Was ist Fiberglas und wie wird es hergestellt?

Fiberglas oder „Glasfaser“, ähnlich wie Kleenex, Thermoskanne oder sogar Müllcontainer, ist ein Markenname, der so bekannt geworden ist, dass die Leute normalerweise nur an eine Sache denken, wenn sie es 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 fast allgegenwärtige Isolationsprodukt Fiberglas als Warenzeichen geführt hat, hat Fiberglas selbst eine vertraute Grundstruktur und eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten.

Wie Fiberglas hergestellt wird

Fiberglas besteht wirklich aus Glas, das dem von Fenstern oder Küchentrinkgläsern ähnelt. Zur Herstellung von Glasfasern wird Glas erhitzt, bis es geschmolzen ist, und dann durch feinste Löcher gepresst. Dadurch entstehen Glasfilamente, die extrem dünn sind - so dünn, dass sie am besten in Mikrometern gemessen werden können.

Diese flexiblen Filamentfäden können für verschiedene Anwendungen verwendet werden: Sie können zu größeren Materialmustern verwoben oder in einer etwas weniger strukturierten Form belassen werden, die für die bekanntere Puff-Textur zur Isolierung oder zum Schallschutz 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 Glasfasergewebe zusammengewebt ist, können verschiedene Harze zugesetzt werden, um dem Produkt eine erhöhte Festigkeit zu verleihen und es zu ermöglichen, es in verschiedene Formen zu formen. Zu den üblichen Gegenständen aus Glasfaser gehören Schwimmbäder und Spas, Türen, Surfbretter, Sportgeräte, Bootsrümpfe und eine große Auswahl an Automobilaußenteilen. Fiberglas hat eine leichte und dennoch dauerhafte Beschaffenheit und ist auch ideal für heikle Anwendungen, wie z. B. in Leiterplatten.

Fiberglas kann in Massenproduktion in Matten oder Bahnen hergestellt werden. Beispielsweise wird für Gegenstände wie Schindeln eine massive Schicht aus einer Glasfaser- und Harzverbindung hergestellt und dann maschinell geschnitten. Fiberglas hat auch zahlreiche maßgeschneiderte Anwendungen, die auf einen bestimmten Zweck zugeschnitten sind. Zum Beispiel müssen Stoßstangen und Kotflügel manchmal maßgeschneidert werden, um beschädigte Komponenten für vorhandene Automobile zu ersetzen oder um neue Prototypmodelle herzustellen.

Der erste Schritt bei der Herstellung eines maßgeschneiderten Stoßfängers oder Kotflügels aus Glasfaser ist die Herstellung einer Form in der gewünschten Form aus Schaumstoff oder einem anderen Material. Wenn das Formular vollständig ist, wird es mit einer Glasfaserharzschicht 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 Fiberglas, obwohl es beiden ähnlich ist, es ist nicht Kohlefaser, noch ist es glasfaserverstärkter Kunststoff. Kohlefaser wird aus Kohlenstoffsträngen hergestellt. Carbonfasern sind zwar extrem stark und langlebig, können jedoch nicht zu Strängen extrudiert werden, solange sie aus Glasfasern bestehen, da sie brechen. Dies ist einer von mehreren Gründen dafür, dass Glasfaser, obwohl sie nicht so stark ist, billiger herzustellen ist als Kohlefaser.

Glasfaserverstärkter Kunststoff ist genau das, wonach es sich anhört: Kunststoff mit eingebettetem Fiberglas zur Erhöhung der Festigkeit. Die Ähnlichkeiten zu Glasfaser sind offensichtlich, aber ein charakteristisches Merkmal von Glasfaser ist, dass die Glasfasern die Hauptkomponente darstellen. Glasfaserverstärkter Kunststoff besteht größtenteils aus Kunststoff. Obwohl dies eine Verbesserung gegenüber Kunststoff allein hinsichtlich Festigkeit und Haltbarkeit darstellt, hält er nicht so gut wie Glasfaser.

Recycling von Glasfaser

Obwohl das Recycling von Glasfaserartikeln nach ihrer Herstellung kaum Fortschritte gemacht hatte, zeichnen sich einige neue Innovationen in der Recyclingtechnologie und in der Verwendung von Glasfaserrecyclingprodukten ab. Eines der vielversprechendsten ist das Recycling veralteter Windturbinenblätter.

Laut Amy Kover, einer Reporterin von GE Reports, der internen Nachrichten-Website von General Electric, kann der Austausch vorhandener Rotorblätter durch technisch fortschrittlichere die Leistung von Windparks um bis zu 25% steigern. Dabei entsteht unvermeidlicher Abfall. „Wenn eine Klinge zerkleinert wird, fallen etwa 15.000 Pfund Glasfaserabfall an, und bei diesem Vorgang entsteht gefährlicher Staub. Aufgrund ihrer enormen Länge kommt es nicht in Frage, sie auf eine Mülldeponie zu bringen “, bemerkte sie.

Im Jahr 2017 schloss sich GE einer Recyclinginitiative mit einer in Seattle ansässigen Global Fiberglass Solutions Incorporated (einem Unternehmen, das seit 2008 Fiberglas recycelt und ein Verfahren zum Recyceln alter Klingen in Produkte wie Schachtabdeckungen, Bauplatten und dergleichen patentiert hat) zusammen Paletten). In weniger als einem Jahr recycelte GFSI 564 Klingen für GE und schätzte, dass GE in den kommenden Jahren bis zu 50 Millionen Pfund Glasfaserabfall wieder herstellen 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 lebensfähige Ressource, die als Bruchglas (Glas, das zerkleinert und gereinigt wurde) bezeichnet wird und an Hersteller von Glasfaserisolierungen verkauft wird. "Owens Corning verwendet jedes Jahr mehr als eine Milliarde Pfund Scherben für private, gewerbliche und industrielle Glasfaseranwendungen", berichten sie. Inzwischen hat Owens Corning angegeben, dass mittlerweile bis zu 70% der Glasfaserisolierung aus recyceltem Glas hergestellt wird.

Quellen

• Schwarz, Sara. "Vielleicht kommen wir dem Recycling von Glasfasern näher." CompositesWorld. 19. Dezember 2017
• Kover, Amy. „Comeback Kids: Dieses Unternehmen gibt alten Windenergieanlagen ein zweites Leben“, berichtet GE. 2017
• Karidis, Arlene. "Die Nachfrage nach Glasfasern könnte den Glasrecyclingmarkt öffnen." Waste360. 21. Juli 2016.