprechendsten ist das Recycling veralteter Rotorblätter von Windkraftanlagen.

Laut Amy Kover, einer Reporterin von GE Reports, der internen Nachrichtenseite von General Electric, kann der Austausch bestehender Rotorblätter durch technisch fortschrittlichere Rotorblätter die Leistung von Windparks um bis zu 25 % steigern, der Prozess verursacht jedoch die unvermeidliche Verschwendung. Beim Zerkleinern einer Klinge fallen etwa 15.000 Pfund Glasfaserabfall an, und der Prozess erzeugt gefährlichen Staub. Angesichts ihrer enormen Länge komme es nicht in Frage, sie als Ganzes auf eine Deponie zu schicken, bemerkte sie.

Im Jahr 2017 hat sich GE für eine Recycling-Initiative mit Global Fiberglass Solutions Incorporated aus der Gegend von Seattle zusammengetan (ein Unternehmen, das seit 2008 Glasfaser recycelt und ein Mittel zum Recycling alter Klingen zu Produkten wie Kanaldeckeln, Bauplatten usw. patentiert hat Paletten). In weniger als einem Jahr recycelte GFSI 564 Blätter für GE und schätzte, dass GE in den kommenden Jahren bis zu 50 Millionen Pfund Glasfaserabfall wiederaufbereiten oder wiederverwenden könnte.

Darüber hinaus wird derzeit viel Glasfaser selbst aus recyceltem Glas hergestellt. Laut dem Newsletter „Waste360“ der National Waste and Recycling Association verwandeln Recycler zerbrochenes Glas in eine nutzbare Ressource, die als Glasscherben (zerkleinertes und gereinigtes Glas) bekannt ist, das wiederum an Hersteller von Glasfaserisolierungen verkauft wird. „Owens Corning verwendet jedes Jahr mehr als eine Milliarde Pfund Glasscherben für Glasfaseranwendungen im Wohn-, Gewerbe- und Industriebereich“, berichten sie. Inzwischen hat Owens Corning erklärt, dass bis zu 70 % seiner Glasfaserisolierung jetzt aus recyceltem Glas hergestellt werden.

Quellen

• Schwarz, Sarah. ' Vielleicht kommen wir dem Glasfaserrecycling näher .' CompositesWorld. 19. Dezember 2017
• Köver, Amy. Comeback Kids: Dieses Unternehmen gibt alten Windturbinenblättern ein zweites Leben. GE-Berichte. 2017
• Karidis, Arlene. ' Die Glasfasernachfrage könnte den Glasrecyclingmarkt eröffnen .' Abfall360. 21. Juli 2016.