Kaolinanwendungen in Glasfasern
Glasfaser ist ein feines, faseriges Material, das aus denselben Rohstoffen hergestellt wird, die auch zur Herstellung von Flachglas verwendet werden. Es wird eine breite Palette an Qualitäten hergestellt, die in die Kategorien Verstärkung, Isolierung und Optik unterteilt werden können. Glasfasern zeichnen sich durch hohe Zug- und Schlagfestigkeit, geringes Gewicht, hohe Beständigkeit gegen chemische Angriffe und allgemein niedrige Kosten aus. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Glasfasern für ein sehr breites Spektrum an Verstärkungsanwendungen in Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Mit Glasfasern verstärkte Materialien werden im Innen- und Außenbereich von Wohn-, Gewerbe-, Industrie- und Landwirtschaftsbauten sowie in Transport- und Verbraucheranwendungen eingesetzt. Glasfasergewebe werden aufgrund ihrer Feuerbeständigkeit häufig als Baumaterialien verwendet.
Kaolin wird nur zur Herstellung von verstärkenden Glasfasern verwendet, die auch als Endlosfilamentglasfasern oder Textilfasern bezeichnet werden. Bei dieser Art von Glasfasern macht Kaolin teilweise bis zu etwa 29 % des Gewichts der Gemengeformulierung aus. Weitere typische Bestandteile von Textilglasfasern sind Quarzsand (29 %), Kalkstein (30 %) und Borverbindungen (12 %). Diese Art von Glasfaser wird verwendet, um die Festigkeit von Kunststoffen, Gummizement und anderen Materialien zu erhöhen.
Eine der wichtigsten Anwendungen von Glasfasern in Textilqualität sind verstärkte Kunststoffe, insbesondere verstärkte duroplastische Polyesterharze. Seit den 1950er Jahren hat Glasfaser beim Bau von Boots- und Schiffsrümpfen zunehmend Holz verdrängt. In der Automobilindustrie werden Glasfasern bereits seit ähnlicher Zeit eingesetzt, zunächst als Ersatz für Karosserieteile und ähnlich große Strukturbauteile. In den letzten Jahren wurden neue glasfaserverstärkte Produkte für Bauteile wie beispielsweise Kupplungen in Automobilen entwickelt.
Zur Herstellung von Glasfasern in Textilqualität können verschiedene Glasqualitäten verwendet werden. Die standardmäßige Glasfaser in Textilqualität ist E-Glas und ist als geschnittene Fasern, Matten, Rovings und gewebte Produkte erhältlich. E-Glasfasern sind die am häufigsten hergestellte Form von Glasfasern, sind jedoch anfällig für Angriffe durch verdünnte Mineralsäuren, was sie für einige Anwendungen ungeeignet macht. Daher wird C-Glasfaser in Verbundwerkstoffen verwendet, die wahrscheinlich mit Säuren in Kontakt kommen, und wird außerdem zur Verstärkung von bituminösen Dachbahnen verwendet. S-Glasfasern sind Spezialglasfasern, die in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist. Diese Glasform ist erheblich teurer als die anderen in Glasfasern verwendeten Arten.
Isolierglasfasern (IGFG), auch Isolierglasfasern oder Glaswolle genannt, werden hauptsächlich zur Isolierung von Gebäuden verwendet. Gemessen an der Produktionsmenge sind Isolier- und Textilglasfasern die wichtigsten Typen.
Glasfasern optischer Qualität werden in viel geringeren Mengen hergestellt, sind aber weitaus wertvoller als die beiden anderen Hauptformen von Glasfasern. Die Produktion von Glasfasern wächst, da die Nachfrage nach Glasfaserkabeln für den Einsatz in der Telekommunikation steigt.
Weitere Glasfasertypen sind D-, M-, L- und AR-Glasfasern. D-Glasfasern werden aufgrund ihres hohen elektrischen Widerstands vor allem im Elektronikbereich in Anwendungen wie Leiterplatten eingesetzt. AR-Glasfaser wurde für den Einsatz als Verstärkungsmaterial für Zement entwickelt. Diese Art von Glasfaser hat eine gute Alkalibeständigkeit, eine gute Haltbarkeit und ist außerdem viel leichter als herkömmlicher Zement. Die Hauptanwendung ist der Ersatz von Asbest in Bauprodukten wie Dächern. M-Glasfasern sind hochelastisch und L-Glasfasern sind strahlungsbeständig, was sie für spezielle Anwendungen nützlich macht.