Как клеить стеклоткань 🚩 изделия из стеклоткани своими руками 🚩 Квартира и дача 🚩 Другое
Стекловолокно: способ получения, свойства, применение
Стекловолокно (стеклонить) — волокно или комплексная нить, формуемые из стекла. В такой форме стекло демонстрирует необычные для него свойства: не бьётся, не ломается и легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него стеклоткань, изготавливать гибкие световоды и применять во множестве других отраслей техники.
Стекловолокно имеет совершенно уникальное сочетание характеристик: повышенная прочность при сжатии и растяжении, термостойкость, негорючесть, низкая гигроскопичность, стойкость к химическому и биологическому воздействию. Из стекловолокна производят материалы с высокими тепло-, электроизоляционными и звукоизоляционными свойствами, и, конечно, механической прочностью.
Производство стекловолокна
Стекловолокно производят из лома стекла или из сырья, идентичного сырью для производства собственно стекла. 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) [1].
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. Штапельное стекловолокно формуют путём раздува струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами и др. методами.
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.
Стекловолокно: что же это такое?
Основная масса штапельных стекловолокон перерабатывается в нетканые материалы (кардные, иглопробивные, нитепрошивные, стеклохолст) по различным технологиям (кардочесание, преобразование прочеса, иглопробивание, нитепрошивание), стекловату, штапельную пряжу. По внешнему виду непрерывное стекловолокно напоминает нити натурального или искусственного шёлка, а штапельное — короткие волокна хлопка или шерсти [1].
Существует два типа технологий производства стекловолокна – одностадийный и двухстадийный.
Двухстадийный (наиболее распространенный) способ получения волокна включает в себя стадию подготовки шихты, варки стекла, выработки эрклеза, стеклошариков или штабиков, и стадию плавления эрклеза и стеклошариков в плавильном сосуде и вытягивания волокна.
Вторая стадия получения волокна состоит из следующих операций:
1) Подготовка и подача стеклянных шариков или эрклеза в стеклоплавильный сосуд.
2) Плавление шариков и эрклеза и подготовка стекломассы к формованию.
3) Заправка грубых волокон (при использовании штабиков).
4) Формование волокон.
5) Охлаждение волокон.
6) Нанесение на волокна замасливателя и соединение их в нить.
7) Раскладка и намотка нити.
При более прогрессивном одностадийном способе, волокна вытягивают из стекломассы, поступающей в выработку сразу из стекловаренной печи, питаемой шихтой, т.е. исключается промежуточная стадия выработки эрклеза и стеклянных шариков, при этом расход энергии сокращается практически в два раза. Вместо нее осуществляется операция распределения потока стекла в распределителе стеклоплавильной печи по отдельным фильерным питателям. Одностадийный метод получения стекловолокна используется на предприятиях ОАО «Сен-Гобен Ветротекс Стекловолокно», ОАО «Стеклонит», ООО «УРСА Серпухов» и ООО «Сен-Гобен Изовер Егорьевск».
Дополнительная обработка поверхности стекловолокна замасливателями приводит к ее гидрофобизации, снижению поверхностной энергии и электризуемости, снижению коэффициента трения от 0,7 до 0,3, увеличению прочности при растяжении на 20-30%.
Поверхностные свойства стекловолокна и капиллярная структура изделия определяют малую (0,2%) гигроскопичность для волокон и повышенную (0,3-4%) для тканей.
При производстве волокна для нетканых материалов операции соединения волокон в нить, раскладки или приема волокна или нити модернизируются в зависимости от вида и назначения материала.
Изделия из стекловолокна хуже работают при многократном истирании и изгибе, однако, стойкость к такому обращению повышается путем пропитки стекловолокна лаками и смолами. На 20-25% повышает прочность склеивание волокон в нити, а пропитка стекловолокнистых материалов лаками увеличивает прочность на 80-100%. При погружении стекловолокна в воду прочность снижается, но после высушивания восстанавливается полностью. При длительном действии деформирующего усилия у стекловолокон развивается упругое последствие. Влага также снижает сопротивление стекловолокна трению и изгибу. В сухом воздухе прочность стекловолокна резко повышается. Аналогично действию сухого воздуха смачивание стекловолокон неполярной углеводородной жидкостью – оно дает наибольшее значение прочности. При нагревании стекловолокна до 250-300°С его прочность сохраняется, в то время как органические волокна в условиях таких температур полностью разрушаются.
Значительное влияние на прочность стекловолокон, подвергнутых термической обработке, оказывает состав стекла. Волокна из натрийкальцийсиликатного и боратного стекол теряют свою прочность при термической обработке, начиная уже с 100-200°С. Волокна из кварцевого, кремнеземного и каолинового стекла теряют прочность на 50% при нагреве до 1000°С и последующем охлаждении.
Прочность стекловолокон в различных агрессивных средах (водяной пар высокого давления, горячая вода, щелочи, кислоты) также зависит от химического состава стекла. Самой высокой прочностью и стойкостью к горячей воде и пару обладают стекловолокна из бесщелочного алюмоборосиликатного и магнийалюмосиликатного стекла.
Физико-механические свойства стекловолокна
Механические свойства волокон представлены в таблицах 1.1, 1.2.
Таблица 1.1 — Механические свойства волокон [2]
| 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 | 4,20 | 4,8 | |
| ВМ-1 | 2,58 | 4,20 | 4,8 | |
| ВМП | 2,46 | 4,20 | 4,8 | |
| УП-68 | 2,40 | 4,20 | 4,8 | |
| УП-73 | 2,56 | 2,00 | 3.6 |
Таблица Г.1.2 — Механические свойства стекловолокон [2]
| Волокно | Плотность, 103·кг·м−3 | Модуль растяжения, ГПа | Предел прочности при растяжении, ГПа |
| E-стекло | 2,5 | 2,5 | |
| S-стекло | 2,5 | 4,6 | |
| Кремнезем | 2,5 | 5,9 |
Свойства высокомодульных волокон и однонаправленных эпоксидных композиционных материалов из них представлены в таблице 1.3.
Таблица1.3 — Свойства высокомодульных волокон и однонаправленных эпоксидных композиционных материалов [2]
| 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 |
| ВМП | 4,61 | 93,3 | 2,35 | 64,7 | |
| М-11 | 4,61 | 107,9 | 72,6 | ||
| Борные | БН (сорт 2) | 2,75 | 392,2 | 1,37 | 225,5 |
| БН (сорт 1) | 3,14 | 382,4 | 1,72 | 274,6 | |
| Борофил (США) | 2,75 | 382,4 | 1,57 | 225,5 | |
| Органические | СВМ | 2,75 | 117,7 | 1,47 | 58,5 |
| Кевлар-49 (США) | 2,75 | 130,4 | 1,37 | 80,4 |
*Объемная доля наполнителя 60 %.
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.
Применение стекловолокна
Основная область применения стекловолокна и стеклотекстильных материалов — использование в качестве армирующих элементов стеклопластиков и композитов. 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 и прочие полимеры) [2].
Стекловолокно выпускается в рулонах и в виде плит. Плиты из стекловолокна отличаются повышенной жесткостью и выдерживают высокие нагрузки. Для повышения показателей по ветрозащите плиты повышенной жесткости отделывают стекловойлоком.
В большинстве случаев стекловолокнистые плиты применяют для изоляции стен под штукатурные работы в вентиляционных фасадах зданий. На сегодняшний день несколько российский производителей плит повышенной жесткости получили сертификаты пожарной безопасности, которые позволяют использовать плиты из стекловолокна для проведения работ по увеличению огнестойкости металлических конструкций.
Из-за небольшой плотности и значительного количества, содержащегося в нем воздуха, изделия из стекловолокна хорошо сберегают тепло, сохраняя эту способность в течение длительного периода. Легкость, мягкость и эластичность стекловолокна позволяют использовать его для отделки неровных поверхностей, облицовывая конструкции любой формы, не зависимо от конфигурации. Стекловолокно также имеет способность сохранять форму, выдерживать старение и деформации.
Высокие звукоизоляционные свойства стекловолокна, химическая стойкость, отсутствие коррозионных агентов, не гигроскопичность и негорючесть расширяют сферу применения стекловолокнистых изделий.
Изделия из стекловолокна используются в системах наружного утепления, в вентилируемых фасадах зданий для теплоизоляции, для повышения огнестойкости несущих металлических конструкций гражданских и промышленных сооружений.
Стекловолокно входит в структуру гибкой черепицы в качестве несущей арматуры, обеспечивающей изделиям высокую механическую прочность, превосходящую требования международных стандартов качества. В процессе производства стекловолокно пропитывается битумом, чтобы не допустить присутствия влаги в готовом изделии.
Стекловолокно используется так же в стоматологии в составе керамической системы, особенностью которой является возможность химической связи волокон материала с композитами и пластмассами. В качестве арматуры используется стекловолокно, в качестве основы – неорганическая матрица.
Предыдущая12345678910111213141516Следующая
Дата добавления: 2017-01-13; просмотров: 4540;
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
stroyvolga.ru
характеристики, применение — Все о гипсокартоне
Стекловолокно представляет собой волокна или нити, изготовленные из стекла или его производных, но благодаря сложному процессу производства приобретшее в конечном итоге уникальные свойства, нехарактерные для обычного стекла. Оно не разбивается при ударе, а легко гнется, при этом не деформируясь и не повреждаясь. Из материалов, производимых на его основе, изготавливаются различные изделия, успешно заменяющие традиционные привычные материалы, а сферой применения становятся области строительства, автомобилестроение, дорожные работы в другие направления. В статье речь пойдет о разновидностях стекловолокна.
Производство искусственного волокна и применение материалов на его основе представляет большой интерес как прогрессивное направление бизнеса. Оно занимает сегодня огромную часть отрасли стекольной промышленности с приличными капиталовложениями. Это говорит о том, что стекловолокно востребованный продукт среди ассортимента производимых товаров в современном мире.
Синтетическое стекловолокно может выпускаться из различного типа сырья, среди которых стекло, шлак, различные горные породы и минералы. Стекловолокно может быть произведено методом непрерывных нитей, или другим способом — в виде штапельного волокна.
Стекловолокно фото
Стекловолокно характеристики
Стекловолокно популярно и востребовано как материал благодаря своим замечательным свойствам, которые в значительной мере отличаются от исходного материала. Особое внимание стоит остановить на следующих характеристиках:
высокий уровень прочности, который превосходит прочность легированной стали. Диаметр нитей стекловолокна составляет 7-9 мк. Они произведены из магнийалюмосиликатного стекла и стекла, не содержащего щелочь, обладают самыми большими показателями прочности;
устойчивость к термической обработке. Структура эпоксидного стекловолокна сохраняется даже при сильном нагревании, в условиях, когда природные волокна органического происхождения уже полностью разрушаются;
придание дополнительной прочности в составе других материалов. В этом случае стекловолокно играет роль армирующей основы;
толерантность некоторых видов стекловолокон к химически и термически агрессивных средам — кислотам, горячей воде и воздействию пара высокого давления. Лучшими показателями обладают волокна кремнеземного, кварцевого и каолинового происхождения;
звукопоглощающие свойства. Шумоизолирующий эффект достигается благодаря оригинальному строению материала, в котором пространство, остающееся между волокнами, заполнено микроскопическими пузырьками воздуха;
теплоизолирующие свойства. Небольшая плотность и содержание воздуха среди волокон обеспечивают удержание тепла зимой и отсутствие нагрева летом;
негорючесть и экологичность. Стекловолокно не воспламеняется, не горит и не плавится, что делает его пожаробезопасным материалом и позволяет избежать токсичных веществ, которые выделяются при горении многих синтетических материалов;
способности сохранять первоначальную форму, прекрасно сопротивляться старению и противостоять деформации;
изменение свойств материала при намокании. В мокром виде теряет исходные свойства, а при высыхании восстанавливает их снова;
плохое отношение стекловолокна к изгибам и многочисленным истираниям. Обработка смолами и лаками меняет дело в положительную сторону;
экономичности транспортировки. Стекловолокнистая ткань тонкая, гибкая, но в то же время упругая. При необходимости перевозки ее можно сложить достаточно плотно и структура ткани не будет нарушена. Благодаря этому экономится место в транспорте, а значит, и расходы на транспортировку.
Свойства, которыми будет обладать готовое изделие, в конечном итоге зависят от способа изготовления продукта, химического состава сырья, воздействия факторов окружающей среды и толщины стекловолокна.
Материалы на основе стекловолокна
Само стекловолокно является лишь сырьем для производства различных продуктов — стеклонитей, ровингов и рубленого волокна, из которых впоследствии изготавливаются разные материалы строительного, электроизоляционного, производственного и конструкционного назначения.
Из непрерывных стекловолокнистых нитей получают:
стеклоткани, которые производятся таким же ткацким методом, что и обычное полотно — переплетением продольных и поперечных нитей между собой. В зависимости от вида переплетения — сатинового, полотняного, шашечного или саржевого, плотности и извивистости пряжи ткани отличаются между собой свойствами и назначением. Стеклоткани бывают электроизоляционные, строительные, конструкционные, кремнеземные и ровинговые. В зависимости от марки цена стекловолокна составляет 25-200руб/м2$
армированное стекловолокно и ленты, отличающиеся размером ячейки, видом и плотностью пропитки и предназначенные для дорожных или строительных наружных и внутренних отделочных работ;
пластиковое стекловолокно — композиты с разнообразными свойствами, которые задаются изначально в зависимости от условий эксплуатации. Они позволяют производить изделия любой сложности и конфигурации и поэтому именно стекловолокна в сочетании с полимерами получили самое широкое применение и распространение в самых различных сферах нашей жизни.
Из штапельных стекловолокнистых нитей и рубленых волокон можно купить стекловолокно следующего назначения:
утеплитель — стекловату и стекломаты;
стеклохолсты различной степени толстости, стеклопластики;
такое сырье используется и как компонент строительных растворов.
Каждый из этих материалов имеет свои присущие только ему особенности и индивидуальные характеристики, что предоставляет неограниченные возможности для широчайшего использования их во всех областях человеческой жизни.
Стекловолокно применение
Сегодня без изделий из стекловолокна не обходятся строительные, ремонтные и отделочные работы. Этот материал применяется также и при проведении дорожных работ. Широкое использование он получил в авто- и судостроении, в сфере производства товаров бытового, спортивного и медицинского назначения. А из-за превосходных диэлектрических свойств давно применяется в энергетической отрасли в качестве изоляционных материалов.
Применение стекловолокна в строительстве
Очень много продуктов из стекловолокна используется в строительстве. Одним из них является стеклопластиковая арматура, которая разрабатывалась как замена для стальной. Дело в том, что долгое время сталь являлась практически единственным материалом, у которого имелись необходимые для армирующего элемента свойства — исключительная прочность и долговечность. Альтернативы не было, а значит, приходилось мириться и с недостатками стали. Когда развитие технологий сделало возможным получение материалов с ранее недоступными свойствами, изменились и стандарты производства стройматериалов, в том числе и армирующих. На смену стальной пришла композитная стеклопластиковая арматура.
Она обладает прочностью и надежностью стали, но в то же время в несколько раз легче ее, не подвержена коррозии, устойчива к неблагоприятным воздействиям влаги, имеет низкую теплопроводность, не проводит электричество и полностью химически инертна. Все эти замечательные качества обеспечивают композиту самое широкое использование в самых различных случаях — для армирования фундаментов, бетонных конструкций и дорожного или авиационного полотна, крепления теплоизоляции, в виде армирующих сеток для несущего или облицовочного слоя при строительстве или ремонте зданий, для возведения осветительных опор, ограждений, канализационных и мелиоративных конструкций.
Еще одним изделием из стекловолокна является стеклофибра, которую добавляют в бетонный раствор в качестве скрепляющего элемента. Как известно, обычная бетонная смесь в процессе застывания подвержена усадке, в результате которой образуются микротрещины. Что является нежелательным, так как негативно влияет на качество бетона и его долговечность. Добавление в раствор фибры меняет дело. Когда свежий бетон начинает застывать, внутри раствора химические и физические процессы могут приводить к образованию дефектов. Волокна стекловолокна способны остановить прорастание микротрещин на ранних стадиях его твердения. В некоторых случаях такой состав позволяет обойтись без дополнительного армирования. Стеклофибру применяют для создания газобетонов, пенобетонов и ячеистых бетонов, в сухих смесях и штукатурках, стяжках и стеновых панелей для зданий и т. д. Полученная продукция выходит лучшего качества и с более высокими характеристиками.
Стекловолокно — прекрасный утеплитель. Чем хорошо пользуются в строительстве для теплоизоляции различных ненагруженных конструкций, внутри и снаружи зданий. Для наружных работ применяется в системе вентилируемых фасадов как самостоятельный элемент утепления или в составе сэндвич-панелей. Может использоваться как в рулонах, так и в матах. Внутренние работы включают в себя утепление кровли, чердачного помещения, теплоизоляцию стен и потолков, внутренних перегородок обычных и каркасных зданий. Стекловолоконными изделиями утепляют также различные подходящие к зданиям коммуникации — трубопроводы, системы канализации и вентиляции, отопления. Для этих целей в основном используют иглопробивные материалы. Обладающими паро- и теплоотражающими качествами фольгированными матами изолируют холодильные камеры, сауны и подобные помещения.
Ремонт и отделка помещений также не обходится без изделий из стекловолокна. Их главное назначение — создание армирующего слоя на поверхности при штукатурных работах. Таким образом, реставрация проходит успешно. Множество мелких трещин или одну крупную можно закрыть с помощью шпаклевки стекловолокна.
Кроме этого ее используют как армирующий элемент перед заливкой наливного пола, укладкой гидроизоляции, для укрепления соединений листов гипсокартона. Для более тонкой отделки поверхностей под покраску, при работе с гипсокартоном, для предупреждения появления мелких изъянов и получения идеальной картины в целом используется более изящный вариант армирующего материала — нетканый стеклохолст. Финишная отделка с применением стеклохолста дает всегда отличные результаты, качественное однородное покрытие без дефектов и изъянов. К тому же это еще и гарантия того, что идеальное состояние поверхности в ближайшее время не будет нарушено.
Еще одним отделочным материалом из стекловолокна являются стеклообои — прекрасное декоративное покрытие, но требующее большого количества краски из-за высоких впитывающих свойств. В отличие от обычных обоев, они выносливы, выдерживают механические нагрузки и воздействия химических сред.
Применение стекловолокна в дорожном и промышленном строительстве
Широкое распространение применение стекловолокна получило в промышленном и дорожном строительстве. Здесь оно незаменимо как скрепляющий компонент. Дорожное полотно с уложенной стеклопластиковой арматурой, при условии соблюдения технологии строительства, не растрескивается и не продавливается при нагрузках. Наличие в слоях покрытия дорог стеклосетки гарантирует увеличение производительности и срока их эксплуатации, снижает толщину асфальтного покрытия, предупреждает образование и распространение трещин и выбоин, увеличивает проходимость и долговечность дорог, позволяет увеличить сроки между ремонтами.
В гидротехническом строительстве без укрепляющих стекловолоконных сеток не обходится возведение плотин, набережных, мостов, подпорных стенок, ливневых коллекторов. Значительная часть канализационных емкостей (отстойников, фильтров, септиков) выполнена все из того же стеклопластика.
Из него изготавливаются сидения, устанавливаемые на стадионах, в аэропортах, авто- и ж/д вокзалах; оборудование остановок, бассейнов. Везде, где предусматривается большое скопление людей.
Применение стекловолокна в авто- и судостроение
Стеклоткань и композитный стеклопластик, благодаря малому весу и исключительной прочности, способности хорошо поддаваться механической обработке и окрашиванию, поэтому востребованы в автопромышленности и автоспорте. Из этих материалов производят различные части кузова — двери, крыши, крышки багажников, капоты. А также бампера, спойлеры, обвесы, рейлинги и внутренние детали салона. Стекловолокно применяют для придания дополнительной жесткости шинам, и в глушителях как звукоизоляционный материал.
В тюнинговых ателье изделия из стекловолокна используются для создания отделочных элементов благодаря способности легко копировать форму заготовки для воспроизведения необходимой детали. Простота в обработке, небольшая толщина, гибкость и пластичность материала позволяют изготавливать из него изделия разной степени сложности и формы.
Те же замечательные качества стекловолокна обеспечивают его применение в промышленном масштабе и в судостроительной отрасли. Корпуса моторных и весельных лодок, гоночных и крейсерных яхт, рыболовецких судов малой тоннажности, скутеров и катеров сегодня частично или полностью выполнены из этого материала. Стеклопластиковыми могут быть и другие части суден.
Лодка из стекловолокна видео
Другие способы применения стекловолокна
В зависимости от толщины стекловолокна из него производят различные товары народного потребления и другие изделия:
сантехнические детали — биотуалеты, септики, душевые кабинки, чаши бассейнов;
товары для спорта и отдыха — весла для гребли, лыжные палки, удочки и т. д.;
ящики и контейнеры для бытовых отходов твердого типа;
медицинские изделия, используемые в стоматологии — пломбы и несъемные протезы, ленты для шинирования зубов ;
медицинские изделия, используемым в ортопедии — протезы, костыли, трости;
разнообразные виды трубок бытового назначения — антенны, держатели, флагштоки;
электротехнические изделия — индикаторы, предохранители, заземлители.
Это далеко не полный список перечислений всех мест, где может быть использованы изделия из стекловолокна. С каждым днем область их применения все больше расширяется, охватывая все новые и новые сферы нашей деятельности.
Широкое распространение и применение стекловолокна и изделий на его основе стало возможным благодаря достижениям современного производства, высоким технологиям в области химпромышленности, в частности полимеров и композитных материалов, и высоким требованиям к качеству конечного продукта. Стекловолокно — уникальный продукт, который как нельзя лучше отвечает реалиям времени и требуемым характеристикам и свойствам, присущим современным материалам. Поэтому такое его разностороннее применение совсем неудивительно.
www.ispovednik.ru
Стекловолокно и изделия из него
Стекловолокном называют волокно, изготовленное из расплавленного стекла.
Стекловолокно обладает редким сочетанием свойств: высокой прочностью при растяжении и сжатии, негорючестью, нагревостойкостью, малой гигроскопичностью, стойкостью к химическому и биологическому воздействию. Из него изготовляют материалы с высокими электро-, тепло-, звукоизоляционными свойствами и механической прочностью. На основе стекловолокнистых материалов изготавливаются различные виды изделий, которые успешно заменяют традиционные материалы,а также, имеют только им присущие области применения.
Различают два вида стекловолокна: непрерывное – длинной сотни и тысячи метров и штапельное – длинной до 0,5 м. По внешнему виду непрерывное волокно напоминает натуральный или искусственный шелк, а штапельное – хлопок или шерсть. Изделия из непрерывного волокна имеют вид однонаправленных волокон, тканых материалов, нетканых материалов и волокнистых световодов.
Однонаправленное стекловолокно представляет собой короткие пряди волокон или комплексных нитей, срезанных с бобин. Длина однонаправленного волокна изменяется в зависимости от периметра бобины или барабана, на который оно наматывается. Однонаправленное волокно с бобин имеет диаметр 5-10 мкм и длину не менее 0,5 м.
Тканые материалы получают в ходе текстильной переработки стекловолокна: размотки комплексной нити с бобин с комплексной круткой трощения нитей и вторичной их крутки, подготовки нитей к ткачеству и изготовления тканых материалов на ткацких станках. Для текстильной переработки используются волокна диаметром 5-10 мкм. Волокна большего диаметра имеют пониженную прочность при изгибе и чаще ломается в ходе текстильной переработки.
Нетканые материалы из непрерывного стекловолокна – жгут, холсты из рубленных и непрерывных нитей, ленты из склеенных нитей и стекловолокнистые анизотропные материалы. Жгут представляет собой прядь, состоящую из большого числа комплексных стеклянных нитей, холсты – рулонные нетканые материалы. В жестких холстах хаотически расположенные нити или обрезки нитей скреплены смолами, в мягких холстах – механической прошивкой. Первичные нити или жгуты могут быть склеены в длинные ленты.
При упорядоченной намотке нитей и жгутов на барабаны и одновременном нанесении связующего получают анизотропные материалы, свойства которых в разных направлениях различны. Эти материалы могут быть как рулонные при непрерывном способе производства, так и листовыми – при периодическом. Для нетканых материалов могут применяться волокна диаметром до 20 мкм.
Виды изделий из штапельного волокна.
Штапельные волокна различаются по длине элементарных волокон (длинноволокнистые и коротковолокнистые) и по их диаметру. По диаметру различают: микроволокно (0,5 мкм), ультратонкое (0,5-1,0 мкм), супертонкое (1-4 мкм), утолщенное (11-20 мкм) и грубое (20 мкм и более).
На основе коротковолокнистых штапельных волокон получают вату, рулонные материалы, маты, плиты и скорлупы. Все эти материалы состоят из хаотически перепутанных волокон. Волокно, осажденное вместе с органическими синтетическими материалами на конвейерной ленте, после обработки принимает вид непрерывного ковра толщиной 20-100 мм.
Рулонный материал представляет собой длинный кусок ковра, свернутый в рулон. Маты и плиты получают из неподпрессованного ковра. Маты в ряде случаев простегиваются нитями из непрерывного стеклянного волокна, тогда толщина из может быть уменьшена до 5 мм. Плиты покрываются с одной или обеих сторон стеклянной тканью.
Из длинноволокнистых штапельных волокон изготовляют холсты, сепараторные пластины, бумагу. Эти материалы (толщиной 0,5-1,5 мм) могут быть свернуты в рулоны или нарезаны на пластины. Для повышения механической прочности они могут армироваться нитями их непрерывного волокна. Из длинноволокнистых волокон получают по аналогии с шерстью штапельную крученую пряжу, ровницу и при последующей текстильной переработке – штапельные ткани, сетки, ленты. Свойства изделий из штапельного волокна в значительной степени зависят от диаметра волокна, состава стекла и вида связующего материала.
Способ производства стекловолокна.
Способы выработки стекловолокна классифицируется по двум основным принципам его формования:
- утоньшения струйки стекломассы в непрерывное элементарное волокно;
- разделения и расчленения струи расплавленного стекла, сопровождаемых вытягиванием коротких волокон.
Вытягивание волокна из струйки стекломассы может производиться как механическим путем, так и воздухом или паром. Каждый из этих способов может быть одно- или двухстадийным. При двухстадийном процессе стеклянное волокно вырабатывается из стеклоплавильных сосудов или печей, питаемых стеклянными шариками, штабиками или эрклезом. При одностадийном процессе стеклянное волокно вырабатывается из стекловаренных печей, питаемых шихтой. Механическое вытягивание волокна может осуществляться с помощью барабана, съемных бобин, вытяжных валков или прядильной головки. Способы разделения струи расплавленного стекла делятся на три группы: способы раздува, центробежные и комбинированные.
Состав и свойства стекол для изготовления стекловолокна.
В зависимости от области применения непрерывного стекловолокна требования к его химическому составу могут быть различными. Для электрической изоляции употребляется только бесщелочное (или малощелочное) алюмосиликатное или алюмоборосиликатное стекло; для конструкционных стеклопластиков применяют главным образом бесщелочные магнийалюмосиликатные или алюмоборосиликатные стекла; для стеклопластиков неответственного назначения можно использовать и щелочесодержащие стекла.
Процесс формирования непрерывного стеклянного волокна предъявляет к стеклу ряд требований: интервал вязкостей, в котором устойчиво протекает формирование непрерывного стеклянного волокна из стекол обычных составов.
Основными требованиями, предъявляемыми к стеклам для производства штапельного волокна, являются малая вязкость при температуре выработки и низкое поверхностное натяжение. В зависимости от способа выработки и назначения штапельного волокна применяют стекла различных составов, однако все они отличаются высоким содержанием оксидов щелочноземельных металлов.
Физико-химические свойства неорганических волокон и материалов на их основе.
Механические свойства. Стекловолокно значительно превосходит по механической прочности исходное (массивное) стекло и незначительно отличается от него по некоторым физическим параметрам.
Механические свойства стеклянных волокон зависят от химического состава стекла, метода производства, окружающей среды и температуры. Метод производства оказывает большое влияние на прочность стеклянных волокон: высокой прочностью обладают волокна, вытянутые с большой скоростью из расплавленного стекла (вытягивание из фильер), наименьшей прочностью – волокна, полученные штабиковым способом и раздувом. При формовании волокна из фильер образуется меньше поверхностных дефектов и трещин, чем обусловливаются их лучшие механические свойства, главным образом прочность.
Прочность при растяжении стекловолокна зависит от его состава и диаметра
Наибольшей прочностью обладают непрерывные волокна из кварцевого и бесщелочного магнийалюмосиликатного стекла. Повышенное содержание щелочей в стекле резко снижает прочность стеклянных волокон. Кристаллизация стекла и присутствие в стекломассе мелких газовых включений понижает прочность стеклянного волокна на 25-30%.
Максимальная прочность стеклянных и кварцевых волокон, испытанных в среде жидкого азота, приближается к расчетной теоретической прочности стекла и плавленого кварца.
В зависимости от диаметра и состава стекла техническая прочность стеклянных волокон при их формировании современными промышленными методами составляет 25-30 % теоретической прочности стекла.
Модуль Юнга стеклянных волокон составляет 6-11 ГПа и выше. Разрушающее напряжение при изгибе и кручении повышается с уменьшением диаметра волокон.
Изделия из стекловолокна плохо работают при многократном изгибе и истирании, однако, стойкости к изгибу и истиранию повышаются после пропитки лаками и смолами. Склеивание волокон в нити повышает прочность нити на 20-25 %, а пропитка стекловолокнистых материалов лаками – на 80-100 %.В сухом воздухе прочность стеклянных волокон резко повышается. Смачивание стеклянных волокон и изделий из них неполярной углеводородной жидкостью аналогично действию сухого воздуха и дает наибольшее значение прочности. Значительное (до 50-60 %) понижение прочности стеклянных волокон и изделий из них происходит при адсорбции ими воды и водных растворов поверхностно-активных веществ. Это объясняется тем, что молекулы веществ, адсорбируемых на стеклянных волокнах, способствуют образованию трещин в слабых местах поверхностного слоя.
При погружении химостойких стекловолокнистых материалов в воду прочность их снижается, но после высушивания полностью восстанавливается. Изделия из стеклянного волокна натрийкальцийсиликатного состава, содержащие более 15 % (мас.) оксидов щелочных металлов, после пребывания во влажном воздухе или в воде снижают прочность необратимо в связи с интенсивным выщелачиванием и разрушением. При длительном действии деформирующего усилия у стеклянных волокон развивается упругое последствие, которое зависит от химического состава стекла и относительной влажности воздуха. Влага снижает также сопротивления стеклянных волокон изгибу и трению.
При нагревании стеклянной ткани до 250-300°С прочность ее сохраняется, в то время как волокна органического состава при этой температуре полностью разрушаются.
При низких и высоких температурах устраняется адсорбционное воздействие влаги воздуха на стеклянные волокна, что приводит к повышению их прочности. Однако после термической обработки (нагрев до различных температур и последующее охлаждение) прочность стеклянных волокон и тканей снижается на 50-70 %.
Состав стекла оказывает значительное влияние на прочность стеклянных волокон, подвергнутых термообработке. Волокна из натрийкальцийсиликатного и боратного стекол теряют свою прочность при термообработке, начиная уже с 100-200°С, волокна из кварцевого, кремнеземного и каолинового стекла теряют прочность на 50 % при нагреве до 1000°С и последующем охлаждении.
Прочность волокон из бесщелочного стекла значительно снижается при 300°С; прочность кварцевых волокон при этой температуре практически не изменяется.
После нагрева и охлаждения стеклянных волокон наблюдается небольшое повышение их плотности и показателя преломления.
Нагревостойкость. Стеклянное волокно обладает высокой нагревостойкостью , которая зависит от химического состава стекла . Температурная область применения стеклянных волокон натрийкальцийсиликатного состава ограничена температурами 450-500°С, при более высоких температурах начинается их спекание. Для бесщелочных волокон нагревостойкость выше на 200-300°С и составляет 600-700°С.
Гигроскопичность отдельных стеклянных волокон около 0,2 % (мас.). Поглощение влаги стеклянной тканью значительно выше, так как влага адсорбируется зазорами между волокнами и замасливателем. Гигроскопичность ткани зависит от характера переплетения нитей и химического состава стекла, например ткани из волокна натрийкальцийсиликатного состава обладают гигроскопичностью до 3-4 %.
Химистойкость теклянных волокон не зависит от их диаметра, но абсолютная растворимость тонких волокон выше растворимости толстых вследствие большего отношения их поверхности к массе. Поэтому при воздействии агрессивных реагентов волокна разрушаются быстрее, чем массивное стекло.
Прочность стеклянных волокон в различных агрессивных средах (горячая вода, водяной пар высокого давления, кислоты, щелочи) зависит от химического состава стекла. Наибольшей прочностью и высокой стойкостью к горячей воде и пару обладают волокна из бесщелочного алюмоборосиликатного и магнийалюмосиликатного стекла. По гидролитической классификации этот вид стекла относится к «стеклам, не изменяемым водой».
Материалы из стеклянного волокна, содержащего в своем составе щелочи, значительно теряют прочность при многократной обработке горячей водой или водяным паром даже нормального давления. В этом случае имеет место интенсивное выщелачивание, приводящее к полному распаду структуры стекла.
При длительном воздействии водяного пара различного давления резко снижается прочность материалов и из волокна бесщелочного алюмоборосиликатного стекла. Наиболее стойкими в этих условиях являются стеклянные ткани из бесщелочного безборного стекла.
Стеклянные ткани и волокна из бесщелочного стекла нестойки к воздействию кислот. При обработке кислотой волокон из бесщелочного стекла все компоненты его растворяются и остается лишь малопрочный кремнекислородный скелет.
Высокой стойкостью к воде, пару высокого давления и различным кислотам (кроме плавиковой) обладают волокнистые материалы кварцевого, а также кремнеземного и каолинового состава.
europolis.ru
Полезная информация для изготовления стеклопластика
Стеклопластик это материал, состоящий из двух основных компонентов. Это материал из стекловолокна (стекловолокно, стеклоткань, стекломат), который служит для армирования (усиления) изделия, и смолы, являющейся связующим.
Материалы для изготовления стеклопластика.
Смола
Смола является связующим материалом и поэтому к выбору смолы надо подойти наиболее ответственно, особенно при отсутствии опыта изготовления стеклопластиковых изделий. Если при выборе стеклоткани или стекломата можно довольствоваться рекомендациями специалистов, т.к. этим выбором определяются, в основном, механические свойства готового изделия, то разная смола требует разных технологических процессов.
Для начинающих мы рекомендуем эпоксидную смолу. Эпоксидная смола менее привередлива в работе и имеет большее время застывания и поэтому у вас будет больше времени для исправления возможных ошибок. Эпоксидную смолу также рекомендуется использовать при ремонте изделий (лодок, бамперов…). Она хорошо склеивается с пластиком, деревом, металлом.
Полиэфирная смола, в основном, используется для изготовления цельных деталей
Хотим также напомнить, что на свойства смол и на их рабочие параметры довольно сильно влияют температурные характеристики помещения, в котором производятся работы, и его проветриваемость. Порой для лучшего застывания матрицу с изделием помещают в специальную сушильную камеру. Это помогает значительно ускорить процесс получения готового изделия. Самые прочные изделия изготавливаются в автоклавах под большим давлением и при высокой температуре.
Сама смола достаточно хрупкая, и именно стекломатериал придает ей необходимую прочность и гибкость
Материалы из стекловолокна
Для изготовления стеклопластиков используется стекловолокно, ровинг, стекломат, стеклоткань и другие стекломатериалы.
Самые распространенные это ровинг, стекломат и стеклоткань.
Ровинг
Ровинг это стекловолокно собранное в пучок и намотанное на бобину. Ровинг похож на некрученую стеклонить. Укладка ровинга производится специальным пистолетом, в который, во время работы, подается еще смола и катализатор.
Стекломат
Стекломат состоит из хаотично расположенных волокон, а стеклоткань выглядит как обычная ткань. Наибольшее упрочнение дают стеклоткани. Стекломаты дают меньшую прочность, но они более легки в обработке и по сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы.
Стекломат может быть очень тонким, а бывает толстым, как одеяло. Стекломаты различаются по толщине и плотности, но разделяют их по весу одного квадратного метра материала в граммах: 300, 450, 600. Чем тоньше мат, тем более сложную поверхность он позволяет вывести, с большим количеством граней и резких переходов. Толстый мат (600 или 900) позволяет набрать толщину изделия и добиться необходимой прочности. При создании толстых изделий работа проходит в несколько этапов. Выкладывается несколько листов для получения первого слоя и дается время на застывание. Затем дополнительно, уже на твердую поверхность, укладываются дополнительные листы мата для придания необходимой толщины. Если попытаться уложить сразу все слои, то велика вероятность, что готовое изделие покоробится, стянется.
Стеклоткань
Стеклоткани бывают разной толщины. Стеклоткани также используются для придания жесткости и объема готовому изделию. Как и любая ткань, стеклоткань неодинаково работает при разнонаправленном растяжении. Поэтому для придания необходимой жесткости стеклоткань укладывается под разными углами. Стекловолокно в стеклоткани играет немаловажную роль. Оно должно хорошо пропитываться смолой и удерживать ее между волокнами. На это свойство пропитываемости в стеклоткани влияет наличие в ней и количество парафина. На ответственные изделия желательно выбирать стеклоткани без парафина. Парафин также можно выжигать перед применением.
К слову о прочности. Как это ни странно прозвучит, но чем меньше смолы в стекловолокне (при условии его полной пропитки и отсутствии пузырьков), тем прочнее будет готовое изделие и тем меньше окажется и его вес.
Гелькоут (gelcoat)
Для придания цвета готовой детали , а также для защиты от внешних воздействий используется особый материал гелькоут (gelcoat – гелевое покрытие). Можно сказать, что гелькоут это та-же смола, но с добавлением красителя. Его можно подобрать по цвету или создать свой оттенок колеровочными составами. Кроме того, слой гелькоута увеличивает срок службы изделия, защищает от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика. Готовое изделие будет иметь ровную (зависит от качества матрицы) поверхность, нужного цвета.
Гелькоуты бывают внутренними и внешними (topcoat).
Внутренний гелькоут наносится первым слоем в матрицу. После того как гелькоут затвердел, укладывается стекловолокно и смола. В этом процессе кроется один важный момент. Если слой гелькута будет в одном месте слишком тонкий, то может случиться следующее: или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна, или гелькоут может вообще отойти и сморщиться. Поэтому крайне важно пользоваться правильными материалами и следовать технологии. Для равномерного нанесения гелькоута часто используют не кисти, а краскопульты. Так удается значительно сократить количество брака и уменьшить расход материала. Но для распыления гелькоут должен быть более жидким, чем для ручного нанесения. В настоящее время в продаже имеются готовые гелькоуты для нанесения кистью и для напыления.
Внешний гелькоут (topcoat) наносится после того, как изделие вынули из матрицы. Здесь он выполняет роль краски. Благодаря присутствию в составе топкоута парафина поверхность после отверждения не остается липкой, хорошо шкурится и полируется. Топкоут можно изготовить самим на базе гелькоута или смолы, добавив раствор парафина в стироле.
Макет и матрица
Для изготовления изделия из стеклопластика первое, что необходимо, – создать его макет. В некоторых случаях макетом может являться уже существующее изделие, которое Вы хотите размножить. Например: бампер автомобиля. Для еще не существующих изделий макет может быть изготовлен различными способами: фанера, пластилин, пенопласт и т. д. От того, насколько правильно сделан макет, будет зависеть качество будущих изделий. Более того, если необходимо, чтобы у детали, которая будет затем создаваться, была идеально ровная поверхность, над ее качеством придется поработать уже на макете. Чем более гладким и ровным будет макет, тем меньше работы потребуется потом, при изготовлении и доведении матрицы.
Еще до создания макета необходимо понять, можно ли изготовить деталь целиком или нет. Дело в том, что при работе со стеклопластиками и другими подобными материалами необходимо, чтобы готовую деталь после застывания можно было вытащить из матрицы, ничего не повредив при этом. Возможно, деталь будет иметь такую форму, что ее придется изготавливать из нескольких частей, а затем скреплять их друг с другом.
Матрица создается по макету. Это самый ответственный момент. Прежде всего макет покрывается тонким слоем воска. Эту процедуру можно сравнить с полировкой автомобиля. После того как макет подготовлен, на него наносится слой специального матричного гелькоута. Это покрытие в дальнейшем позволит вывести поверхность матрицы практически до зеркального блеска. Матричный гелькоут гуще, чем обычный, и ложится более толстым слоем.
После того как встанет этот слой, начинается укладывание стекломатериала. Сначала более тонкого (стекловуаль, …). Он позволит точно повторить все изгибы и контуры макета. Далее желательно дать подсохнуть первому слою. Затем уже можно выложить еще несколько слоев более толстого материала (мат, стеклоткань), но сразу набирать толщину не стоит, иначе матрицу может повести (изогнуть и покоробить). При создании матриц на простые детали можно упростить процедуру.
Если матрица будет разъемной, то при ее изготовлении делаются специальные перегородки вокруг макета, разделяющие его на сегменты. Выложив основной, после его застывания перегородки вынимаются и, обработав кромки первого сегмента матрицы, выкладываются остальные. Для правильного позиционирования сегментов друг относительно друга в первом при формовании делаются специальные ямки. Когда будут формоваться следующие сегменты, эти ямки будут заполнены смолой и стекловолокном, и появятся бугорки. Эти пары и позволят при будущем использовании правильно скрепить различные части матрицы воедино. Для скрепления сегментов матрицы в ребрах всех отдельных частей сверлятся отверстия под крепежные болты.
Для того чтобы матрица была прочной и хорошо держала форму, после ее изготовления, прежде чем вынуть макет, к матрице приформовывают ребра жесткости. В зависимости от ее размеров это может быть прочный стальной каркас или небольшие фанерные или деревянные ребра.
Готовая матрица, если макет был изготовлен аккуратно, может и не потребовать дополнительной обработки, но зачастую приходится выводить поверхности, шлифовать и полировать матрицу до блеска. Только тогда можно получить идеальную деталь. А к кузовным элементам вообще нужно особое внимание.
Затем начинается долгий процесс вощения. Матрицу приходится тщательно натирать воском несколько раз с перерывами. Воск нужно не просто намазывать, а растирать до получения тонкой, гладкой, невидимой пленки. Если этого не сделать, то поверхность готового изделия будет не гладкой, а шершавой.
После, а порой и вместо вощения иногда используют специальные жидкости, которые, высыхая, создают пленочное покрытие, предотвращающее попадание смолы или гелькоута на матрицу, чего никак нельзя допускать. Как нельзя и царапать ее поверхность. В противном случае смола может намертво прирасти к матрице, и тогда процедуру шлифовки, полировки и вощения придется повторять снова. Порой используют особые составы, обработав которыми матрицу можно снимать с нее до 100 изделий, но старый добрый воск всегда остается самым понятным и надежным средством.
Процесс создания матрицы, описанный выше, является довольно распространенным вариантом, используемым в большинстве фирм, но существуют и другие, более сложные технологии.
Собственно, далее можно приступать к изготовлению деталей. Слой гелькоута в принципе не обязателен, но, во-первых, он придает более законченный вид готовому изделию, а будучи цветным, позволяет сэкономить на покраске или вообще от нее отказаться, а во-вторых, он защищает матрицу от стекловолокна, которое на самом деле очень даже абразивно, т. е. царапает.
Технологии
Технологий производства изделий из стекловолокна существует несколько. Стоит сразу оговориться, что эти методы используются и при работе с другими армирующими материалами, такими, как карбон, кевлар, другие тканые материалы и их сочетания.
Ручное (контактное) формование. Этот способ самый простой и дешевый (если не считать затрат на квалифицированную рабочую силу). Пропитка стекловолокна осуществляется валиком или кистью, которые должны быть стойкими к смолам. Волокно или сразу укладывается в форму, или уже после пропитки. Обработка стекловолокна разбивочными валиками способствует лучшему распределению смолы между волокнами. Затем укаточными валиками производят окончательную укатку стеклоткани, выдавливая пузырьки воздуха и равномерно распределяя смолу по всему объему. Крайне важно не допустить, чтобы под слоем стеклоткани оставались пузырьки воздуха. Если изделие застынет с таким браком, это место будет ослаблено вплоть до возможного сквозного продавливания. Такие брачки также могут помешать дальнейшей обработке изделия, потребовать его восстановления или полной замены. В любом случае будут затрачены дополнительные материалы, труд, а также деньги.
Ручной метод может быть несколько механизирован. Существуют смесители, подающие смолу с катализатором через валик, и иные приспособления. Но укатывать все равно приходится своими руками.
Достоинство ручного метода вполне очевидно: просто и дешево. Но любая экономия может иметь и обратную сторону. Качество готовых изделий очень сильно зависит от квалификации рабочих. И условия труда при таком подходе довольно вредные. Кроме того, очень сложно добиться большой производительности. Однако для небольших фирм и малых объемов работы этот метод самый подходящий.
Метод напыления рубленого ровинга. Этот подход куда более технологичен. В нем используется не стекловолокно, а стеклонить, которая подается в измельчитель специального пистолета, где рубится на короткие волокна. Затем пистолет «выплевывает» их вместе с порцией смолы и катализатора. В воздухе все смешивается и наносится на форму. Но после этой процедуры все равно массу необходимо прикатать, чтобы удалить пузырьки. Далее отвердевание происходит как обычно.
Такой способ выглядит очень заманчиво и просто. Казалось бы, стой и поливай из шланга. Но есть один существенный недостаток, из-за которого этот способ не столь популярен, – слишком большой расход смолы. Изделие получается очень тяжелым, и, так как волокна не переплетены друг с другом, механические свойства такого стеклопластика несколько хуже. Кроме того, к вредным парам смол подмешивается взвесь мелких частиц стекла от измельчителя, очень вредных для легких человека.
Метод намотки. Этот специфический метод предназначен для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Таким образом делаются парусные мачты, удочки, рамы велосипедов, глушители автомобилей и т. д. Стекловолокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения. Как намотка нитки на шпульку швейной машинки. В результате получаются крепкие и легкие изделия.
Метод препрегов. В данном случае используются не отдельные смола и ткань, а так называемые препреги – предварительно пропитанная смолами стеклоткань. Стекловолокно предварительно пропитывается предкатализированной смолой под высокой температурой и большим давлением. При низких температурах такие заготовки могут храниться недели и даже месяцы. При этом смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются в матрицу и закрываются вакуумным мешком. После нагрева до 120 -1800°C смола переходит в текучее состояние, и препрег под действием вакуума принимает нужную форму. При дальнейшем повышении температуры смола застывает.
Вся проблема этого метода в необходимости нагревательного оборудования, особенно автоклава. По этой причине изготавливать большие детали очень сложно. Но и плюсы очевидны. Использование вакуума позволяет значительно снизить вероятность появления воздушных пузырьков и существенно сократить долю смолы в готовом изделии.
Существуют и иные технологии – пултрузия, RFI, RTM и др. – практически на все случаи жизни. Выбор той или иной технологии зависит от необходимых объемов, сложности изделия и количества денег.
europolis.ru
Выбираем стекловолокно. Цены
Самыми востребованными на российском рынке являются
циновочное и тканевое стекловолокна…
Стеклотканью (или стекловолокном) называется современный высокотехнологичный материал, который, благодаря своим уникальным эксплуатационным свойствам, нашел широкое применение в быту, в промышленной и строительной отрасли. Для получения своих оригинальных свойств этот материал смешивают со специальными полимерными смолами. Работы со стеклотканью требуют определенных начальных навыков, но изучить основные методы не составит труда любому желающему.
Эксплуатационные характеристики стеклоткани
Стеклоткань изготавливается в форме холста, состоящего из переплетающихся между собой стекловолокон (стеклонитей). Сами нити производятся из Е – стекла, которое отличается своими термостойкими и огнестойкими качествами. К тому же стекловолокна являются экологически чистым материалом. В строительной области стеклоткань обычно применяется как тепло- и гидроизоляционный слой в различных ответственных конструкциях. Также, с помощью стеклоткани можно возводить армирующее основание под кровельное покрытие. В строительстве кровли часто применяют каркасную стеклоткань, в изготовлении которой используется некрученая прядь и ровинг.
Основные виды стеклоткани
Современные технологии производства стеклоткани позволяют создавать несколько видов этого материала. Каждый тип материала предназначен для определенной области использования и значительно отличается от других видов своими характеристиками.
Текстурированная лента стекловолокна
применяемая как жаростойкий изолятор…
Электроизоляционная стеклоткань. Данный тип материала применяется в качестве тепло- и электроизоляционного слоя. Может использоваться в изготовлении разных видов облегченного стеклопластика.
Конструкционная стеклоткань. В соединении со стеклопластиком образует стройматериалы, имеющие повышенную прочность и большую ударную вязкость.
Ткань на основе базальтового волокна. Имеет отличные теплоизоляционные свойства. Применяется в качестве утеплительного слоя.
Кремнеземная стеклоткань. Этот материал – отменный заменитель асбеста, способный выдержать температуру до 1800 градусов. Такая стеклоткань считается совершенно экологически чистым сырьем, чего нельзя сказать об асбесте.
Рулон стекловолокна (весом примерно 40 кг)…
Области применения стекловолокна
Ровинговая стеклоткань. Благодаря своему широкому температурному диапазону этот материал чаще других применяется в различных отраслях промышленности.
Нужно добавить, что все эти виды стеклоткани имеют несколько главных качеств, которые наблюдаются у каждого вида данного материала. Такими эксплуатационными характеристиками являются экологичность, химическая стойкость, долговечность и большая прочность. Помимо этого почти все виды стеклотканей обладают высокими теплоизоляционными качествами.
Что знали о стекловолокне в прошлом веке? Видео.
Фото: moldmakingninja.com, cnbm2007.en.made-in-china.com, taishanjinyu.com
Кокоболо (Dalbergia retusa) Семейство: Бобовые Другое название: гранадильо (Мексика) Распространение: западное побережье Центральной Америки Описание древесины Кокоболо Цвет сердцевины варьируется от насыщенно красного до привлекательного пестрого. Встречаются желтые, оранжевые и красные полосы. Зерно нерегулярное и изменчивое, но имеет прекрасную однородную текстуру. Это твердая древесина весом от 990 до 1200 кг/м3; удельный вес около .1,10. Механические…
Каучуковое дерево (Ceratopetalum apetalem) Семейство: Куноновые Коммерческое название: ароматизированное сатиновое дерево Распространение: Австралия Каучуковое дерево – описание древесины Цвет древесины от светло-коричневого до розово-коричневого, темнеет при обработке. Древесина мелкозернистая с ровной тонкой текстурой. Вес около 630 кг/м3; удельный вес .63. Механические свойства Каучуковое дерево обладает средней прочностью на изгиб, хорошей жесткостью и ударопрочностью и высокой…
Каштан Сладкий (Castanea saliva) Семейство: Фаговые Коммерческие названия: испанский каштан, европейский каштан Распространение: Великобритания, Европа и Малая Азия Каштан Сладкий – описание древесины Цвет древесины от бледно-коричневого до бисквитного. Каштан Сладкий похож на дуб, но без серебряно-зернистого рисунка. Зерно каштана спиралевидное. Текстура грубая. Вес около 540 кг/м3; удельный вес .54. Механические свойства Древесина средней плотности,…
Конский Каштан Японский (Aesculus turbinata) Семейство: Конскокаштановые Другие названия: Точи, Точи-ноки (Япония) Распространение: Япония Конский Каштан Японский – описание древесины Сердцевина дерева золотисто-коричневого цвета в отличие от европейского сорта. Зерно волнистое или скрещенное, а текстура тонкая и однородная. Весит 590 кг/м3; удельный вес .59. Механические свойства Материал имеет хорошую классификацию изгиба паром, низкую жесткость, среднюю…
Ремонт квартир часто требует осуществления кардинальной перепланировки помещений. Она подразумевает ликвидацию некоторых межкомнатных перегородок. Этот процесс отличается своей сложностью. Реализовать его легче всего посредством использования технологии алмазной резки бетона. С ее помощью можно сформировать новые проемы в различных стенах: кирпичных, бетонных, железобетонных или же каменных https://diamontech.ru/the-openings-in-overlapping-cutting.html. Кроме этого, при помощи данного метода осуществляется создание каналов,…
www.ktovdome.ru
Стекловолокно
Здравствуйте, уважаемый читатель блога, стекловолокно – это строительный материал, который давно пользуется большим спросом. Его применяют для строительства и ремонта разнообразных конструкций.
Минвата, ДВП, пенопласт, стекловолокно, целлюлозный утеплитель и подобные материалы на сегодняшний день не имеют недостатков, лишь бы только средства позволяли.
Разнообразие настолько обширно, что выбор материала ставит человека в замешательство. Необходимо грамотно отнестись к выбору и применению строительного материала.
В этой статье вы более детально узнаете о стекловолокне. Так как этот материал пользуется на потребительском рынке спросом, а цена его относительно недорогая.
В зависимости от диаметра стекловолокно разделяют на несколько разновидностей:
– Ультратонкое стекловолокно, его толщина составляет не более 1мкм.
– Супертонкое волокно, толщина которого от 1 до 3 мкм.
– Тонкое стекловолокно толщиной от 4 до 12 мкм.
– Утолщенное волокно производят от 12 до 25 мкм.
– Толстое волокно, толщина составляет 25 мкм и больше.
Характеристика стекловолокна
Свойства стекловолокна имеют ряд весомых факторов, таких как:
– Защитная функция от холода и жары. Стекловолокна прочно удерживают воздух, который отличается теплоизоляционным качеством. Это эффективный барьер от жаркой и морозной погоды.
– Шумоизоляция. Волокна отлично поглощают звук. Это объясняется конфигурацией материала, который состоит из связанных между собой волокон, на тот момент промежности меж ними наполнены воздухом. Вот так вот получается комфорт в акустическом плане.
Помимо вышеперечисленного, следует обратить внимание на следующие характеристики стекловолокна:
– Материал не гигроскопичный. Он быстро впитывает влагу, но с такой же скоростью отдает ее. В применении стекловолокна следует предусмотреть наличие либо установку вентиляционного зазора. С помощью вентиляции вся влага будет устраняться с конструкции.
– Материал является весьма упругим. Возможна его транспортировка в виде рулона на значительные расстояния, а в момент вскрытия, материал возвращается в исходное положение. Благодаря таким способностям, в помещении не нужно много места для хранения материала, а транспортировка выйдет гораздо дешевле.
– Экологичность – это одно из важнейших характеристик стекловолокна. Строительные материалы из стекла не несут в себе опасности для окружающих, так как не выделяют вредоносные вещества.
– Теплоизоляционный материал отпугивает вредителей, а на поверхности никогда не появится плесень – это все благодаря обработке стекловолокна специальными средствами от паразитов.
Из-за большого содержания воздуха и малой плотности, материал отличается незначительным соотношением теплопроводности. На протяжении долгого времени конструкции из стекловолокна сохраняют неизменное тепловое сопротивление.
Материал обладает мягкостью, эластичностью, легкостью, что дает возможность использовать его для строительных работ с построениями разнообразных форм и структур, а также стекловолокном облицовывают неровные поверхности.
Применение стекловолокна
Конструкции, изготавливаемые из стекловолокна, применяется в разнообразных промышленностях, таких как: производство инструментов, строительство, электротехническая индустрия, судостроение, автомобильная индустрия и во многих других сферах.
А ведь мы редко задумываемся, когда пользуемся привычными вещами, из чего они могут быть сделаны. Таким образом, большинство людей удивляется, когда узнают, что продукт изготовлен на основе стекловолокна: детали на корпусах машин, пластиковые предметы для отдыха и спорта, детали для конструкций, корпуса судов, стеклообои, сантехника, а также много других инструментов и деталей из этой оперы.
В строительных работах стекловолокно применяют в качестве изоляционного материала для чердачных и межэтажных перекрытий, скатных крыш, полов, легких стен, металлических конструкций полиэлементного сооружения, для утепления вентилируемых стен, в каркасных сооружениях несущих стен, в качестве изоляции трубопроводов с разнообразным диапазоном предназначений.
События в Балаково
30 апреля в Балаково прошел фестиваль по силовым видам спорта, посвященный 80-летию Саратовской области. Организаторами выступили Федерация силового экстрима Саратовской области «Лига силачей Руси» и СРОО «Федерация бодибилдинга»
Я первый раз видел, не по телевизору, как люди толкают и подымают не подъемные тяжести. На меня это произвело большое впечатление.
Уважаю людей, занимающиеся спортом, не смотря на возраст, показывают свои результаты на соревнованиях, которые обычного человека удивляют.
На соревнованиях я появился не сначала, команды соревновались в последней категории, кто дальше толкнет 20-тонный погрузчик.
Было 6 команд и им давалась 3 минуты на толкание погрузчика. В этом виде соревнований победила команда из Саратова. Как все было смотрите видео, увидите, как 3 человека толкают 20 тонную машину.
Буду рад вашим комментариям по теме стекловолокно.
С уважением, Олег Клышко
Cтатьи похожей тематики:
Ваша благодарность за мою статью это клик по любой кнопке ниже. Спасибо!
klyshko.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 стекловолокнаШтапельное 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.
dik.academic.ru