Что такое стекловолокно где его применяют – Что такое стекловолокно где его применяют – теплопроводность стеклоткани

Содержание

❶ Как делают стекловолокно 🚩 дешевое стекловолокно 🚩 Наука 🚩 Популярное

При замене ряда элементов автомобиля многие водители обнаруживают, что кроме использования стандартного материала существует возможность установить деталь из стекловолокна. Обычно она несколько дороже своего стального аналога и даже углепластика, но есть ли смысл несколько переплачивать за подобное решение и насколько вообще оно надежно?

Стекловолокно часто называют стеклопластиком, но различие наименований не так принципиально. Это композитный материал, который используется при изготовлении самых разнообразных деталей для авто. Часто из него выполняют капот, бампер, двери, спойлер, крышу и крылья, которые используются для тюнинга автомобиля. Но почему многие владельцы отказываются от стандартных деталей в пользу стеклопластика, и есть ли смысл производить замену деталей на вашем авто?

Стеклопластик производится на основе стеклянного волокна, после чего его пропитывают полиэфирными и эпоксидными смолами, которые придают ему повышенную твердость и прочность. Внешняя сторона изделия дополнительно облицовывается при помощи гелькоата, он придает детали гладкую структуру и защищает от всех внешних воздействий. Использование этого материала повышает противодействие ультрафиолетовым лучам и атмосферным осадкам.

Стекловолокно способно выдержать температуру от -60 до +80 °С. Самое главное – этот материал отличается невероятной легкостью по сравнению со стандартными деталями, многие специалисты считают его самым передовым решением в современном тюнинге авто.

Для сравнения: крышка капота у Лады десятой модели, весит около 16 кг. Стеклопластиковая замена этого элемента, имеет вес всего в 6 кг, так что разница просто очевидна. Использование подобных деталей позволяет существенно снизить вес автомобиля, и это будет актуально при использовании авто в качестве спортивного варианта.

Основная проблема стеклопластика – это его сниженная прочность. При ударе деталь растрескивается и разрушается. Стандартные элементы выглядят привлекательнее в этом плане. Но применение специального каркаса при установке стеклопластиковых деталей, позволяет полностью обезопасить водителя и основные рабочие органы транспортного средства.

Вопрос о том, стоит ли устанавливать подобные детали – спорный момент, и конечное решение принимать только водителю.

www.kakprosto.ru

Зачем нужен стеклохолст - особенности использования

Содержание статьи

Что такое стеклохолст

Стеклохолст, или паутинка, представляет собой тонкие нетканые листы из прессованных стекловолоконных нитей. Производится он в рулонах шириной 1 метр и длиной 20 или 50 метров. В отличие от стеклообоев  этот материал предназначен не для чистовой отделки, а для защиты от трещин на стенах и потолке.

Стеклохолст различается по плотности: самый тонкий (20-25г/кв. м) лучше всего подходит под покраску, а более плотный (50г/кв. м) рекомендован для лучшего армирования при наличии на поверхности видимых трещин.

Этот материал скроет недостатки и несовершенства поверхностей,  предотвратит образование микротрещин, в то время как позволит стенам дышать. Он абсолютно натурален и экологичен не гниет, предотвращает появление грибка, устойчив к износу и огню, не чувствителен ко многим химическим веществам и подходит даже для помещений с повышенной влажностью.

Многие, а особенно счастливые обладатели жилья в новостройках, знакомы с печальными последствиями неизбежной усадки стен – сетью мелких, а порой и довольно внушительных трещин. Чтобы исправить такой дефект, остаётся только начинать ремонт заново.

Поэтому оклейка стен и потолков стеклохолстом – это лучший способ сберечь своё время, нервы и бюджет, тем более что процесс этот не требует высокой квалификации исполнителя. Помните, что оклеенная поверхность впоследствии не даст трещин.

Читайте также: Применение углеволокна в строительстве

Применение

Стеклохолст можно клеить почти на любую поверхность. Это необходимо для повышения прочности шпаклевки и декоративной штукатурки, если есть опасения образования трещин, то также его применяют перед покраской покрытия.

Обратите внимание: у полотна стеклохолста имеются лицевая и изнаночная сторона. Лицевая обычно находится с внутренней стороны рулона, на ощупь она более гладкая. Изнаночная же, наоборот, более ворсистая. Соответственно, она лучше сцепляется с оклеиваемой поверхностью.

Правда, как показывает практика, несоблюдение этого правила к печальным последствиям не приведёт, если клей нанесён в достаточном количестве, а материал плотно прилегает к поверхности по всей площади.

Совет 1: Работать лучше в перчатках и респираторе: мелкие частицы стеклоткани хоть и не токсичны, но очень раздражают кожу и дыхательные пути.

Совет 2: Под обои стеклохолст клеить не рекомендуется. Процесс высыхания длится обычно долго и в результате могут образоваться пузырьки.

Подготовка поверхности по поклейку

Шпатлевание стен и потолков

Перед началом работ стены и потолки желательно зашпатлевать финишной шпатлёвкой (идеально подойдёт Vetonit LR+), так как небольшие неровности могут спровоцировать появление пузырей и пустот, что негативно скажется на окончательном результате.

Непосредственно перед поклейкой поверхность обрабатывается грунтовкой. Не забудьте закрыть все окна: в помещении не должно быть сквозняков, как и при поклейке обычных обоев.

Работа с гипсокартоном

Если стеклохолст клеится на поверхность из гипсокартона, все швы предварительно заделываются прочной шпатлёвкой, а полотна приклеиваются так, чтобы их стыки не оказывались на месте стыков гипсокартонных листов.

На гипсокартон лучше постараться наклеить полотна встык и без подрезки, насколько это возможно: поверхность, оббитая гипсокартонным листом, на месте подрезки может дать трещину, особенно при частых перепадах влажности в помещении.

Наклеивание

Клей лучше использовать готовый. Он продаётся в вёдрах. Например, можно выбрать KLEO Ультра. Если же вы приобрели сухой клей, разведите его в указанной пропорции и добавьте в конце немного клея ПВА из расчёта 1:6 для более прочного и долговечного склеивания.

Самое главное – выбирать специальный клей для стеклообоев. Никакой другой состав для таких материалов не подойдёт. Клей густо наносится на поверхность, отрезанное полотно наклеивается и разравнивается с помощью обойного шпателя от середины к краям.

Стыковать стеклохолст гораздо проще, чем обычные обои: полотна можно клеить внахлёст и прорезать оба слоя, удаляя лишнее – стык получится незаметным. Не нужно сильно давить на лезвие, материал режется очень легко.

Если клей на поверхность нанесён недостаточно густо, можно смазать им наклеенное полотно и втереть обойным шпателем.

Важно знать, что на внутренних и внешних углах, особенно если они не идеальны, стеклохолст лучше разрезать во избежание появления пустот. Трещины в углах заранее проклеиваются серпянкой или бумажной лентой, а углы выравниваются. То же самое относится и к местам стыка стены и потолка, если монтаж потолочного плинтуса в дальнейшем не планируется.

Финишная обработка

После полного высыхания, которое занимает около суток, поверхность можно шпатлевать. Для идеальной подготовки под окраску наносим два слоя мелкодисперсной шпатлёвки (например, Sheetrock), при этом позволяя каждому слою полностью просохнуть, и шлифуем поверхность мелкой шкуркой. Непосредственно перед окраской обрабатываем материал грунтовкой.

Если шпатлевка нежелательна из-за сжатых сроков, да и от лишней пыли, которая при шлифовке неизбежна, допустима окраска поверхности, оклеенной стеклохолстом, без шпатлевания.

Минимальная необходимая подготовка в таком случае – нанесение на оклеенную поверхность сильно разведённого клея. Такая пропитка позволит снизить расход краски, но не избавит от видимой фактуры паутинки даже в случае неоднократного окрашивания. Поэтому если ваша цель – гладкая поверхность, без шпатлевания не обойтись.

Загрузка...

instroymatrem.ru

Стекловолокно области применения - Справочник химика 21

    Считают, что стеклянное волокно является дополнением к природным волокнам, но не заменяет их. Перечислим области применения стекловолокна. [c.433]

    Фторопластовые трубы, помимо высоких антикоррозионных и диэлектрических свойств, обладают также стойкостью к низким и высоким температурам (область применения от —100 до - -250°С) и высокой (по сравнению с другими неметаллическими трубами) прочностью. Еще большей прочностью обладают трубы из стеклопластиков (стекловолокно, пропитанное связующими смолами). Они отличаются высокой коррозионной стойкостью и небольшой массой, но газопроницаемы, что ограничивает их применение. [c.310]


    Указано, что одной из самых важных областей применения смол такого типа является изготовление слоистых пластиков на основе стекловолокна с высокой теплостойкостью. 
[c.513]

    Разделительные колонки. Для аналитических целей применяют обычно стеклянные колонки, для препаративных —металлические, особенно при работе под повышенным давлением. За исключением специальных областей применения, используют колонки простого устройства с краном (или без него) для регулирования скорости капель. В верхней части колонки обычно помещают сосуд для подачи подвижной фазы. Для предотвращения увлечения стационарной фазы в процессе разделения в нижнюю часть колонны впаивают стеклянную фритту или помещают пробку из стекловолокна. Если сопротивление стационарной фазы настолько велико, что нет необходимости регулировать скорость течения, сам процесс также не регулируют. При чрезмерной скорости течения подвижной фазы наблюдается расширение полос на хроматограмме, т. е. ухудшается разрешение. В качестве. стационарной фазы применяют вещества, перечисленные в табл. 7.3. Колонку заполняют сухой или зашламованной, при помощи подвижной фазы, стационарной фазой. В обоих случаях необходимо следить за тем, чтобы [c.352]

    Материал ТРЕ вследствие его хороших химических и термических свойств завоевал достойное место в насосостроении, значительно расширив область применения насосов. Его используют для изготовления мембран мембранных насосов, сильфонов дозирующих насосов и торцевых уплотнений, а в сочетании с графитом или стекловолокном — для прокладочных колец конусных клапанов и скользящих колец торцевых уплотнений. Твердый РУС несмотря на его хорошую химическую устойчивость, применяют ограничено вследствие его незначительной устойчивости к терми- [c.384]

    Ф.-ф.с. находят наибольшее применение в производстве различных видов пластмасс (см. Фенопласты, Пенофенопласты), Большие количества резольных смол применяют для производства фанеры и различных материалов на основе древесины (см. Древесные пластики), а также для связывания стекловолокна и асбеста при изготовлении тепло- и звукоизоляционных материалов. Ф.-ф.с. используют в производстве абразивного инструмента — шлифовальных кругов и полотен, в литейной пром-сти — для получения оболочковых форм. Ф.-ф.с. имеют большое значение как основа лаков, эмалей, клеев и герметиков (см. Феноло-формальдегидные лаки и амали, Феноло-альдегидные клеи. Герметизирующие составы). Представление о тенденциях распределения Ф.-ф.с. по основным областям применения можно составить по данным табл. 5. 

[c.360]

    Армирование фторопласта стекловолокном, асбестом, металлическими волокнами значительно расширяет возможные области применения этого материала. Не следует забывать, что при высокотемпературной обработке деталей (под влиянием электрической дуги, нагретого жала паяльника) в результате деструкции фторопласта-4 [c.49]

    Жесткость требований по охране окружающей среды расширяет область применения коррозионностойких полимерных материалов поэтому усиленные стекловолокном полиэфиры все чаще применяют для изготовления трубопроводов на промышленных установках по очистке сточных вод. [c.208]

    Алюмосиликатные стекла отличаются высокой температурой размягчения, повышенной механической прочностью по сравнению с описанными выше боросиликатными. Они обладают высокими изоляционными свойствами. В известной степени это все и определяет их область применения. Из алюмосиликатных стекол изготавливают трубки для элементарного органического анализа, толстостенные стеклянные трубы, лампы высокого давления и напряжения, стеклянные изоляторы, жаростойкую кухонную по-СУДУ> стекловолокно и т. д. 

[c.89]

    Ротационный способ одновременного напыления смолы и стекловолокна представляет собой сочетание способа одновременного напыления с центробежным литьем, что создает совершенно новую возможность для производства емкостей крупного диаметра, например, силосных башен диаметром 3,5,м. Дается обзорная таблица количества используемого стекловолокна, степени экономичности и областей применения изделий в зависимости от способа производства. [c.116]

    Ненасыщенные полиэфиры были получены в Германии в 1930 г., но в то время они не нашли широкого технического применения. В начале второй мировой войны в США и Англии механизм реакции образования полиэфиров был детально исследован, и они привлекли к себе внимание благодаря способности отверждаться без применения давлений и высоких температур. Одновременно в США была показана возможность армирования этих смол стекловолокном, что сразу необычайно сильно расширило области применения ненасыщенных полиэфиров. В настоящее время производство ненасыщенных полиэфиров и армированных пластиков на их основе является непрерывно растущей областью производства (табл. 10). [c.75]

    Непрерывные волокна производятся в меньших количествах, но производство их будет увеличиваться благодаря появлению новых областей применения и увеличению потребностей при изготовлении изделий методом намотки. Они используются, в основном, для конструкционных пластиков и для переработки жгутов в текстильные материалы. Намоточные изделия, мебель из пластика, абажуры, лодки, кузовы автомашин и удилища — вот некоторые из предметов, армированных стекловолокном. Стекло-жгут прядут, получая шторы, рукава, защитную одежду и электроизоляционную ленту. [c.68]

    Особенно ярко проявляются свойства армированных пластиков при использовании их в управляемых ракетах и корпусах ракетных двигателей. Благодаря абсолютному превосходству стекловолокнистых намоточных изделий по удельной прочности и удельной жесткости в данной области применения они почти полностью вытеснили металлы и, как показывает практика, их положение все больше укрепляется. Сам процесс намотки как способ производства обладает весьма большими положительными свойствами. Трудоемкость изготовления изделий достаточно низка. При разработке изделий может быть допущена бо

www.chem21.info

Что такое стекловолокно - характеристики и применение материала

Что такое стекловолокно?

Разделы статьи:

Стекловолокно — это полотно, в основе которого находятся волокна стекла. За счёт специальных технологий данный материал приобретает уникальные характеристики, не похожие на свойства стекла.

По этой причине можно при необходимости его легко согнуть. Кроме того, во время механического воздействия стекловолокно не разбивается.

Применяется данный материал в строительной области, а также автомобилестроении. В этой статье будет идти речь о свойствах и применении стекловолокна в строительстве.

Что такое стекловолокно?

Сегодня этот материал используется довольно часто, так как он обладает отличными качествами. В первую очередь хотелось бы отметить, что стекловолокно имеет превосходную прочность. Нити материала в диаметре равняются 9 мк.

Столь высокие показатели прочности можно объяснить тем, что при производстве стекловолокна используется магнийалюмосиликатное стекло, а также стекло, в котором нет щелочи.

Важно ещё и то, что оно нормально переносит термическую обработку.

Стекловолокно отличается своими хорошими шумоизоляционными характеристики. Все это можно объяснить тем, что внутри этого материала присутствуют мелкие пузырьки воздуха.

Что касается теплоизоляционных свойств, то они также находятся на высоком уровне.

Стекловолокно относится к материалам, устойчивым к возгоранию. Кроме того, при его использовании никакого вреда человеку и окружающей среде не будет нанесено. Это огромный плюс.

Применение стекловолокна в строительстве

В строительной области используется огромное количество материалов из стекловолокна. К примеру, нередко применяется стеклопластиковая арматура. Она способна заменить стальные прутья, так как обладает отличными прочностными показателями и долгим эксплуатационным сроком.

Данный вид арматуры может похвастаться небольшим весом, в отличие от стальной. К тому же, стеклопластиковые прутья с лёгкостью переносят прямой контакт с влагой и имеет низкий уровень теплопроводности.

Благодаря всем этим характеристикам арматура применяется при армировании фундамента и бетонных сооружений, а также при создании дорог.

Из стекловолокна ещё производится стеклофибра. Её всыпают в раствор, чтобы придать ему скрепляющий эффект. Все наверняка знают, что в момент усадки цементный раствор обычно слегка трескается.

Чтобы этого избежать, нужно добавить в него фибру. Таким образом, удастся увеличить его долговечность и сделать его более прочным. Иногда благодаря использованию стеклофибры возможно не осуществлять армирование.

Поделиться ссылкой на статью

remstroisovet.ru

Виды стекловолокна и популярные изделия из него

Виды стекловолокна

Содержание статьи

Стекловолокно́ — представляет собой нити или волокна, сформированные вследствие расплава стекла. Изделия из стекловолокна демонстрируют необычные эксплуатационные возможности, они не бьются и не ломаются, легко гнутся и не подвержены физическому износу.

Стекловолокно применяется во многих сферах человечества. Но, в особенности, наибольшее применение оно нашло в строительстве. Различные виды стекловолокна используют для получения современных стройматериалов, а также для других целей.

Виды стекловолокна

Все виды стекловолокна изготавливают из расплавленного стекла, методом продавливания через специальные прядильные фильеры. Исходным продуктом выступают длинные волокна (стеклонити), которые служат в качестве основного сырья для производства различных материалов.

В зависимости от процесса переработки стекла и метода формирования комплексных нитей, различают нетканые волокна, сетки и шпагаты, а также нити и шнуры сложного кручения. Стекловолокно может изготавливаться также и в штапельном виде, а после переработано путём рубки или резки на волокна определённого диаметра и длины.


Как было сказано выше, основное применение стекловолокна в строительстве, это армирование различных конструкций, пропитка поверхностей для защиты и использование в качестве добавок в бетон. Многие изделия из стекловолокна, позволяют с лёгкостью заменить сложные металлоконструкции, а также некоторые элементы металлокаркасов.

Изделия из стекловолокна

Если рассматривать конкретные изделия из стекловолокна, широко применяемые в строительстве, то большое внимание, конечно же, стоит уделить стеклопластиковой арматуре и стеклофибре.

Стеклопластиковая арматура легко заменяет стальные изделия, а по прочности и многим другим показателям не то что не уступает им, а даже где-то превосходит. Так, например, прочность стеклопластиковой арматуры ничуть не меньше стальной, при этом вес её во много раз меньше.


Это в свою очередь позволяет существенно снизить вес монолитных конструкций, что позволяет сэкономить на строительстве фундамента и других элементах дома. До недавнего времени, замену стальной арматуре найти всё никак не удавалось, однако с появлением стекловолокна, как видно, ситуация в корне изменилась.

Не меньшей популярностью на стройке, пользуется и такой стройматериал как стеклофибра. Это изделие из стекловолокна применяет в качестве добавки в бетон, как скрепляющий материал. Стеклофибра позволяет предотвратить образование многих дефектов внутри самого раствора и с наружной его части.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

samastroyka.ru

Стекловолокно - это... Что такое Стекловолокно?

Пучок стеклянных волокон (стекловолокно)

Стекловолокно́ (стеклонить) — волокно или комплексная нить, формуемые из стекла. В такой форме стекло демонстрирует необычные для стекла свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него стеклоткань.

Стекловолокна естественного происхождения встречаются в местах, где в прошлом происходили извержения вулканов, название данного вида волокон — волосы Пеле.[1] Волосы Пеле имеют химический состав базальтовых пород, имеют включения кристаллов и по физико-механическим свойствам не являются аналогами стекловолокна [5].

Виды стекловолокна (стеклонити)

Стекловолокно экструдируют из расплава стекла специального химического состава. Экструзия, как и в других случаях, производится путем продавливания расплава через прядильные фильеры. Исходный продукт, как и в других областях производства химических волокон получается в виде бесконечных элементарных волокон (филаментов), из которых далее в процессе переработки формируются или комплексные нити (диаметр филаментов 3—100 мкм (линейная плотность до 0,1 Текс)) и длиной в паковке 20 км и более (непрерывное стекловолокно), линейная плотность до 100 Текс, или в стеклянные ровинги (продукты линейной плотностью более 100 Текс). В этом случае как правило продукт перерабатывается в крученые нити (ровинги) на крутильно-размоточных машинах. Данные полуфабрикаты далее могут быть подвергнуты любым формам текстильной переработки в крученые изделия (нити сложного кручения, шнуры, шпагаты, канаты), текстильные полотна (ткани, нетканые материалы), сетки (тканые, специальной структуры).

Стекловолокна также могут выпускаться в дискретном (штапельном) виде. Также исходный стеклянный ровинг может быть переработан путем резки, рубки или разрывного штапелирования в дискретные (штапельные) волокна со штапельной длиной 0,1 (микроволокно) — 50 см, титр волокна в данном случае как правило ниже, чем филаментных нитей и соответствует диаметру 0,1—20 мкм. Основная масса штапельных стекловолокон перерабатывается в нетканые материалы (кардные, иглопробивные, нитепрошивные, стеклохолст) по различным технологиям (кардочесание, преобразование прочеса, иглопробивание, нитепрошивание, «вэт-лэйд»), стекловату, штапельную пряжу. По внешнему виду непрерывное стекловолокно напоминает нити натурального или искусственного шёлка, а штапельное — короткие волокна хлопка или шерсти.

Основная область применения стекловолокна и стеклотекстильных материалов, — использование в качестве армирующих элементов стеклопластиков и композитов (т. н. «препреги»). Также стеклоткани могут самостоятельно использоваться в качестве конструкционных и отделочных материалов. В этом случае они зачастую подвергаются той или иной форме отделки, главным образом — пропитке связующим (латекс, полиуретан, крахмалы, смолы. прочие полимеры).

Производство

Непрерывное стекловолокно формуют вытягиванием из расплавленной стекломассы через фильеры (число отверстий 200—4000) при помощи механических устройств, наматывая волокно на бобину. Диаметр волокна зависит от скорости вытягивания и диаметра фильеры. Технологический процесс может быть осуществлен в одну или в две стадии. В первом случае стекловолокно вытягивают из расплавленной стекломассы (непосредственно из стекловарочных печей), во втором используют предварительно полученные стеклянные шарики, штабики или эрклез (кусочки оплавленного стекла), которые плавят в стеклоплавильных печах или в стеклоплавильных аппаратах (сосудах).

Производство штапельного стекловолокна

Штапельное стекловолокно формуют путём раздува струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами и др. методами.

Физико-механические свойства

Механические свойства волокон:[2]

Волокно Плотность, 10-3·кг/м3 Модуль растяжения, ГПа Предел прочности при растяжении, ГПа
E-стекло 2,5 73 2,5
S-стекло 2,5 86 4,6
Кремнезем 2,5 74 5,9

Свойства высокомодульных волокон и однонаправленных эпоксидных композиционных материалов:[3]

Тип волокон Марка волокна Свойства волокон длиной 10 мм Свойства композиционных материалов
σв E σв E σв / (pg), км
ГПа ГПа ГПа ГПа
Стеклянные ВМ-1 3,82 102,9 2,01 69,1 98
>> ВМП 4,61 93,3 2,35 64,7 114
>> М-11 4,61 107,9 2,15 72,6 98
Борные БН (сорт 2) 2,75 392,2 1,37 225,5 75
>> БН (сорт 1) 3,14 382,4 1,72 274,6 87
>> Борофил (США) 2,75 382,4 1,57 225,5 80
Органические СВМ 2,75 117,7 1,47 58,5 111
>> Кевлар-49 (США) 2,75 130,4 1,37 80,4 100

Объемная доля наполнителя 60 %.

Механические свойства волокон:[4]

Марка стекла Плотность
ρ, 10−3 кг/м3
Модуль
упругости
Е, ГПа
Средняя
прочность на базе
10 мм, ГПа
Предельная
деформация
ε, %
Высокомодульное 2,58 95 4,20 4,8
ВМ-1 2,58 93 4,20 4,8
ВМП 2,46 85 4,20 4,8
УП-68 2,40 83 4,20 4,8
УП-73 2,56 74 2,00 3.6
Кислотостойкое 7-А

К сведению

Физико-механические свойства стекла

На предел прочности на растяжение стекол влияют микроскопические дефекты и царапины на поверхности, для конструктивных целей в основном применяют стекло с прочностью на растяжение 50 МПа. Стекла имеют Модуль Юнга около 70 ГПа.[2]

См. также

Примечания

5. Аблесимов Н.Е., Земцов А.Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. Раздел 6.1.1. Терминология. Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010. 400 с.

dal.academic.ru

Стекловолокно - это... Что такое Стекловолокно?

Пучок стеклянных волокон (стекловолокно)

Стекловолокно́ (стеклонить) — волокно или комплексная нить, формуемые из стекла. В такой форме стекло демонстрирует необычные для стекла свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него стеклоткань.

Стекловолокна естественного происхождения встречаются в местах, где в прошлом происходили извержения вулканов, название данного вида волокон — волосы Пеле.[1] Волосы Пеле имеют химический состав базальтовых пород, имеют включения кристаллов и по физико-механическим свойствам не являются аналогами стекловолокна [5].

Виды стекловолокна (стеклонити)

Стекловолокно экструдируют из расплава стекла специального химического состава. Экструзия, как и в других случаях, производится путем продавливания расплава через прядильные фильеры. Исходный продукт, как и в других областях производства химических волокон получается в виде бесконечных элементарных волокон (филаментов), из которых далее в процессе переработки формируются или комплексные нити (диаметр филаментов 3—100 мкм (линейная плотность до 0,1 Текс)) и длиной в паковке 20 км и более (непрерывное стекловолокно), линейная плотность до 100 Текс, или в стеклянные ровинги (продукты линейной плотностью более 100 Текс). В этом случае как правило продукт перерабатывается в крученые нити (ровинги) на крутильно-размоточных машинах. Данные полуфабрикаты далее могут быть подвергнуты любым формам текстильной переработки в крученые изделия (нити сложного кручения, шнуры, шпагаты, канаты), текстильные полотна (ткани, нетканые материалы), сетки (тканые, специальной структуры).

Стекловолокна также могут выпускаться в дискретном (штапельном) виде. Также исходный стеклянный ровинг может быть переработан путем резки, рубки или разрывного штапелирования в дискретные (штапельные) волокна со штапельной длиной 0,1 (микроволокно) — 50 см, титр волокна в данном случае как правило ниже, чем филаментных нитей и соответствует диаметру 0,1—20 мкм. Основная масса штапельных стекловолокон перерабатывается в нетканые материалы (кардные, иглопробивные, нитепрошивные, стеклохолст) по различным технологиям (кардочесание, преобразование прочеса, иглопробивание, нитепрошивание, «вэт-лэйд»), стекловату, штапельную пряжу. По внешнему виду непрерывное стекловолокно напоминает нити натурального или искусственного шёлка, а штапельное — короткие волокна хлопка или шерсти.

Основная область применения стекловолокна и стеклотекстильных материалов, — использование в качестве армирующих элементов стеклопластиков и композитов (т. н. «препреги»). Также стеклоткани могут самостоятельно использоваться в качестве конструкционных и отделочных материалов. В этом случае они зачастую подвергаются той или иной форме отделки, главным образом — пропитке связующим (латекс, полиуретан, крахмалы, смолы. прочие полимеры).

Производство

Непрерывное стекловолокно формуют вытягиванием из расплавленной стекломассы через фильеры (число отверстий 200—4000) при помощи механических устройств, наматывая волокно на бобину. Диаметр волокна зависит от скорости вытягивания и диаметра фильеры. Технологический процесс может быть осуществлен в одну или в две стадии. В первом случае стекловолокно вытягивают из расплавленной стекломассы (непосредственно из стекловарочных печей), во втором используют предварительно полученные стеклянные шарики, штабики или эрклез (кусочки оплавленного стекла), которые плавят в стеклоплавильных печах или в стеклоплавильных аппаратах (сосудах).

Производство штапельного стекловолокна

Штапельное стекловолокно формуют путём раздува струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами и др. методами.

Физико-механические свойства

Механические свойства волокон:[2]

Волокно Плотность, 10-3·кг/м3 Модуль растяжения, ГПа Предел прочности при растяжении, ГПа
E-стекло 2,5 73 2,5
S-стекло 2,5 86 4,6
Кремнезем 2,5 74 5,9

Свойства высокомодульных волокон и однонаправленных эпоксидных композиционных материалов:[3]

Тип волокон Марка волокна Свойства волокон длиной 10 мм Свойства композиционных материалов
σв E σв E σв / (pg), км
ГПа ГПа ГПа ГПа
Стеклянные ВМ-1 3,82 102,9 2,01 69,1 98
>> ВМП 4,61 93,3 2,35 64,7 114
>> М-11 4,61 107,9 2,15 72,6 98
Борные БН (сорт 2) 2,75 392,2 1,37 225,5 75
>> БН (сорт 1) 3,14 382,4 1,72 274,6 87
>> Борофил (США) 2,75 382,4 1,57 225,5 80
Органические СВМ 2,75 117,7 1,47 58,5 111
>> Кевлар-49 (США) 2,75 130,4 1,37 80,4 100

Объемная доля наполнителя 60 %.

Механические свойства волокон:[4]

Марка стекла Плотность
ρ, 10−3 кг/м3
Модуль
упругости
Е, ГПа
Средняя
прочность на базе
10 мм, ГПа
Предельная
деформация
ε, %
Высокомодульное 2,58 95 4,20 4,8
ВМ-1 2,58 93 4,20 4,8
ВМП 2,46 85 4,20 4,8
УП-68 2,40 83 4,20 4,8
УП-73 2,56 74 2,00 3.6
Кислотостойкое 7-А

К сведению

Физико-механические свойства стекла

На предел прочности на растяжение стекол влияют микроскопические дефекты и царапины на поверхности, для конструктивных целей в основном применяют стекло с прочностью на растяжение 50 МПа. Стекла имеют Модуль Юнга около 70 ГПа.[2]

См. также

Примечания

5. Аблесимов Н.Е., Земцов А.Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. Раздел 6.1.1. Терминология. Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010. 400 с.

dikc.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о