Армирующие материалы

Стеклянные волокна. По химическому составу стекла, из кото-
рых получают волокна, делятся на две большие группы: бесщелочные
и щелочные. Бесщелочные содержат не более 1...2 % оксидов щелоч-
ных металлов и характеризуются очень высоким электрическим со-
противлением. Щелочные стекла содержат до 15 % оксидов щелоч-
ных металлов, их электрическое сопротивление намного меньше, а с
повышением температуры снижается еще больше. Непрерывное стек-
лянное волокно получают из алюмоборосиликатных стекол, а шта-
пельное волокно воздушного вытягивания - из бесщелочных.

Сначала на стеклянных заводах получают стеклянные шарики,
диаметром 10...20 мм. закаленные в воде. Закалка производится с це-
лью исключения кристаллизации. В таком виде шарики могут храниться
в течение длительного времени и даже отправляться на заводы стеклово-
локна, если там они не изготавливаются. В нужный момент они расп-
лавляются в платиновых лодочках с отверстиями - фильерами, из ко-
торых производится вытягивание или струйное истечение стекла для
получения волокна. Обычно лодочка имеет в основании примерно 200
фильер, диаметром от 2 до 40 мкм. Выходя из фильер, непрерывные
волокна соединяются в прядь (первичную нить) и наматываются на
съемные бобины. Скорость движения волокон около 60...65 км/час. Стеклянные волокна при соприкосновении могут повреждаться за
счет микродефектов на их поверхности. Чтобы этого избежать, волок-
на покрываются тонкими слоями замасливателя, в качестве которого могут выступать крахмал, кремнийорганические и металлооргаии-
ческие соединения, минеральные масла (силиконы) и др. Защищая
волокна от разрушения, замасливатели к тому же во многих случа-
ях повышают адгезию на границе связующее - волокно.

Непрерывное стеклянное волокно получают утонением струйки
расплавленной стекломассы механическим вытягиванием. Известны
двустадийный и одностадийный способы выработки такого волокна.

Из непрерывного стеклянного волокна изготавливают следую-
щие армирующие материалы для стеклопластиков:

-нити и волокна однонаправленные;

-нити комплексные некрученые и крученые;

-ровницы и ровинги (жгуты);

- сетки, ткани и ленты;

-нетканные рулонные материалы.

Штапельное стеклянное волокно используется при производстве
стеклопластиков в виде тонкого стеклянного мата, получаемого из
расплавленной стекломассы вертикальным вытягиванием и разду-
вом. Стекломасса в виде струй диаметром 2...3 мкм вытекает из фи-
льерных питателей, а затем струя раздувается паром или воздухом.
Короткие волокна, диаметром до 20 мкм. попадают в камеру осаж-
дения, в которой на них форсунками наносится связующее, и оседа-
ют на ленте приемно - формующего конвейера, где производится
сушка волокна, уплотнение его в мат и отверждение связующего.

Замасливатели для стеклянного волокна. Поверхность стеклян-
ных волокон в процессе вытягивания покрывают замасливателем для
защиты волокон от разрушения при их трении друг о друга и о де-
тали перерабатывающего оборудования, а также для склеивания их
в нить. Замасливатели, предназначенные только для защиты повер-
хности волокон и склеивания их в нить, называются текстильными.

Замасливатели, в состав которых входят адгезионно-гидрофоб-
ные вещества, способствующие созданию прочной связи на границе
раздела стеклянное волокно-связующее, называют прямыми. Для
гидрофобно-адгезионной модификации поверхности стеклянных
тканей иногда производят их термохимическую обработку, состоя-
щую в удалении текстильного замасливателя и последующей про-
питке волокон водными растворами кремнийорганических соеди-
нений - аппретов. Следует отметить, что при термохимической об-
работке прочность тканей существенно снижается, поэтому для стек-
лопластиков следует по возможности использовать армирующие материалы, выработанные с применением прямых замасливателей.

Основным текстильным замасливателем является парафиновая
эмульсия (ПЭ), в состав которой входят следующие вещества (в %)

-парафин (ГОСТ 784-53) 1.6 ± 0,1;

-стеарин или синтетические жирные кислоты

(ГОСТ 6484 64) 0,6...0,1;

-вазелин медицинский (ГОСТ 3582-52) или
ветеринарный (ГОСТ 13037-67) 2,0 ± 0,1;

-трансформаторное масло (ГОСТ 982-68)

ГОСТ 10121 -62 или ТУ 38-239- 69) 2,0 ± 0,1;

-закрепитель ДЦУСТУ 6-4-187-67 2,0...2,5;

-эмульгатор - препарат ОС-20 (ГОСТ 10730-64) 125 ± 0;

-вода с жесткостью не более! мг экв/л до 100.

Стеклянные нити. Стеклянные нити (некрученые и крученые)

представляют собой комплексные нити, состоящие из непрерывных
элементарных волокон, склеенных между собой замасливателем.

Некрученые нити и крученые марок НС-108-Р и НС-216 -Р выра-
батываются из стекла алюмоборосиликатного состава. Крученые нити
кремнеземные типа КН-11 вырабатываются из стекла алюмобороси-
ликатного состава с помощью специальной химической обработки:
содержание кремнезема в волокне доводится до 94 %.

Ровинг. Ровинг (жгут) представляет собой некрученую прядь,
состоящую из равномерно натянутых комплексных нитей, намотан-
ную крестовой намоткой в бухты массой до 10 кг, высотой 268 мм. с
внутренним диаметром 60 мм и наибольшим наружным диаметром
200 мм В зависимости от назначения ровинг. используемый для арми-
рования стеклопластиков, вырабатывается двух основных видов:

-рассыпающийся, предназначенный для рубки на короткие от-
резки нитей: поставляется в бухтах без гильз;

-намоточный, предназначенный для изготовления стеклопласти-
ковых изделий методами намотки и протяжки, а также для наполне-
ния термопластов; поставляется в бухтах на картонных гильзах.

Стеклянные ткани и сетки. Стеклянные ткани вырабатываются
из крученых комплексных нитей или ровинга и различаются соста-
вом стекла, плотностью, массой 1 видом замасливателя, видом
переплетения нитей и другими параметрами. Сетки отличаются от
тканей разреженностью структуры.

Ткани из крученых комплексных нитей предназначаются для конструкционных стеклопластиков, а из ровинга - для изготовле­ния стеклопластиковых изделий методами контактного формования или пропитки в вакууме под давлением. Ткани получают плотным переплетением из ровинга на основе алюмоборосиликатного стек­ла с диаметром элементарных нитей 10 мкм.

Многослойные ткани вырабатываются из крученых комплекс­ных нитей трехмерным переплетением. Предназначены для изготов­ления методами пропитки в вакууме или под давлением стеклоплас­тиков, отличающихся повышенным сопротивлением межслойному сдвигу и расслаиванию. Диаметр элементарной нити 9 мкм.

Стеклянные сетки предназначены для армирования стеклопластиков.

Дата добавления: 2015-07-16