Стекловолокниты: Стекловолокниты свойства и применение — Справочник химика 21

Содержание

Стекловолокниты свойства и применение — Справочник химика 21

    Восстановление деталей покрытием из полимерных материалов. При восстановлении Деталей широкое применение нашли полимерные материалы — капрон, полиэтилен, фторопласт-4, во-локнит, стекловолокнит, эпоксидные смолы и клеи. В зависимости от условий применения и свойств полимерного материала возможны следующие способы нанесения покрытий литье под давлением, прессование, центробежное литье, нанесение тонкостенных покрытий и др. Каждый из перечисленных способов требует специального оборудования и особой технологии. [c.96]
    Стеклопластики получают путем смешивания смолы со стекловолокном и наполнителем, который придает смоле твердость, и нагревания под давлением. Применение стеклопластиков быстро расширяется, поскольку этот материал обладает многими ценными свойствами. Из них изготовляют корпуса морских и речных судов, кузова автомобилей и другие изделия большой прочности.
[c.346]

    Прозрачность стекла позволяет наблюдать за ходом процесса. В адиабатических процессах, протекающих при температурах примерно до 120 °С, кожух из стекла, вакуумированный до остаточного давления 10 мм рт. ст., обеспечивает достаточную термоизоляцию аппарата. При более высоких температурах, а также при использовании крупногабаритных аппаратов в качестве термоизоляционного материала применяют стекловолокно в слое изоляции оставляют смотровую щель, предназначенную для визуального наблюдения за ходом процесса (см. разд. 7.7). Важным преимуществом стекла является его высокая коррозионная стойкость. Поэтому многие химические реакции и процессы разделения проводят в аппаратах и установках, изготовленных из стекла или других керамических материалов. Широкому применению стекла в химической промышленности способствует высокая твердость и незначительная шероховатость поверхности стеклянных изделий. Стенки стеклянных аппаратов во время работы незначительно загрязняются и легко поддаются очистке.

Ценным свойством стекла является также сравнительно небольшой коэффициент линейного расширения. Использование стеклянных аппаратов при переработке фармацевтических продуктов и однократной или двойной перегонке воды дает возможность получать продукты без запаха, вкуса й, главное, без примесей металлов. 
[c.325]

    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]


    Применение ненасыщенных полиэфиров. Ненасыщенные полиэфиры находят все возрастающее применение в качестве связующего в производстве стеклопластиков [150]. Это объясняется несколькими соображениями. Высокая прочность пластических масс, армированных стекловолокном или стеклотканью, вывела их в ряд конструкционных материалов, имеющих определенные преимущества перед металлами (низкий удельный вес, высокая упругость, высокая стойкость к вибрационным нагрузкам, хорошие теплоизоляционные свойства, радиопрозрачность, простота сборки, достаточная жесткость конструкции, особенно в сочетании с заполнителем из армированного пенопласта). 
[c.728]

    Сб. Физико-технические свойства стекловолокна и применение стекловолокнистых материалов . Под ред. М. Г. Черняка. М.— Л., Гизлегпром, 1949. [c.363]

    Такие свойства, как высокая летучесть и низкая вязкость, имеют большое значение для применения полимерных дисперсий в поверхностных покрытиях и в случае пропитки волокнистых материалов, например, тканей. Если органическим разбавителем служит алифатический углеводород, то его малая скрытая теплота испарения является преимуществом это также существенно, если порошок полимера получают из дисперсии непрерывным методом.

Применение дисперсий в алифатических углеводородах на водочувствительных подложках, таких, как стекловолокно или дерево, имеет то преимущество, что разбавитель не вызывает искажения формы, растрескивания или набухания. Такие дисперсии можно применять как для адгезивов, так и для стекловолокна. [c.297]

    И В лабораторной практике [1, 415]. Низшие олигомеры п — 2 или 3) и их простые эфиры, например диглим, по своим свойствам сходны с мономерами. Промышленное применение высших полиэфиров включает использование их в качестве смазочных материалов, основ для различных косметических и фармацевтических препаратов, гидравлических жидкостей, пластификаторов, диспергирующих и пеногасящих агентов. Они служат также важными химическими полупродуктами в синтезе неионных поверхностноактивных веществ, полиуретановых эластомеров, например (174), и поперечно-сшитых пенопластов, например включающих остатки полиэфиров на основе глицерина (175), а также алкидных полиэфирных смол, используемых для покрытий и в пластиках, армированных стекловолокном.

[c.133]

    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]

    В виду обилия работ по стеклу в настоящей главе рассматривается материал, относящийся преимущественно к изучению строения и свойств стекла и не упоминаются работы, связанные с его производством и применением, кроме стекловолокна. [c.318]

    Частицы наполнителя перемешиваются со связующими веществами и остальными компонентами пластмассы и связываются (склеиваются) смолой в твердую и плотную массу.

С увеличением содержания наполнителя твердость пластмассы повышается. Как правило, введение наполнителя повышает механическую прочность смолы и понижает величину усадки пластмассы в процессе формования изделия. Особенно улучшаются механические свойства и, в частности, повышается ударная вязкость при введении в пластмассу волокнистых наполнителей, устраняющих хрупкость ненаполненных пластмасс. Однако применение органических наполнителей повышает водопоглощение изделий из пластмасс и тем ухудшает их электроизоляционные свойства. Для устранения этого могут применяться наполнители в виде минеральных волокон (асбест, стекловолокно). Введение наполнителей повышает также теплостойкость и огнестойкость пластмасс, облегчает их переработку и снижает стоимость. 
[c.123]

    Ненаполненные полимеры в ряде случаев не обладают комплексом свойств, необходимых для их технического применения. Поэтому в целях получения материалов с заданными механическими, электрическими и тенлофизическими свойствами широко применяются композиции, состоящие из полимерного связующего, наполнителей и других добавок.

Наполнители (стекловолокно, тальк, бумага, ткань) улучшают механические свойства полимеров, порошковые керамические материалы повышают диэлектрическую проницаемость композиций. Все эти добавки способствуют уменьшению усадки композиций. Среди наполнителей следует назвать также воздух, который составляет значительную часть объема пенопластов и придает им хорошие теплофизические свойства, малый удельный вес и низкую диэлектрическую проницаемость. Композиционные материалы, в отличие от растворов и пластифицированных полимеров, не являются смесями на молекулярном уровне. Размеры включенией всегда значительно превышают размеры молекул. [c.118]

    Общие свойства стркп.п. Гтпкло устойчиво к действию воды и кислот, но при длительном соприкосновении с ними может произойти вымывание с поверхности ионов натрия (выщелачивание стекла). Щелочи при длительном воздействии заметно разъедают стекло. Плавиковая кислота разрушает стекло, так как образуется газообразный тетрафторид кремния.

Стекло обладает рядом ценных свойств оно прозрачно, относительно химически стойко, твердое, но хрупкое. Стекло находит самое широкое применение в строительстве, в промышленности, для изготовления химической и бытовой посуды, для получения стекловолокна. [c.120]

    Ионообменные мембраны. Иониты на основе искусственных смол, выпускаемые промышленностью в виде пленок или пластин, называют ионообменными мембранами. Ионогенными группами мембран являются сульфо-группы или остатки четвертичных оснований. Вследствие высокой плотности зарядов мембраны проявляют свойства селективных ионитов. При прохождении через мембрану ионы, имеющие одинаковый заряд с ионами мембраны, отталкиваются ею. По способу изготовления различают гомогенные и- гетерогенные мембраны. Гомогенные мембраны изготовляют методами литья из гелей ионитов. Для повышения механической прочности мембран их осаждают на носителях, таких, как стекловолокно или текстильные волокна. При изготовлении гетерогенных мембран спрессовывают тонкоизмельчен-ные гранулы ионита с инертным связующим (коллодионная пленка). Эти мембраны находят применение при определении активностей ионов и в электродиализе. [c.379]

    Фенолиты обладают достаточной механической прочностью, теплостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, а также повышенной кислото- и (ВОДОСТОЙКОСТЬЮ. Они окрашиваются различными пигментами и красителями. Фенолиты превосходят по физико-механи- ческим свойствам чистые феноло-формальдегидные пластики и находят применение для изготовления крышек и пробок аккумуляторных баков (фенолит-1, марки К-17-23 К-18-73 /К-20-23, наполнитель — древесная мука), для изделий радио- и электротехнической промышленности (фе-нолит СТ, марка К-214-52, ГОСТ 5689 — 73, наполнитель — рубленое стекловолокно), для предметов санитарии и гигиены (декоррозит, наполнитель— измельченный кокс). Фенолиты могут применяться в условиях тропического климата. Фенолит марки Вх 1-090-34 (наполнитель каолин) устойчив к воде кислотам. [c.30]

    Анализ марочного ассортимента жестких материалов выявил следующие четко выраженные тенденции за период 1960-1980 гг. расширение ассортимента происходило не за счет появления новых марок материала, а за счет более направленного применения каждой новой марки [66] за период с 1980 г. по настоящее время созданы материалы с новым комплесом свойств, значительно расширяющие сферу применения старого полимера. Например, были разработаны ПВХ композиции конструкционного назначения со стекловолокном для изделий с высокой теплостойкостью (100-110 С по сравнению с 74 °С для стандартных композиций), уменьшенной ползучестью, хорошей химической стойкостью и уменьшенной горючестью, а также относительно легкой перерабатываемостью (литьем под давлением в корпусе и опорные плиты вакуумных насосов и экструзией в трубы и профили). Свойства ПВХ композиций, армированных стекловолокном, приведены ниже (в числителе — для литья, в знаменателе — для экструзии)  [c.268]

    Кроме стекловолокна в качестве армирующих наполнителей находят применение волокна как природного происхождения, так и искусственные, среди которых следует прежде всего упомянуть асбест. Асбестом называют большое число минералов, отличных друг от друга по химическому составу и по физическим свойствам, но имеющих один общий признак — длинно- и тонковолокнистое сложение кристаллических агрегатов [77 78, с. 7]. Наиболее широко распространены серпентиновый и амфиболито-вый асбесты. Серпентины — продукты метаморфизма различных магнезиальных силикатов — можно рассматривать как соединения, ядра которых имеют состав Mg6 (8140ю) (ОН)  [c.335]

    При контакте с водой или при работе с водяной смазкой хорошей эффективностью обладают подшипники из древесноволокнистых пластиков, текстолита, резины. Высокой стойкостью к износу и коррозии, малым коэффициентом трения отличаются полимерные материалы фторопласты, капрон, нейлон, полиэтилен и другие. Низкая твердость полимеров ограничивает их применение в условиях высоких нагрузок, поэтому для повышения несущей способности их часто используют б виде различных композиций с металлами, стекловолокном, графитоволокном в качестве несущего материала или наполнителя. Для улучшения анти-фрикхщонных свойств в полимерные композиции вводят графит и дисульфид молибдена. [c.100]

    Особенно важное свойство синтетических смол, используемых при изготовлении крупногабаритных изделий,— способпость отвердевать прп комнатной температуре н без применения давления. Этому свойству в зиачительпоп степени удовлетворяют пластики, полученные на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Для этой же цели применяют эпоксидные смолы и другие пластические материалы. Нанолпителями служат стеклоткани, рубленое стекловолокно (стек-ломаты), а также материалы, получепные на основе кварца. [c.28]

    Кривые напряжения сверхвысокопрочных/высокомодульных волокон аналогичны соответствующим кривым для стекла и стали. Исходя из характерных особенностей, т. е. принимая во внимание их меньший удельный вес по сравнению со стеклом и сталью, можно сделать вывод, что волокна из палочкообразных ароматических полимеров оказываются более прочными и жесткими, чем стекло и сталь. В сочетании эти свойства показывают, что такие волокна целесообразно применять для армирования жестких и гибмих композиционных материалов. Например, установлено, что волокно кевлар пригодно для шинного корда как заменитель брекеров из стали и стекловолокна в диагональных и радиальных шинах. В жестких композиционных материалах уже начали использовать волокно кевлар-49, оказавшееся по своим свойствам сравнимым с более низкомодульными типами графитовых волокон. Волокна из ароматических полимеров пригодны также для изготовления конвейерных лент, клиновидных ремней, тросов, кабелей защитной одежды внутренних панелей, внешних обтекателей, рулевых поверхностей и частей конструкций в самолетостроении антенн и других узлов радиолокаторов щитов управления покрытий для судов лопастей воздуходувок спортивного инвентаря — лыж, клюшек для гольфа, досок для серфинга тканей с пропиткой для использования в строительных целях. Свойства и практическое применение волокон кевлар подробно описаны в работе [41].[c.176]

    Применение стекловидных ИМВ связано с их высокими электро-, тепло-, вибро- и звукоизолирующими свойствами, механической прочностью, стойкостью к химическим воздействиям. Длинное стекловолокно используется для производства стеклоткани и прошитых матов штапельные волокна — в виде ваты, матов и различных изделий на основе ИМВ с добавлением связующих — органических (меламиноформальдегидиых, карбамидных и других синтетических смол и латексов), неорганических (в частности, кремнезоля) и кремнийорганических. [c.394]

    Лит. Черняк К. И. Эпоксидные компаунды и их применение. Л., 1967 Черняк К. И. Неметаллические материалы в судовой электро- и радиотехнической аппаратуре. Справочник. Л,, 1970 Самарянова М. Б., Ковальчук Н. Ф. Искусственные силикатные наполнители. Бумажная промышленность , 1970, № 9 Л а п и н В. В., Д а -ни лова Д. А., Швец Л. В. Влияние соединений железа на оптические свойства каолина. Бумажная промышленность , 1972, М 4 С е р г е е в а Л. М. [и др.]. Изучение адсорбции эпоксидных смол на стекловолокне. В кн. Гетерогенные полимерные материалы. К., 1973. [c.37]

    Ряд свойств с. с ориентированным расположением волокоп можно улучшить, применив профильные стекловолокна (с формой сечения, отличающейся от цилиндрической). Напр., прочность и модуль упругости при растяжении С. возрастают, если сечение волокна гексагональное илп эллипсное, т. к. в этом случае обеспечивается болео плотная упаковка волокон. Применение стеклянной микроленты (то щиной 8—20 мкм) позволяет значительно снизить газопроницаемость С. Заме-НМ1 сплошных круглых волокон на полые с коэфф. капиллярности /с—0,6—0,7 (отношение внутреннего диаметра к наружному) можно при одной и той же массе увеличить жесткость нри изгибе С. в -2 раза, уменьшив во столько же раз тенлонроводность и тангенс угла диэлектрич. потерь. [c.252]

    Для получения армированных О. п. м. применяют стекловолокно, асбестовые, углеродные и борные волокна. Применение последних позволяет достичь очень высокой прочности при растяжении или сжатии [2000 Мн/м (200 кгс/мм )] и большой жесткости (значение модуля упругости при растяжении или сжатии = 2.10 Мн м (2-106 кгс см ). В качестве полимерного связующего обычно применяют термореактивные (эпоксидные, полиэфирные, феноло-формальдегидные и кремнийорганич. смолы), а также термопластичные полимеры (полиамидные смолы). Наличие податливой и менее прочной по сравнению с армирующими волокнами матрицы обусловливает ряд отрицательных в конструкционном отношении свойств О. п. м.— гл. обр. низкую жесткость и прочность при сдвиге. Для расчета свойств О. п. м. необходимо знать константы упругости а, йг, входящие в обобщенный закон Гука [c.263]

    ИЗН0С0СТ01Ш0СТЬ полиамида (см. Графитопласты)-, тальк и кварц улучшают электроизоляционные свойства, уменьшают деформацию под нагрузкой (см. табл. 1). Применение дешевых и доступных наполнителей снижает стоимость П. п. Введение как волокнистых, так и дисперсных наполнителей повышает стабильность свойств П. п. в условиях повышенных темп-р (рис. 2), а также их водостойкость. Наполненные П. п., особенно содержащие стекловолокно или графит, обладают повышенной атмосферостойкостью (табл. 2). [c.363]

    Увеличивается применение эпоксидных смол в усиленных пластиках, из которых изготовляются трубы, емкости, детали ракет, кузовы автомобилей. Несмотря на более высокую стоимость эпоксидные смолы в этой области, благодаря ценному комплексу свойств, успешно конкурируют с полиэфирами. Трубы из усиленных эпоксидных смол находят широкое применение в химической и газовой промыщленности. Помимо стекловолокна, для изготовления усиленных пластиков применяют и другие виды волокон. Так, в 1966 г. фирма United 16 243 [c.243]

    Опубликованы обзорные статьи и монографии по исследованию явлений кристаллизации окрашивания а также вязкости — 2 и др свойств стекол в том числе и оптических свойств 757-761 Большое число обзорных статей и монографий поовящено проблеме практического использования силикатных стекол, причем особое внимание уделяется производству и применению стекловолокна 7 2-79б Рассматриваются также другие пути практического использования стекла, в том числе для изготовления различного оборудования химической промышленности для получения изоляционных материалов — , стеклянных покрытий °, пеностекла ° ° и других изделий 807-810 [c. 607]

    Заполимеризованный на поверхности изделия, фосфонитрилхлорид образует термо- и огнестойкое каучукоподобное покрытие, обладающее прекрасными механическими свойствами. В комбинации с асбестом и стекловолокном полифосфонитрилхлорид используется для изоляции электрических проводов и кабелей. Аллиловые эфиры фосфонитрилхлорида применяются в качестве связующего при производстве слоистых пластиков. Бутиловые эфиры фосфонитрилхлорида пластифицируют эфиры целлюлозы и являются составной частью лаков и целлюлозных пленок. Пропитка хлопчатобумажных тканей 2,3-дибромпропиловым эфиром фосфонитрилхлорида придает им огнестойкость. Различные полимерные эфиры, тиоэфиры и амиды фосфонитрилхлорида, а также сам пЬлифосфонитрил-хлорид находят применение при изготовлении специальных смазочных масел и в качестве добавок к гидравлическим жидкостям. Производство фосфонитрилхлорида типа дибутоксиполифосфонитрилхлорида нашло применение в качестве инсектицидов. [c.240]

    ПОД очень небольшими углами и источник света, например нить лампы накаливания, будет довольно резко просматриваться. Из-за предпочтительного рассеяния синего света нить накаливания, кроме того, имеет сильный красный оттенок. Пигментирование поэтому следует проводить с использованием других веществ, рассеивающих свет под большими углами и по возможности менее избирательно. В материалах для застекления используют стекловолокно, а в корпусах светильников — синтетический сульфат бария с относительно большими размерами частиц. С применением специальной аппаратуры [12] можно определить, будет ли пигментированный таким образом материал проявлять нужные свойства. Аппаратура позволяет измерить пропускающую способность Т = JJJo В уравнении Т = где — отклонение стрелки прибора при измерении с белым колпачком (рис. 1.34). [c.45]

    Из табл. IV-25 (заимствованной из иностранной литературы) следует, что применение гидрофобных составов значительно увеличивает способность стеклопластика стабилизировать свои физико-механические свойства как в сухом, так и, особенно, во влажном состоянии. Гидрофобиза-торы, условно названные NOL, представляют собой продукты взаимодействия аллилтрихлорсилана и резорцина. Для увеличения адгезии эпоксидной смолы к стекловолокну в состав стекла вводят до 19% U2O, которая восстанавливается на поверхности стекловолокна до металлической меди в среде азота и метана при 900°. Образцы такого стеклопластика с однонаправленным расположением волокон имеют предел прочности при растяжении до 16 000 кг/сл2. [c.239]

    Усиленные стекловолокном композиты на основе эпоксидных смол находят все большее применение в ответственных узлах и элементах материального обеспечения армии. Эти системы в силу необходимости подвергаются воздействию изменяющихся внешних условий как при хранении, так и во время работы. Поскольку вода является непременным компонентом внешней среды, возникает вопрос о природе взаимодействия воды с этими системами и о влиянии воды на функциональные свойства этих композитов. Из числа многих используемых систем на основе эпоксидных смол авторы изучили более подробно три смолы. Изучение смолы И1 явилось частью долговременной программы по выяснению причин ухудшения характеристик подобных систем в условиях окружающей среды. Смолы I и П были тиатериаламн, вопрос об использовании которых в войсковых подразделениях рассматривается достаточно серьезно. Результаты этих исследований сообщаются ниже. [c.528]


стекловолокнит — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падежед. ч.мн. ч.
Им.стекловолокни́тстекловолокни́ты
Р.стекловолокни́тастекловолокни́тов
Д.стекловолокни́тустекловолокни́там
В.стекловолокни́тстекловолокни́ты
Тв.стекловолокни́томстекловолокни́тами
Пр.стекловолокни́тестекловолокни́тах

стекловолокнит

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: .

Произношение[править]

Семантические свойства[править]

Значение[править]
  1. прессовочный материал на основе стекловолокна ◆ Стекловолокниты по характеру распределения стекловолокна в пластике делят на неориентированные и ориентированные, рубленого и непрерывного волокна. Барон Ю.М., «Технология конструкционных материалов», 2014 г.
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
  1. волокнит
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Ближайшее родство

Этимология[править]

От ??

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Список переводов

Библиография[править]

🚩Производство из стекловолокнита (02. 2021)

Содержание:

Стекловолокнит — материал, имеющий особую структуру и обладающий уникальными эксплуатационными свойствами. В качестве наполнителя используется стеклянное волокно. Стекловолокнит представляет собой не что иное, как расплавленное стекло, вытянутое в нити и затем спрессованное. Изделия из стекловолокнита встречаются повсеместно, и в быту, и в промышленности.

Материал имеет свойства, которые значительно расширяют сферу его применения:

  • обеспечивает отличную шумо- и теплоизоляцию,
  • не проводит электрический ток, устойчив к ударам,
  • легко сгибается, но при этом не ломается,
  • поддается обработке и любой деформации, ему можно придать нужную форму.

Производство стекловолокнита поставлено на поток, многие российские компании изготавливают данный материал в промышленных масштабах, ведь он пользуется высоким спросом. Мы предлагаем изготовление деталей из стекловолокнита под заказ с использованием современных технологий, создаем продукт высокого качества в минимальные сроки.

Из стекловолокна производится разнообразная продукция, которая может использоваться по прямому назначению, как составляющий компонент или сырье для последующей переработки. Основная номенклатура — это крученыенити (из них потом изготавливают сетку, шпагаты, канаты и проч.), стекловата, стеклоткань, колеса центробежных насосов, конструкционные детали и другая продукция.

Технология производства

Стекловолокнит изготавливают из стекловолокна путем пропитки и просушки. Материал включает до 32 % связующих веществ и до 5 % летучих соединений. Он представляет собой смесь измельченного стекловолокна и порошкового клеящего компонента, который скрепляет волокна в единый пласт. Материал производится в виде прессованных фрагментов либо в виде небольших гранул насыпом. Выпускается материал разных марок, которые учитываются при литье из стекловолокнита.

Для производства стеклянного волокна используются песок, известняк, добавочные компоненты. Также его производят из стеклобоя, который проходит вторичную переработку. Основные этапы изготовления:

  • сырье расплавляют в специальных печах при высокой температуре;
  • затем расплавленный состав пропускают через микроотверстия для получения нитей;
  • стеклянные нити охлаждают и наматывают на бобины/катушки;
  • готовое стекловолокно подвергают дополнительной обработке замасливателями, это повышает стойкость к истиранию и растяжению. Состав склеивает волокна в нить, а также защищает ее от проникновения влаги.

Есть и другой способ получения стекловолокна, но описанный выше самый распространенный. Ну а мы изготовим для вас любые изделия из пластических масс. В нашей компании можно заказать детали из стекловолокнита и других пластичных материалов. Мы работаем с индивидуальными заказами любого объема, используем собственную оснастку или оснастку клиентов. Если вас интересуют наши предложения, звоните по номеру, указанному на сайте.

Алексей

Калькулятор стоимости изготовления

Стоимость 616 руб
Вы так же можете отправить нам письмо с черетежом эксизом
для получения точной цены и сроков [email protected]

Оборудование для литья пластика

Отзывы о Заводе Пластмассы

Изготавливали оснастку и детали для литья. Остались полностью довольны и ценой форм и качеством литья. Продолжаем сотрудничество. Михаил, ООО «МирБТХ» Начали работать с нуля. Цена литья полностью устраивает и главное не приходится постоянно заботиться об оснастке. Андрей, ООО «Спецмонтажпром»
Сотрудничаем более 5 лет по литью. Качество детали радует и так же гибкость руководства. Надеемся на долгосрочное сотрудничество. Василий ООО «БытТехника» Изготавливаем шестеренку для участия в тендере. Все выполнено в сжатые сроки. Справились за 1 месяц с момента заказа — до выпуска изделия

3. Стекловолокнит СВАМ. 3. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) получают прессованием листов стеклошпона, пропитанных смолой.


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
Балаковский институт техники, технологии и управления
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы № 3
по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТКМ»
для студентов специальности 100400
(заочной формы обучения)
Одобрено
редакционно-издательским советом
Балаковского института техники,
технологии и управления
Балаково 2008ВВЕДЕНИЕ
По курсу «Технология конструкционных материалов и материаловедение» выполняют три контрольные работы, цель которых проверить усвоение студентами содержания курса и приобретенных навыков сознательного использования полученных знаний в инженерной практике.
контрольная работа №3 содержит вопросы по разделу «Материаловедение и технология конструкционных материалов».
Контрольные задания имеют по десять вариантов. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответствует последней цифре шифра. Например, студент, имеющий шифр 176245, выполняет вариант 5, а имеющий шифр 1761020 выполняет вариант 10.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ЕОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Содержание контрольной работы должно соответствовать установленному варианту. Произвольные отклонения от порядка выбора задания не допускаются и контрольные варианты, выполненные не на тему или с отклонениями от нее, не засчитываются. Контрольные задания выполняют в письменном виде. Текст вопросов должен быть написан перед ответом на вопрос и подчеркнут. Ответы на вопросы контрольных заданий должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примерами из учебной литературы или из практики предприятия, на котором студент работает. Ответы на вопросы контрольных заданий следует давать своими словами, а не переписывать соответствующий текст учебника или учебного пособия. Эскизы, схемы и чертежи выполняются от руки в масштабе с указанием основных размеров, сечений и разрезов по правилам Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Страницы контрольной работы, таблицы и рисунки пронумеровать, при этом рисунки, эскизы и схемы должны иметь поясняющие подписи. При ответе следует ссылаться на иллюстративный материал. На страницах работы необходимо оставить поля для замечаний рецензента. Страницы контрольной работы должны нумероваться внизу справа. Таблицы, рисунки, эскизы и схемы, кроме нумерации, должны иметь поясняющие подписи. Объем выполняемого задания – 10-12 страниц стандартной ученической тетради. В конце выполненного задания студент приводит список использованной литературы по ГОСТ 7.1-2003, указывает дату выполнения работы и ставит свою подпись.
Если работа не зачтена, то она посылается на повторное выполнение. Без выполненной контрольной работа студенты не допускаются к экзамену, Исправленная контрольная работа сдается в деканат.
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 3
Вариант 1
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбит железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 1,1%. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полной и неполной закалки для стали 45 и опишите структуру и свойства стали после каждого вида термической обработки.
3. Для элементов сопротивления выбран сплав манганин МНМцЗ-12. Расшифруйте состав сплава и укажите, к какой группе относится данный сплав по назначению. Опишите структуру и электротехнические характеристики этого сплава.
Вариант 2
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 0 до 1600°С (с применением правил фаз) для сплава, содержащего 1,7% С. Для данного сплава определите при температуре 1400°С процентное содержание углерода в фазах, количественное соотношение фаз.
2. Для изготовления фрез выбрана сталь 9ХС. Укажите состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической обработки.
3. Для изготовления деталей самолета выбран сплав Д1. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.
Вариант 3
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения в интервале температур от 1600 до 0°С (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,3% С. Выберите для заданного сплава любую температуру между линиями ликвидус и солидус и определите состав фаз, то есть, процентное содержание углерода в фазах; количественное соотношение фаз.
2. Углеродистые стали У8 и 35 имеют после закалки и отпуска структуру мартенсит отпуска и твёрдость: первая — НRС60; вторая — НRС50. Используя диаграмму состояния железо — карбид железа и учитывая превращения, происходящие при отпуске, укажите температуру отпуска для каждой стали. Опишите все превращения, происходящие в этих сталях в процессе отпуска, и объясните, почему сталь У8 имеет большую твёрдость, чем сталь 35.
3. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применения его в машиностроении спеченной алюминиевой пудры САП.
Вариант 4
1. Вычертите диаграмму состояния железо- цементит (карбид железа), укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения в сплаве, содержащем 0,8%С при температуре от 0° до 1600°С.
2. Используя диаграмму состояния железо-карбид железа и кривую изменения твердости в зависимости от температуры отпуска, назначьте для углеродистой стали 40 температуру закалки и температуру отпуска, необходимые для обеспечения твердости 400НВ. Опишите превращения на всех этапах термической обработки и получаемую структуру.
3. Для изготовления инструментов высокой производительности применяются быстрорежущие стали Р12 и Р10К5Ф2. Расшифруйте состав сталей и укажите, к какой группе относятся данные сплавы по назначению.
Вариант 5
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 2,2%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 150 НВ. Укажите, как этот режим называется и какая структура получается в данном случае.
3. Какой порошковый твёрдый сплав применяется для режущих инструментов при обработке материалов, дающих прерывистую стружку (чугун, цветные металлы, фарфор, керамика и т. п.). Приведите марки порошковых твёрдых сплавов, расшифруйте состав сплавов и область применения по основным группам.
Вариант 6
1. С помощью диаграммы состояния железо-цементит обоснуйте выбор режима термической обработки, применяемой для устранения цементитной сетки в заэвтектоидной стали. Дайте определение выбранного режима обработки и опишите превращения, которые происходят при нагреве и охлаждении.
2. Сталь 40 подвергалась закалке от температур 760 и 840°С. С помощью диаграммы состояния железо-цементит укажите, какие структуры образуются в каждом случае. Объясните причины образования разных структур и рекомендуйте оптимальный режим нагрева под закалку данной стали.
3. Опишите основные преимущества оснащения лезвийных инструментов сверхтвёрдыми материалами по сравнению с обычной быстрорежущей сталью.
Вариант 7
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правша фаз) для сплава, содержащего 0,4%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Используя диаграмму состояния железо-цементит, установите температуры нормализации, отжига и закалки для стали У12. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали после каждого вида обработки.
3. Для изготовления пресс-форм и штампов выбрана сталь 4ХВ2С. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения стали и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств стали.
Вариант 8
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,7% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Плашки из стали У11А закалены: первая — от температуры 760°С, вторая — от температуры 850°С. Используя диаграмму состояния железо — цементит, укажите температуры закалки, объясните, какая из этих плашек закалена правильно, имеет более высокие режущие свойства и почему
3. Для изготовления обшивки самолета выбран сплав В95. Расшифруйте состав, опишите способ упрочнения сплава и объясните природу упрочнения. Укажите характеристики механических свойств сплава.
Вариант 9
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите, структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 5,0% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита стали У8. Нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей твердость 20…25 HRC. Укажите, как этот режим называется и какая структура образуется в данном случае?
3. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Расшифруйте марку стали, область её применения и объясните, чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект?
Вариант 10
1. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,6%С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. С помощью диаграммы состояния железо-цементит установите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 20. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.
3. Для изготовления сильно нагруженных подшипников скольжения выбран сплав БрС30. Расшифруйте состав сплава, к какой группе относятся данные сплавы по назначению.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 3
1. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 45…50 HRС. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращений и какая структура получается в данном случае.
2. Как изменяются структура и свойства стали 40 и У12 в результате закалки от температуры 750 и 850°С. Объясните с применением диаграммы состояния железо-цементит. Выберите оптимальный режим нагрева под закалку каждой стали.
3. Стекловолокнит СВАМ. Опишите свойства, способ получения, изготовления деталей и применения его в машиностроении.
Решение
1. В зависимости от склонности к росту аустенитного зерна при нагреве стали бывают мелко- или крупнозернистыми. Мелкозернистые стали в интервале температур нагрева 950…1000°С почти не изменяют величину зерна. У крупнозернистых сталей рост зерна начинается сразу же после перехода через критическую точку. Отсюда вытекает необходимость строгого соблюдения технологических режимов термической обработки, оказывающих решающее влияние на качество изделий.
Возможность упрочнения сталей путем термической обработки обусловлена наличием аллотропических превращений в твердом состоянии. Охлаждая аустенит с различными скоростями и вызывая тем самым различную степень переохлаждения, можно получить продукты распада аустенита, резко отличающиеся по строению и свойствам.
Вычертим диаграмму изотермического превращения аустенита (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма изотермического превращения аустенита
Кривая 1 графика соответствует началу распада аустенита при различных степенях переохлаждения; левее ее находится переохлажденный аустенит (область А). Кривая 2 показывает окончание процесса распада аустенита на ферритоцементитную смесь (область П). Горизонтальная прямая Мн характеризует начало, а прямая Мк — конец бездиффузионного превращения аустенита в мартенсит. На диаграмме показаны кривые скоростей охлаждения стали. Малая скорость охлаждения v1 приводит к образованию грубой смеси феррита и цементита, перлита с твердостью HRC 10. Чем больше скорость охлаждения, тем более мелкодисперсная образующаяся феррито-цементитная смесь.
Сорбит (первая закалочная структура), получающийся при скорости охлаждения стали v2, представляет собой смесь феррита и цементита; он отличается от перлита более тонкодисперсным строением, твердость сорбита HRC20. Стали с сорбитной структурой износостойкости, используются для изготовления нагруженных изделий.
Троостит (вторая закалочная структура) получается при скорости охлаждения v1 в результате распада переохлажденного аустенита при 500…550°С, обладaeт значительной упругостью; представляет собой тонкодисперсную смесь феррита и цементита. Твердость троостита составляет HRC 30.
Сталь со структурой троостита отличается высокими значениями прочности и упругости. Ее используют, главным образом, для изготовления пружин и рессор.
Превращение аустенита в мартенсит происходит при очень быстром охлаждении (v5>vкр). При этом фиксируется типичная для мартенсита игольчатая структура. Он представляет собой пересыщенный твердый pacтвop углерода в α-железе. Мартенсит — твердая и хрупкая структура; твердость его составляет HRC62…66.
При непрерывном охлаждении стали У8 структура состоит из троостита и мартенсита, что соответствует скорости охлаждения v4 стали (см. рис.1).
2. Закалка—процесс нагрева стали выше точки Ас3 (полная закалка) или Ас1 Ас (неполная) на 30. ..50°С с последующим быстрым охлаждением сталей, содержащих углерода более 0,3 %,.
Цель закалки — получение высокой твердости и заданных физико-механических свойств. Способность стали принимать закалку возрастает с увеличением содержания в ней углерода. При содержании углерода менее 0,2 % сталь практически не закаливается.
На рис. 2 приведена диаграмма интервалов температур для закалки железоуглеродистых сталей.

Рис. 2. Температурный интервал закалки и отпуска стали:
I — полная закалка; II — неполная закалка;III — высокий отпуск
Сталь 40 – это доэвтектоидная сталь (С<0,8%), её подвергают полной закалке. Структура такой стали состоит из феррита (белые включения) и перлита (темные включения).
После охлаждения закаленной стали в воде при комнатной температуре в структуре образуется мелкоигольчатый мартенсит и небольшое количество остаточного аустенита (1…2%). Нагрев стали при закалке значительно выше критической точки Ас3 (на 150. ..200°С) приводит к ее перегреву. В результате получается крупноигольчатый мартенсит, и сталь приобретает пониженную ударную вязкость. Нагрев стали 40 выше точки Ас1, но ниже точки Ас3, приводит к неполной закалке. В структуре такой стали наряду с мартенситом присутствуют участки феррита. Эта сталь имеет пониженную твердость.
На рис.3 приведено схематическое изображение структурных превращений для доэвтектоидных сталей, имеющих место при полной закалке (а) – нагрев до температуры выше точки Ас3, и неполной закалке (б) – нагрев до температуры выше точки Ас1.

Рис.3. Структурные превращения в доэвтектоидной стали при закалке:
а – полная закалка; б – неполная закалка
Сталь У12 – это заэвтектоидная сталь (С>0,8%), её подвергают неполной закалке. На рис. 4 приведена схема структурных превращений, происходящих при закалке заэвтектоидной стали. Если заэвтектоидную сталь нагреть выше точки Асm , то в структуре ее будет крупноигольчатый мартенсит с повышенным количеством остаточного аустенита (рис. 4 б), что приведет к снижению твердости стали. Поэтому все заэвтектоидныё стали подвергают неполной закалке (рис.4 а). Структура этих сталей состоит из мартенсита и цементита.

Рис. 4. Структурные превращения в заэвтектоидной стали при закалке:
а– неполная закалка; б – полная закалка
3. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) получают прессованием листов стеклошпона, пропитанных смолой. Стеклошпон изготовляется из стеклянных нитей, которые склеиваются между собой сразу после изготовления. Листы стеклошпона располагаются в материале так, чтобы волокна соседних листов располагались под углом 90°. СВАМ обладает высокой прочностью, химической стойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, теплостоек до 200-400°С. Применяется для изготовления корпусов судов, цистерн, контейнеров, вентиляционных труб, деталей летательных аппаратов, а также в качестве электроизоляционного материала. Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) химически стойкий, негорючий, предельная температура длительной работы 280°С, имеет высокую прочность =80…500 МПа, технологичны. Кроме того, благодаря демпфирующей способности, их используют для работы в условиях вибрационных нагрузок.
Из стекловолокнитов делают высокоточные, любой конфигурации (с резьбой и со стальной арматурой) крепёжные изделия и детали машин. Достоинством стекловолокнитов является недефицитность и низкая стоимость упрочнения, недостатком – сравнительно низкий модуль упругости. Однако по удельной жесткости они превосходят легированные стали и сплавы алюминия, магния и титана (2500 – 2800 км).
Если длинные стеклянные волокна укладываются закономерно и отдельными прядями, то получаются ориентированные стекловолокниты марок АГ-4С, ВМ-1 и др., повышающие свои механические свойства в сравнении с обычными стекловолокнитами в 3…5 раз и более.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дриц М. Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение – М., 1990. – 447 с.: ил.
2. Гуляев А.П. Материаловедение: учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1986. – 544с.
3. Солнцев Ю.П., Пряхин Е. И., Войткун Ф.: Материаловедение: учебник для вузов/ под. ред. Солнцева Ю.П. – М.: МИСиС, 1999. – 600с.: ил.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.В. Материаловедение: учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 528с.: ил.
5. Технология конструкционных материалов: учебник / Г.А. Прейс,
Н. А. Сологуб, И.А. Рожнецкий и др. – К.: Высш. шк., 1991. – 391 с.: ил.
6. Материаловедение: учебник для вузов/ под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина – 5 е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. — 648.: ил.
7. Пейсахова А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных материалов. учебник. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2003.– 407с.
8. Технология конструкционных материалов и материаловедение: метод. указания и контрольные задания для студентов машиностроительных специальностей заочной формы обучения для высших учебных заведений / под ред. Л. Н. Бухаркина. – М.: Высш. шк., 1984. – 87с. , ил.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение 2
Требования, предъявляемые к содержанию
и оформлению контрольной работы 2
Задания на контрольную работу № 34
Пример выполнения контрольного задания № 39
Литература15
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы № 3
по курсу «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТКМ»
для студентов специальности 100400
(заочной формы обучения)
Составила Кудашева Ирина Олеговна

Рецензент В.Н. Евсюков
Редактор Л.В. Максимова
Корректор А.М. Фогачева
Подписано в печать Формат 60 х 84 1/16
Бумага тип.Усл. печ. л. 1,0Уч.-изд. л. 1,0
Тираж 150 экз.ЗаказБесплатно
Саратовский государственный технический университет
410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77
Копипринтер БИТТиУ, 413840, г. Балаково, ул. Чапаева, 140

Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К.

Текст 10 страницы из PDF

16. 66Таблица 16Свойства отвержденных термореактивных смолТип смолыФенолоформальдегиднаяЭпоксифенольнаяПолиэфирнаяКремнийорганическаяМаркаПлот- Временное ОтносиМодульность, сопротивтельное упругостикг/м3 ление σв, удлинение при распри разры- тяжении,МПаве, %ГПа2,102,042Бакелит А 12002,453,4501200ВФТ3,261,6511250ФНЭФ32-301 1200371,52,78ПН — 11100425,02,1К-9К — 931210121011210,61,01,722,162.3. Композиционные материалыс волокнистыми наполнителямиКомпозиционные материалы (композиты) представляют собой гетерофазные системы, состоящие из двух и более разнородных компонентов. Компонент, непрерывный по всему объему материала, обеспечивающий его монолитность, называетсяматрицей, или связующим.

Компоненты, распределенные вматрице, называются наполнителями. В качестве матрицы могут применяться материалы на полимерной (органической инеорганической), металлической и керамической основе. Характер взаимодействия между материалами матрицы и наполнителя может быть инертным и активным (между материаламивозникает химическая связь и эффективное адгезионное взаимодействие). В зависимости от вида и структуры наполнителя композитыделятся на дисперсно-упрочненные, упрочненные волокнами,слоистые и газонаполненные.67В качестве волокнистых наполнителей используются хлопковые очесы (волокниты), кордовые нити (кордоволокниты),асбестовое волокно (асбоволокниты), стекловолокно (стекловолокниты).Волокниты – пластмассы на основе хлопковых очесов, пропитанных фенолоформальдегидной смолой.

Материалы обладают повышенной, по сравнению с пресс-порошками, ударнойвязкостью (до 10 кДж/м2), однако имеют значительно меньшуютекучесть, что не позволяет получать тонкостенные детали. Волокниты имеют низкие диэлектрические свойства и неустойчивы к тропическому климату, обладают анизотропией свойств.Применяются они для изготовления изделий общетехническогоназначения с повышенной стойкостью к вибрациям и ударнымнагрузкам, работающих на изгиб и кручение, например, шкивовременных передач, фланцев, рукояток, крышек и др.Асбоволокниты – композиты, содержащие волокнистыйминерал – асбест, расщепляющийся на тонкие волокна диаметром до 0,5 мкм. В качестве связующего используются фенолоформальдегидные и кремнийорганические смолы.

Они обладают высокой ударной вязкостью и теплостойкостью до 200°С,устойчивы к кислым средам, имеют хорошие фрикционныесвойства. Применяются в основном в качестве материалов длятормозных устройств (тормозные колодки, накладки, дискисцепления).Асбоволокниты на фенолоформальдегидной основе используются для производства высокопрочных теплостойких деталейэлектротехнического назначения (электрические панели, высоко- и низковольтные коллекторы), а на основе кремнийорганических полимеров – для деталей, длительно работающих притемпературе до 200°С (материал К-41-5), и дугогасящих камербольшоймощности,клеммныхколодокконтакторов(КМК-218).

Последние материалы тропикоустойчивы. Фаолит –асбоволокнит, полученный пропиткой асбоволокон фенолоформальдегидной смолой с последующим вальцеванием смеси,используют для изготовления кислотоупорных труб, емкостей.68Стекловолокниты представляют собой пластмассы, содержащие в качестве наполнителя стекловолокна. Применяютсястекловолокна диаметром 5…20 мкм высокопрочные с временным сопротивлением 600…3800 МПа и высокомодульные(ВМ-1, ВМП, М-11), имеющие предел прочности σв до3900…4700 МПа и модуль упругости при растяжении до110 ГПа. Используют волокна, нити, жгуты разной длины, чтово многом определяет ударную вязкость стекловолокнита.

Чемтоньше волокно, тем меньше его дефектность и выше прочность.Механические свойства стекловолокнитов зависят от состава, количества и длины стекловолокна, типа связующего, физико-химических процессов, протекающих на границе разделастекловолокно-связующее, метода переработки. Например, замена стекловолокна из стекла Е на волокно из стекла S(табл. 17) в эпоксидном связующем позволяет повысить прочность композита на 40%.Таблица 17Физико-механические свойства стекловолоконСвойство33Плотность, 10 кг/мВременное сопротивление,МПаМодуль упругости при25°С, ГПаУдельное электрическоесопротивление, Ом⋅мЕ2,53Тип волокнаСА2,462,46S2,453700310031004300777474881013–108–Примечание: Е – бесщелочное алюмосиликатное с хорошими диэлектрическими свойствами и теплостойкостью; С – с повышеннойхимической стойкостью; S – теплостойкое, высокопрочное; А – известково-натриевое или щелочное. 69С целью улучшения смачиваемости стекловолокна связующим, снижения напряжений, возникающих на границе раздела,увеличения адгезии между волокном и связующим применяютобработку волокон соединениями, содержащими различныереакционноспособные группы (винильные, метакрильные, фенильные, амино- и иминогруппы и др.).

Уменьшению напряжений в пограничном с волокном слое связующего, снижениюусадки и пористости, повышению теплостойкости способствуетвведение в связующее порошкообразных наполнителей, в частности порошка отвержденного связующего.Стекловолокниты подразделяют на спутанно-волокнистые,гранулированные и мелкодисперсные пресс-массы.Спутанно-волокнистые стекловолокниты получают путемпропитки отрезков волокон длиной 40…70 мм с последующейраспушкой и сушкой для удаления растворителя (например,АГ-4В). Недостатком этих материалов является неравномерность распределения связующего, больший разброс механических свойств и меньшая текучесть по сравнению с другимистекловолокнитами.Гранулированные стекловолокниты получают путем пропитки некрученных стеклонитей и стекложгутов с последующей сушкой и резкой на гранулы длиной 5, 10, 20 и 30 мм. Диаметр гранул 0,5…8 мм.

Материал обладает хорошими сыпучестью и текучестью, большей стабильностью механическихсвойств. К этой категории материалов относятся дозирующиесястекловолокниты ДСВ.Мелкодисперсные стекловолокнистые пресс-массы изготавливают путем смешивания измельченных стекловолокон длиной до 1,5 мм со связующим с последующим гранулированием(гранулы размером 3…6 мм). Выпускается также «стеклокрошка» с гранулами длиной до 10…50 мм из пропитанных отходов стеклоткани.Стекловолокнит, гранулированный с гранулами размеромдо 6 мм, перерабатывается литьевым прессованием. Мелкодисперсные стекловолокниты можно перерабатывать литьем под70давлением, а при изготовлении изделий с металлической арматурой – литьевым прессованием. Стекловолокнит с длиной гранул размером 10 мм перерабатывается литьевым и прямымпрессованием, а при длине гранул длиной 20 и 30 мм – толькопрямым прессованием.Из стеклопластиков изготавливают корпусные детали, элементы щитков, изоляторов, штепсельных разъемов, обтекателейантенн и т. д.

Изделия, эксплуатируемые при температурах от-60 до +200°С, изготавливают на основе анилино-фенолоформальдегидных смол и бесщелочного алюмоборосиликатногостекловолокна, а для температурного диапазона –60…100°С наоснове эпоксидных смол. Стекловолокниты на основе кремнийорганических смол эксплуатируются до температуры 400°С,а с использованием кварцевого или кремнеземного волокнакратковременно и при более высоких температурах. Для деталей теплозащитного назначения применяют стекловолокнитына основе кремнеземного волокна и фенолоформальдегидныхсмол.На основе стеклянных матов и непредельных полиэфирныхсмол получают препреги, которые используют для изготовления крупногабаритных деталей (кузова, лодки, корпусные детали приборов и т.п.). Применение ориентированных волокон позволяет получать стекловолокниты с повышенными механическими свойствами. Например, ориентированный стекловолокнит АГ-4С имеет предел прочности σв = 200…400 МПа, ударную вязкость КСU=100 кДж/м2, в то время как АГ-4В на основепутанного волокна σв = 80 МПа, КСU = 25 кДж/м2. Органоволокниты представляют собой композиционные материалы на основе полимерных связующих, в которых наполнителем служат волокна органических полимеров (полиамидные, лавсан, нитрон, винол и др.).

Для армирования используются также жгуты, ткани и маты из этих волокон. В качестве связующих применяют термореактивные смолы (эпоксидные, фенолоформальдегидные, полиимидные и др.).71Использование полимерных связующих и наполнителей сблизкими теплофизическими характеристиками, а также способных к диффузии и химическому взаимодействию междуними, обеспечивают композитам стабильность механическихсвойств, высокие удельную прочность и ударную вязкость, химическую стойкость, стойкость к термоудару, тропической атмосфере, истиранию.

Допускаемая температура эксплуатациибольшинства органоволокнитов 100…150°С, а на основе полиимидного связующего и термостойких волокон – до200…300°С. К недостаткам этих материалов следует отнестиневысокую прочность при сжатии и ползучесть.Для получения высокопрочных композитов применяют волокна на основе ароматических полиамидов (арамидные волокна СВМ, терлон, кевлар), обладающие высокими механическими свойствами, термостабильностью в широком диапазоне температур, хорошими диэлектрическими и усталостными свойствами.

По удельной прочности эти волокна уступают лишьборным и углеродным.Бороволокниты – композиционные материалы на полимерной матрице, наполненные борными волокнами. Они обладаютхорошими механическими свойствами, низкой ползучестью,высокими тепло- и электропроводностью, стойкостью к органическим растворителям, горюче-смазочным материалам, радиоактивному излучению, циклическим знакопеременным нагрузкам.Борные волокна получают путем химического осаждениябора из главной смеси ВСl3+Н2 на вольфрамовую нить при температуре близкой к 1130°С. Для повышения жаростойкости волокна покрывают карбидом кремния, также осаждаемым из парогазовой фазы в среде аргона и водорода. Такие волокна называют борсиком. В качестве связующих для бороволокнитов используют модифицированные эпоксидные смолы и полиамиды.Бороволокниты КМБ-3, КМБ-3к обеспечивают работоспособность изделий при температурах до 100°С, КМБ-1 и КМБ-1к до72200°С, а КМБ-2к до 300°С.

Термореактивные пластмассы (реактопласты)

Основу всякого реактопласта составляет химически затвердевающая термореактивная смола – связующее вещество. Кроме того, в состав реактопластов входят наполнители, пластификаторы, отвердители, ускорители или замедлители и растворители. Наполнителями могут быть порошковые, волокнистые и гибкие листовые материалы. В качестве порошковых наполнителей используют молотый кварц, тальк, графит, древесную муку, целлюлозу. К пластмассам с порошковыми наполнителями относятся: фенопласты и аминопласты. Из них изготавливают несиловые конструкционные и электроизоляционные детали (рукоятки, детали приборов, кнопки и т. д.), различные вытяжные и формовочные штампы, корпуса сборочных и контрольных приспособлений, литейные модели и другую оснастку.

Фенопласты (бакелиты, феноло-формальдегидные смолы) являются термоупрочняемыми пластмассами. Неупрочненные смолы получают при поликонденсации фенола с формальдегидом. Существует два основных типа феноло-формальдегидных смол: новолаки и резолы.

Для получения пластмассы с хорошими потребительскими свойствами в новолаки добавляют субстанцию (обычно уротропин), которая при нагревании разлагается с выделением формальдегида. Формальдегид, добавляемый к новолаковой смоле, образует упрочняющиеся гидроксиметильные группы.

Упрочнение термопластов в основном проводится в интервале температур 140 – 180°С, но благодаря соответствующим добавкам кислот некоторые резолы можно отвердить уже при 25°С и выше.

Резолы получают в спиртовых средах, применяя избыток формальдегида. Продукт содержит гидроксиметиленовые группы. Во время нагревания происходит необратимое упрочнение (реакция образования сетчатой структуры), поэтому резолы прессуют в формах.

Упрочненные феноло-формальдегидные смолы чаще носят название бакелитов. Эта пластмасса хорошо обрабатывается механически инструментами для обработки металла и может подвергаться полированию. Бакелит из ново лака имеет большую термостойкость (100 – 150°С), чем бакелит из резола, но худшие диэлектрические свойства.

Бакелит трудногорюч, а после извлечения из пламени сразу гаснет. Горящий бакелит дает желтый цвет пламени, коптящий в зависимости от вида наполнителя. Остаток, извлеченный из пламени, твердый, разбухший, потрескавшийся и обугленный. В процессе горения выделяются фенол и формальдегид с характерным запахом.

Бакелит стоек к воздействию разбавленных кислот и щелочей, а также большинства органических растворителей. Для склеивания треснутых бакелитовых изделий можно применять нитроцеллюлозные клеи или жидкие фенольные смолы.

Из бакелита изготавливают изделия галантереи (пуговицы, пепельницы), электротехнические элементы (вилки, розетки), корпуса радио- и телефонных и аппаратов, детали стиральных машин, защитные шлемы, корпуса аккумуляторов, плиты, лаки, клеи.

Аминопласты являются термоупрочняемыми пластмассами. К ним относятся карбамидо-формальдегидные смолы и меламино-формальдегидные смолы.

Неупрочненная смола получается при поликонденсации формальдегида с карбамидом (смола карбамидо-формальдегидная) или меламином (смола меламино-формальдегидная). Эти смолы имеют реактивные группы —СН2ОН, которые под влиянием нагрева (или кислотных катализаторов) способны к конденсации, в результате которой смолы упрочняются (приобретают пространственную сетчатую структуру).

Упрочненные аминопласты твердые и жесткие. Их можно полировать и механически обрабатывать инструментами по металлу, они имеют хорошие электроизоляционные свойства, легко окрашиваются.

Теплостойкость упрочненных аминопластов около 100 – 120оС. Образец, внесенный в огонь, начинает гореть не более чем через 1 минуту. Вынутый из пламени, он не гаснет, но горит медленно (в действительности горят наполнители, сама смола негорюча). Огонь имеет желтый цвет (меламиновая смола) или желтый с зеленовато-голубой каймой (карбамидная смола). Остаток после горения растрескавшийся, разбухший и покрыт по краям характерным белым налетом. Во время горения отчетливо чувствуется запах формальдегида и карбамида.

Упрочненные аминопласты стойки к воздействию воды, кислот (в том числе серной и азотной), щелочей и органических растворителей. Для склеивания таких аминопластов можно применять феноло-формальдегидные или карбамидо-формальдегидные клеи.

Из аминопластов изготавливают клеи для дерева, электротехнические детали (розетки, выключатели) и галантерею, тонкие покрытия для украшения, лаки (так называемые печные), пенистые материалы.

Реактопласты с волокнистыми наполнителями представляют собой композиции, состоящие из связующего (смолы) и волокнистого наполнителя в виде очесов хлопка (волокниты), асбеста (асбоволокниты), стекловолокна (стекловолокниты).

Волокниты применяют для изготовления деталей с повышенной устойчивостью к ударным нагрузкам, работающих на изгиб и кручение (втулок, шкивов, маховиков и др.).

Асбоволокниты обладают хорошими фрикционными (тормозными) свойствами и теплостойкостью, но по водостойкости и диэлектрической приницаемости уступают пластмассам с порошковым наполнителем.

Стекловолокниты негорючи, стойки к действию ультрафиолетовых лучей, химически стойки, имеют стабильные размеры. Некоторые марки стекловолокнитов применяются для изготовления силовых электротехнических деталей в машиностроении, а также крупногабаритных изделий простых форм (кузовов автомашин, лодок, корпусов приборов и т. п.). Стекловолокниты имеют высокие физико-механические характеристики и применяются для изготовления деталей высокого класса точности и сложной конфигурации. Стекловолокниты могут работать при температурах от –60 до +200°С, имеют прочность при разрыве 80 – 500 МПа.

В качестве связующих смол волокнитов и стекловолокнитов применяются полиэстеровые и эпоксидные смолы.

Полиэстры (полиэстеровые, или полиэфирные смолы) являются полимерами, полученными из полиосновных кислот и полигидроксильных спиртов путем поликонденсации.

Перед отверждением смола имеет вид густого сиропа золотистого цвета. Отверждение проводят в форме при комнатной температуре после добавления инициатора (обычно перекись бензоила) в количестве около 4 %. Механические свойства отвержденного продукта зависят от строения исходной смолы и способа ее отверждения. Изделие может быть гибким, эластичным или твердым и хрупким. Твердые изделия можно подвергать механической обработке инструментами по дереву, а также полировать.

Термическая стойкость под напряжением отвержденных смол лежит в пределах 55 – 60°С, а без нагрузки превышает 150oС. Образец ламината (полиэстеровая смола со стеклотканью), помещенный в пламя, горит очень плохо. После извлечения из пламени чаще всего гаснет. После сгорания остается обугленный скелет стекловолокна.

Отвержденные полиэстры нерастворимы в органических кислотах, в ацетоне легко растрескиваются.

Из полиэстров, упрочненных стекловолокном, изготавливают спасательные лодки, части автомобилей, мебель, корпуса планеров и вертолетов, гофрированные плиты для крыш, плафоны ламп, мачты для антенн, лыжи и палки, удочки, защитные каски и т. п. В виде текучих смол полиэстры применяют для заливки частей электронной аппаратуры, мумификации анатомических препаратов, изготовления лаков и т. п.

Эпоксидные смолы. Неотвержденные эпоксидные смолы получают реакцией поликонденсации эпоксида (эпихлоргидрина) с дифенилолпропаном (дианом). Процесс отверждения является реакцией суммирования (полиприсоединения), в которой роль отвердителя играет полиамин.

Характерной чертой эпоксидных смол является совершенная прилипаемость почти ко всем пластмассам, к металлам; они имеют хорошие механические и электрические свойства.

Термостойкость под напряжением упрочненных эпидианов лежит в пределах 55 – 120°С в зависимости от вида упрочнителя, а без нагрузки превышает 150°С. Упрочненная эпоксидная смола горит в огне так же, как и полиэстровые ламинаты: она трудно загорается, после чего начинает коптить. В отличие от полиэстра эпоксидная смола сильно пахнет во время горения.

Эпоксидные смолы служат для изготовления лаков, клеев, а также производства ламинатов.

Большую группу реактопластов составляют слоистые пластмассы, которые содержат листовые наполнители, уложенные слоями. В качестве наполнителей для слоистых пластиков используют материалы органического (бумагу, картон, хлопчатобумажные ткани, древесный шпон, ткани из синтетических волокон) и неорганического (асбестовую бумагу, стеклянную ткань, ткань из кварцевых или кремнеземных волокон) происхождения. В зависимости от вида наполнителя различают следующие слоистые пластики: гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, древеснослоистые пластики. Связующими при производстве слоистых пластиков служат феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические и некоторые другие смолы.

Свойства слоистых пластиков зависят от соотношения компонентов (наполнителя и связующего), характера подготовки наполнителя, режимов прессования и термообработки и других технологических факторов. Благодаря слоистому расположению армирующего наполнителя слоистые пластики обладают анизотропией механических, физических и диэлектрических свойств.

Механические свойства слоистых пластиков определяются прежде всего видом используемого наполнителя. Наибольшей механической прочностью обладают слоистые пластики на основе стеклянной ткани или стеклянных жгутов. Эти материалы, а также слоистые пластики на основе асбоволокнистых наполнителей имеют более высокую теплостойкость по сравнению с теплостойкостью пластиков на основе органических наполнителей.

Физические и диэлектрические свойства слоистых пластиков зависят в основном от типа используемого полимерного связующего.

Пластик на основе бумаги – гетинакс – применяют в качестве электро-изоляционного материала, работающего длительно при температурах от –65 до +105°С, а также как конструкционный и декоративный материал. Гетинаксы широко применяют в электрических машинах, трансформаторах (в качестве высоковольтной изоляции) и других аппаратах, при производстве телефонной арматуры, в радиотехнике (для изготовления печатных схем). Из гетинакса изготавливают панели, щитки, прокладки, крышки, шайбы, малонагруженные изделия и т. д.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) используют при изготовлении мебели, для внутренней облицовки пассажирских поездов, судов, самолетов, при строительстве – в качестве облицовочного материала.

ДСП обычно изготавливают в форме плит или тонких листов. Их получают горячим прессованием лущеного древесного шпона, пропитанного полимерным связующим. При производстве ДСП чаще используют березовый или буковый шпон, в качестве связующего используют водно-спиртовые растворы олигомеров. Древесно-слоистые пластики выпускают различных марок и маркируют ДСП-А, ДСП-Б, ДСП-В и т. д. Они различаются направлением волокон шпона в различных слоях. В ДСП-А – во всех слоях волокна шпона расположены параллельно (иногда четыре слоя с параллельным расположением волокон чередуются с одним слоем, повернутым на 20 – 25°). В ДСП-Б расположение слоев смешанное. Через каждые 5 – 20 слоев с параллельным расположением волокон укладывают слой, повернутый на 90°. В ДСП-В осуществляется звездообразная укладка слоев, при которой соседние слои волокон смещают на 30°. Максимальной прочностью в продольном направлении ( = 280 МПа) обладает ДСП-А. ДСП-Б имеет прочность, одинаковую во взаимно перпендикулярных направлениях (140 МПа).

ДСП обладают хорошими антифрикционными свойствами. В некоторых случаях они заменяют высокооловянистую бронзу, баббит, текстолит. Химическая стойкость ДСП не очень высока, но выше, чем у обычной древесины. Теплостойкость ДСП достигает 140°С. Их недостатком является набухание, обусловленное поглощением воды.

Пластики на основе хлопчатобумажных тканей – текстолиты – применяют для изготовления различных конструкционных деталей, электроизоляционного материала, вкладышей подшипников прокатного оборудования, прокладок, герметизирующих фланцевые соединения. Текстолитовые детали могут работать не только в воздушной среде, но и в масле, керосине или бензине и т. д. Текстолит производят в виде листов, плит, стержней и трубок. Температура эксплуатации изделий из текстолита от –60 до +60°С.

Стеклотекстолитами называют слоистые пластики на основе тканых стекловолокнистых материалов. Они характеризуются высокой тепло- и хладостойкостью, стойкостью к действию окислителей и других химически активных реагентов, высокими механическими свойствами. Стеклотекстолиты применяют для изготовления крупногабаритных изделий, радиотехнических и электроизоляционных деталей, длительное время работающих при температуре 200°С и кратковременно – при 250оС. Стеклопластики являются конструкционными материалами, применяемыми для изготовления силовых изделий в различных отраслях техники (несущих деталей летательных аппаратов, кузовов и кабин машин, железнодорожных вагонов, корпусов лодок, судов и т. п.).

В таблице 15.3 приведены свойства, области применения и интервал рабочих температур некоторых термореактивных пластмасс.



Стеклонаполненные полимерные композиционные материалы — Документ

Стеклонаполненные полимерные композиционные материалы

Классификация армирующих элементов

В качестве армирующих элементов используют высокопрочные волокна, длина которых превышает критическую. Это позволяет им воспринимать основные напряжения, возникающие в ПКМ при механических нагрузках. Армирующие волокна должны удовлетворять комплексу эксплуатационных и технологических требований.

Эксплуатационные требования: по прочности, жесткости, плотности, химической стойкости и пр.

Технологических требования: возможность создавать высокопроизводительные процессы переработки ПКМ в изделия, совместимость волокон с матричными полимерами для достижения прочной связи вплоть до момента разрушения армирующего наполнителя.

Классификация по структуре распределения волокон и по виду волокнообразующего материала.

По структуре волокнистые наполнители делятся на 4 группы: однонаправленные непрерывные, тканые, объемного плетения и нетканые.

1.Однонаправленные непрерывные наполнители могут быть в виде первичной нити, филаментной нити, ровинга, лент и жгутов. Первичные нити получают непосредственно в результате вытягивания пряди элементарных волокон из фильер. Филаментные нити получают круткой и сложением первичных нитей. Ровинг – непрерывная прядь, стоящая из определенного числа примерно параллельных первичных нитей. Нетканые ленты – рулонированный материал из хаотически расположенных штапельных волокон, пропитанный связующим и армированный в продольном направлении первичными нитями. Жгуты – переплетения первичных нитей с образованием сечения , близкого к окружности.

2. Тканые волокнистые элементы, предназначенные для получения слоистых материалов (текстолитов), изготавливают на ткацких станках переплетением продольных (основных) и поперечных (уточных) нитей.

3: Волокнистые элементы объемного плетения образуются переплетением нитей (жгутов), в том числе их системой в количестве от трех и более, и жестких стержней с различной архитектурно достигаемой конфигурацией. Самая простая – ортогональная 3Д-структура, в которой армирующие элементы ориентированы по трем взаимно перпендикулярым направлениям. Повышенное объемное содержание армируюших элементов в одном из направлений позволяют только ЗД-структуры.

4. Нетканые волокнистые элементы представляют собой различные варианты хаотически расположенных волокон, соединенных между собой одним из трех способов — обычным фрикционным сцеплением, прошивкой полотна текстильной нитью или склеиванием. Склеивание осуществляется в местах пересечений волокон жидким связующим, расплавами термопластичных волокон или пленок. Применение термопластичных волокон, например, капроновых, способно обеспечить наибольшую экономию соединительного полимерного материала.

Благодаря низкой стоимости, по сравнению с ткаными, нетканые волокнистые наполнители нашли широкое применение.

По виду волокнообразующего материала наиболее часто применяемые армирующие наполнители подразделяют на стекло-, углеродо- и органоволокнистые, а применяемые для специального армирования – на боро-, базальто- и керамиковолокнистые. Данный набор материалов в основном удовлетворяет современным требования к армирующим наполнителям не только по механическим свойствам, но и по комплексу основных функциональных и экономических характеристик. В частности, диапазоны показателей механических свойств, равные, например, прочности при разрыве (σ) 1800-5900 МПа и по модулю упругости (Е) 90-550 выглядят еще более значительными при удельном измерении относительно плотности (р) волокнообразующих материалов, когда диапазоны этих свойств, выраженные в условных единицах (км), по удельной прочности (σ/ρ х 103) составляют от 65 до 345, а по удельной жесткости (Е/ρ х 103) – от 3500 до 27500.

В то же время показатели теплостойкости волокнообразующих материалов варьируются более чем в 15 раз, перекрывая диапазон от 150 до 2000-3000о С, по электро-, тепло- и звукопроводности – от изоляторов до проводников, по горючести — от легкосгорающих до негорючих и т. д. Если к этому добавить, что стоимость 1 кг армирующих волокнистых наполнителей из различных материалов колеблется в 50-100 и более раз, то становится понятным, что выбор конкретного вид наполнителя по различным комплексам задаваемых эксплуатационных свойств может иметь многовариантные решения.

Свойства наполнителей, обусловленные видом волокнообразующего материала, варьируются в значительной мере набором структур, которые могут быть образованы армирующими волокнами. Наибольшим разнообразием отличаются стекловолокнистые наполнители, исторически ставшие первыми армирующими компонентами пластиков, и наименьшим разнообразием — борно- и базальтоволокнистые наполнители.

Стекловолокнистые армирующие элементы

Свойства стеклянных волокон определяются их составом, влиянием окружающей среды (особенно влаги), температурой испытания, условиями переработки и структурой армирующего наполнителя. Введение в составы стекол, наряду с оксидом кремния (в количестве от 50 до 65 % масс. и более) различных добавок обеспечивает разный набор свойств и уровни их показателей. Для изготовления стеклопластиков конструкционного и электротехнического назначения широко применяют стекловолокна алюмоборосиликатного состава с небольшим содержанием щелочных элементов, обладающие одновременно высокой прочностью и высокими показателями объемного поверхностного электросопротивления. Для изготовления высокопрочных и высокомодульных стеклопластиков применяют волокна из стекла магнезиального алюмосиликатного состава. Для изготовления пластиков с повышенной кислотостойкостью меняют щелочные составы, для радиационной защиты – свинцовое стекло. Для пластиков высокотемпературного и теплозащитного назначения предназначены тугоплавкие волокна (кремнеземные, кварцевые и базальтовые).

Прочность различных стекловолокон находится в пределах 1-6 ГПа и помимо состава и условий вытяжки при их изготовлении, от степени дефектности волокон (наличия поверхностных микротрещин, внутренних пустот и инородных включений), взаимодействия с влагой, структурной неоднородностью (микрообъемы с несколько отличной структурой, плотностью, химическим составом), теплового воздействия.

Наиболее высокой прочностью обладают стекловолокна с неповрежденной поверхностью, так называемые «нетронутые» волокна, но и их прочность существенно ниже теоретической из-за структурной неоднородности. К тому же выпускаемые стекловолокна, помимо структурной неоднородности, имеют механические и химические повреждения, поэтому их прочность еще ниже.

Прочность стекловолокон в значительной мере зависит от наличия на их поверхности влаги. Удаление адсорбционной влаги вакуумированием способствует восстановлению прочности алюмосиликатных волокон до уровня «нетронутых» и еще большему подъему прочности у кварцевых волокон.

При снижении температуры прочность возрастает и в жидком азоте (при –196 °С) прочность алюмоборосиликатных волокон увеличивается в 1,5-2 раза, достигая 4000-4500 МПа. Столь значительный рост прочности при низких температурах объясняется замораживанием влаги, адсорбированной поверхностью волокна.

Отмечается зависимость прочности стекловолокон от продолжительности нагружения. При длительном статическом нагружении их прочность снижается, проявляя статическую усталость. В инертной среде и при низких температурах (-170°С) это явление не наблюдается что, как считается, обусловлено влиянием влаги и диоксидом углерода, ускоряющих рост существующих дефектов. В то же время увеличение усталости при знакопеременных нагрузках для стекловолокон не характерно.

При комнатной температуре, нормальной влажности (50-55 %) и кратковременном нагружении стекловолокно ведет себя как идеально упругое тело, подчиняясь закону Гука вплоть до момента разрушения.

Стеклянные ткани вырабатываются из крученых первичных нитей или из ровингов методом ткачества. Ткани конструкционного назначения вырабатываются практически из всех известных составов стекла, ткани электротехнического назначения — преимущественно из волокон бесщелочного алюмоборосиликатного состава, ткани защитного назначения – в основном из кремнеземных и кварцевых вoлoкoн.

Стеклянные ленты конструкционного назначения изготавливаются как ткаными, так и неткаными. Тканые ленты марки ЛСК изготавливают из бесщелочного алюмоборосиликатного волокна, ЛСК-ВМ — из волокна состава ВМ-1, а ленты КЛ-11 и КЛШ-11 — из кремнеземного.

Нетканые ленты — рулонный материал из хаотически расположенных штапельных волокон, пропитанный связующим и армированный в продольном направлении комплексными нитями. Поскольку штапельное волокно вырабатывается из хемостойкого стекла, такие ленты предназначаются для изготовления хемостойких стеклопластиков.

Стекломаты (стеклохолсты) представляют собой в основном рулонный материал, состоящий из хаотически расположенных штапельных стеклянных волокон или отрезков первичных нитей различного состава, скрепленных связующим.

Таким образом, большое разнообразие составов стекол, используемых для изготовления волокон, и армирующих стекловолокнистых наполнителей позволяет создавать пластики, способные обеспечивать заданные физико-механические и другие в широком диапазоне значений. Чем больше извитость и неупорядоченность расположения волокон, тем ниже показатели прочности и модуля упругости пластиков.

Стеклонаполненные полимерные материалы (стекловолокниты)

Используются для приготовления высоконагруженных изделий. Сочетают высокую прочность, сравнительно низкую плотность и теплопроводность, хорошие электроизоляционные свойства, доступность, относительно низкую стоимость упрочняющего наполнителя.

Наполнители – волокна разного состава и диаметра (непрерывные или штапельные, стеклонити, стекложгуты, ткани (плотные, объемные, стекломаты).

Стекловолокниты – многофункциональные композиции. Их свойства зависят от ряда факторов: состава, формы, диаметра стеклянных волокон и способа подготовки их поверхности; объемного содержания волокон и связующего, текстуры наполнителя и качества его пропитки, свойств связующего и прочности связи его с волокном, технологии изготовления композиции и изделия, взаимного расположения (ориентации) волокон и равномерности их распределения в композиции, направления действия нагрузки.

Обычно получение стекловолокнита совмещают с изготовлением изделия. Следовательно, требуется тщательное соблюдение технологических параметров на всех стадиях производства.

Волокниты различаются:

1. По длине волокон – пластики с непрерывным волокном и с короткими (рублеными, штапельными) волокнами.

2. По сечению волокон – пластики с монолитным круглым волокном и с профильным волокном (сплошным или полым).

3. По взаимному расположению волокон – с ориентированными (однонаправленные, перекрестные) и неориентированные (хаотичные).

4. По составу стекломассы – пластики высокопрочные, высокомодульные, температуростойкие и спецназначения (кислотостойкие, радиационностойкие, с повышенными показателями диэлектрических свойств…).

5. По способу подготовки поверхности волокон – пластики без замасливателя, с инертным замасливателем, с химически активным замасливателем, аппретированием.

Непрерывное стекловолокно получают из расплавленной стекломассы путем быстрого вытягивания струи на выходе из фильер диаметров 2 – 40 мкм и больше.

Короткие волокна получают разрезкой непрерывных (рубленое волокно) либо распылением расплавленной стекломассы на выходе из фильер струей пара, воздуха или горячих газов (штапельное волокно).

Непрерывные волокна обладают значительно большей прочностью, чем штапельные и чаще применяются в создании высоконагруженных конструкций.

Свойства во многом определяются составом.

Алюмоборосиликатное обладает высоким объемным и поверхностным электрическим сопротивлением, высокой прочностью: SiO2 (52-56 %), Al2O3 (12-16 %), CaO (16-25 %), MgO (0-6 %), B2O3 (8-13 %), Na2O+K2O (0-3 %), Fe2O3 (0.05-0.4 %), FeO (0-0.5 %).

Высокопрочное S-994: SiO2 (64.32 %), Al2O3 (24.8 %), CaO (0.01 %), MgO (10.27 %), B2O3 (0.01 %), Na2O+K2O (027 %), Fe2O3 (0.21 %).

Свинцовое L для радиационной защиты: SiO2 (34.0 %), Al2O3 (3.0 %), Na2O+K2O (0. 5-3.5 %), PbO (59.0 %).

Кислото- щелочестойкие, тугоплавкие (кварцевые, кремнеземные).

Из-за быстрого охлаждения при вытягивании (сотни градусов в секунду) в непрерывных волокнах фиксируется структура высокотемпературного однородного и рыхлого расплава. Следовательно, плотность, модуль упругости, коэффициент термического расширения, теплоемкость волокон несколько ниже, чем у массивного стекла. Эта структура неравновесна и при термообработке приближается к структуре массивного стекла (уплотнение стеклянных волокон).

Механические свойства

Основные характеристики: прочность и модуль упругости. Высокая прочность заключена в самой природе стекла. Теоретически рассчитанное разрушающее напряжение при растяжении стекла 1000 – 400 кГ/мм2 для многокомпонентных сплавов, 2500 для плавленого кварца. Прочность листового стекла щелочного состава на воздухе при 20о С 200-280 кГ/мм2, в вакууме при 10-4 мм. рт.ст. при удалении влаги с поверхности повышается до 500 кГ/мм2.

Наиболее высокой прочностью обладают стекловолокна с неповрежденной поверхностью, так называемые «нетронутые», прочность которых ниже теоретических из-за структурных неоднородностей:

Алюмоборосиликатное σ = 320-389 кГ/мм2

Натриевое 370

Алюмомагнезиальное 470-600

Кварцевое 500-600.

Наличие дефектов поверхности приводит к понижению прочности.

Равновесное насыщение влагой происходит в течение нескольких секунд после формования воловне. Это приводит к уменьшению поверхностной энергии волокон, вызывает набухание поверхностных слоев, увеличивая напряженность материала, к развитию и возникновению микротрещин и к понижению прочности. Длительное действие влаги приводит к химическому повреждению стекла, его выщелачиванию.

Вакуумирование повышает прочность: σ кварцевых волокон в вакууме 800-1400 кГ/мм2, в атмосферных условиях 600 кГ/мм2.

При длительном статическом нагружении стекловолокон на воздухе их прочность снижается (статическая усталость). В инертной среде и при низких температурах этого нет, поэтому полагают, что усталость вызывается влагой и СО2, ускоряющего рост дефектов. Значительное (в 2 раза) увеличение σ при низких температурах ( – 150 — – 200о С) объясняют замораживанием влаги , адсорбированной на поверхности стекла.

При Т> 300о С в волокнах алюмоборосиликатного состава наблюдается пластическая деформация.

Упрочняющие эффект волокнистого наполнителя проявляется при достижении критической длины волокна

Lкрит = dσ/4τ

d – диаметр волокна, мм, σ – напряжение разрушения при растяжении, кГ/мм2, τ – прочность сцепления волокна со связующим при сдвиге, кГ/мм2. Так, Lкрит волокон с d=10 мкм в эпоксидных пластиках составляет 0.2-0.4 мм. Расстояние между опасными дефектами, определяющими прочность образцов промышленных стекловолокон ≈3 мм. Следовательно, в пластике σ волокон разного диаметра должно использоваться в одинаковой степени, если расстояние между опасными дефектами будет меньше Lкрит, необходимой для включения волокна в работу. При этом должна использоваться прочность бездефектной зоны волокна. Таким образом, в пластиках зависимость σ дефектных волокон от их геометрических параметров проявляется лишь при значительных диаметрах и можно достаточно эффективно применять волокна с диаметром 10-50 мкм и больше.

При 20о С, нормальной влажности (50-55 %) и кратковременном нагружении стекловолокно ведет себя как идеально упругое тело, подчиняющееся закону Гука.

Термостойкие стеклянные волокна.

Выпускаемые обычные стекловолокна почти полностью утрачивают прочность при 700о С. Для стеклопластиков, эксплуатируемых выше 350-400о С, ведутся работы по получению стеклообразных однокомпонентных волокон из тугоплавких оксидов SiO2, Al2O3, CeО2, ThO2 с Тпл от 1700о до 3000о С. Но большинство этих оксидов из-за большой скорости кристаллизации и узкой области текучего состояния не вытягиваются в волокна. Волокна значительной длины могут быть получены только из SiO2 и других бинарных систем, в которых помимо SiO2 есть ZrO2, HfO2, CeO2, TiO2, Al2O3. Термостойкость около 2000о С достигается только при использовании силикатов Hf, Zr. Эти волокна отличаются микрокристаллической структурой и низкой механической прочностью.

Промышленные методы разработаны для кварцевых, кремнеземных и алюмосиликатных волокон. Их Тпл 1650-1700о С. Кварцевые волокна характеризуются не только высокой термостойкостью, но и высокими показателями диэлектрических свойств и химической стойкостью (не стойки только к HF и H3PO4).

Штабиковый способ изготовления: волокно вытягивается из штабиков (трубок), концы которых расплавляются пламенем газовых горелок. Малопроизводительный способ.

Кремнеземное, или кварцоидное волокно изготавливается выщелачиванием стекловолокон в растворах кислот до содержания SiO2 96-99 %. Появляются поры, уменьшается σ, увеличивается влагоемкость. Наиболее высокая прочность (80-100 кГ/мм2) сохраняется в кремнеземных волокнах, обладающих меньшим размером пор (~2.8 ангстрем), изготовленным выщелачиванием Na-силикатных или Na-Zr-силикатных волокон. При 600-800о С происходит заплавление пор, усадка (до 6 %) и следовательно уменьшаются остаточные напряжения и незначительно возрастает прочность. Полученные волокна устойчивы к γ-облучению, к кислотам, щелочам.

Алюмосиликатные — из-за высокой склонности к кристаллизации изготавливают только штапельным методом в виде коротких волокон с σ 150-400 кГ/мм2.

Профильные стеклянные волокна. Полые волокна малой плотности, большей удельной жесткости при изгибе и прочности при сжатии, больше диэлектрические и теплоизоляционные свойства. Гексагональные, эллипсные, прямоугольные, гофрированные повышают плотность упаковки волокон в композиции, прочность и жесткость.

Обработка поверхности волокон.

Вытягиваемые из фильер волокна собирают в пучок и покрывают замасливателем, который соединяет их в первичную нить, предотвращает склеивание нитей, облегчает размотку и кручение нитей, защищает от истирания и разрушения во время текстильной переработки и препятствует накоплению зарядов статического электричества из-за трения.

Два вида замасливателей:

1.Технологичесакие (текстильные).

2.Гидрофобно –адгезионные.

1 – для обеспечения текстильной переработки первичной стеклянной нити, состоят из клеящих и пластифицирующих веществ , обычно растворенных или эмульгированных в воде , реже – в органических растворителях. Например, парафиновый водно – эмульсионный замасливатель, в который клеящим веществом является дициандиамидформальдегидная смола (ДЦУ). Текстильные замасливатели препятствуют адгезионному взаимодействию волокон со связующим и в условиях повышенной влажности. Прочность пластиков при изгибе и сжатии уменьшается на 50-60 % с ухудшением диэлектрических свойств. Следовательно, перед нанесением связующего иногда проводят термообработку волокон для удаления замасливателей. Часто на термообработанные волокна наносят аппрет, обычно на основе кремнийорганических соединений, способных к химическому взаимодействию как с силанольными группами на поверхности волокон, так и с отверждающимися связующими. Наиболее эффективны силаны, содержащие аминную, фенольную или эпоксидную группы (для эпоксидных фенолформальдегидных связующих), винильную или акрильную группу (для ненасыщенных эфиров).

Удаление замасливателя и последующее аппретирование усложняет и удорожает подготовку стеклонаполнителей, поэтому используют так называемые прямые замасливатели. В их состав входит аппрет, функциональные группы которого взаимодействуют с волокном и принимают участие в отверждении связующего в процессе формования изделий.

Изготовление изделий из cтекловолокнитов

проходит в три этапа:

1.Создание заготовки изделия.

2.Отверждение связующего и фиксация формы.

3.Дополнительная обработка изделия (механическая, термическая и др.).

Заготовка.

а) связующее наносят на стекловолокно в форме или на оправке. Применяют жидкие связующие (полиэфирные, эпоксидные). Формуют при низких давлениях (2) при 20о С. Недостатки: трудно обеспечить равномерное распределение связующего, стабильность физико – механических свойств.

Преимущество: простая оснастка, можно готовить крупногабаритные и сложные замкнутые конструкции.

б) изделия получают из препрега, т. е. стеклянного наполнителя с заранее нанесенным на него связующим. Следовательно, связующее должно обладать длительной жизнеспособностью при хранении. Первая стадия – распределение раствора или расплава связующего по поверхности волокна. Вторя стадия — создание заготовки.

Стекловолокниты с однонаправленным расположением волокон

Применяются высокопрочные и высокомодульные стекловолокна из бесщелочного алюмоборосиликатного, магнийалюминосиликатного и других стекол в виде волокон, крученых нитей, ровинга (жгута), ленты.

Наибольшую прочность композиции обеспечивает параллельная укладка волокон, вытягиваемых из фильер стеклоплавильного сосуда с одновременным нанесением на них связующего. Исключается применение замасливателей и текстильная переработка.

Другой вид наполнителя – стеклошпон в виде листов или непрерывной ленты с ориентацией волокон параллельно оси или под углом 2-3 градуса к оси ленты. Наиболее распространены ровинги, крученые нити и первичные нити. Прочность волокон реализуется наиболее полно в пластике на основе первичной нити (σ~270-280 кГ/мм2), но меньше, чем для «нетронутых» волокон.

Физико-механические свойства

Однонаправленные стекловолокниты при растяжении и сжатии ведут себя как упругие тела, подчиняясь закону Гука вплотную до разрушения. Модули прочности при растяжении, сжатии и изгибе одинаковы. Иная зависимость прочность – деформация получается при нагружении образца перпендикулярно ориентации волокон на всех этапах деформирования отсутствует пропорциональность между σ и ε, что связано с эластической деформацией связующего.

С увеличением содержания волокон растут плотность, прочность вдоль волокна, модуль упругости параллельно и перпендикулярно направлению волокон, модуль сдвига, подчиняясь закону аддитивности. Механические свойства увеличиваются с ростом φ2 до определенного предела, обусловленного плотностью упаковки волокон в композиции с сохранением монолитности связующего. Наибольшая теоретическая степень наполнения при тетрагональной укладке 78.5 % об., при гексагональной 90.7 %. В реальных пластиках φ2 наибольшая меньше и зависит от формы наполнителя и технологии изготовления пластика.

Влияние связующего на прочность однонаправленного стекловолокнита на основе Al-B-силикатных волокон диаметром 9-11 мкм и φ2 =0.70-0.72.

Связующее

σ отвержденного связующего, кГ/мм2

Адгезионная прочность отвержденного связующего, кГ/мм2

σ разрушения стекловолокнита при растяжении, кГ/мм2

эпокситиакольное

7

3.8

182

эпоксидное

6

3. 7

177

кремнийорганическое

1.4

60

При сжатии пластика вдоль волокон в материале возникает сложное напряженное состояние, вызванное прогибом волокон и деформацией сдвига связующего. Разрушающее напряжение при сжатии и прочность при сдвиге убывает линейно с увеличением пористости пластика.

Разрушающее напряжение при сжатии однонаправленных стекловолокнитов можно повысить в два раза, применяя толстые стекловолокна того же состава. Модуль упругости увеличивается в 1.45 раз из-за повышения устойчивости волокон за счет увеличения их момента инерции и модуля упругости, а также повышения степени наполнения пластика за счет лучшей упаковки волокон большого диаметра. Но при растяжении, чем больше диаметр волокон, тем меньше σ и волокна, и пластика. С повышением температуры прочность и жесткость снижаются в зависимости от теплостойкости связующего.

Применение.

Благодаря высокой прочности однонаправленные стекловолокниты часто применяют для упрочнения металлических конструкций. Это позволяет снизить массу стальной конструкции до 39 %, а титановой до 35 % при использовании стекловолокнитов с прочностью ~ 100 кГ/мм2.

Применяются в строительстве и машиностроении для изготовления профильных изделий: уголки, тавры, швеллеры, трубки.

Стекловолокниты с перекрестным расположением волокон

Если композиционные материалы на основе полиэфирных и эпоксидных связующих отверждены при 150-180о С, то они могут длительно работать при 130-150о С и кратковременно при 200-250о С. Стекловолокниты на фенолформальдегидной смоле могут длительно работать при 250о С, кратковременно при 300о С. Кремнийорганические связующие позволяют создать КМ, длительно работающие при 180-370о С и кратковременно при 400-500о С.

Применение.

Стекловолокниты перекрестной структуры из непрерывных волокон применяют для изготовления плит, листов и деталей простой формы (крыши, лотки) методом прессования. Изделия замкнутой формы: трубы, контейнеры, баллоны высокого давления получают намоткой.

Стеклотекстолиты. Наполнитель в виде стеклоткани (для изготовления крупногабаритных изделий сложной формы). Для конструкционных целей применяют ткани из Al-B-силикатных волокон с малым содержанием (

Высокая эффективность стеклотканей связана с тем, что из-за переплетения все нити и волокна находятся в напряженном состоянии за счет собственной упругости. Следовательно, еще до формования материала все нити находятся в равнонагруженном состоянии. Следовательно, высокая степень одновременности работы волокон. Модуль упругости до 8500 кГ/мм2.

Применение.

В авиации – радиолокационные обтекатели, лопасти вертолетов, секции крыльев, хвостового оперения, топливных баков.

В судостроении – лодки, катера, мелкие и средние суда военного назначения.

В строительстве – панели, балки, фермы, бассейны.

В химической промышленности – ванны, цистерны, трубопроводы.

Транспорт – кузова автомобилей, элементы вагонов.

Влиянии оксидов металлов на свойства стекол

Оксид

Влияние в расплаве

Влияние в стеклообразном состоянии

SiO2

Плавится при очень высоких температурах, расплав имеет большую вязкость, что затрудняет удаление пузырьков воздуха

Обладает пониженным термическим расширением

Na2O, K2O, Li2O

Снижают вязкость

Повышают термическое расширение, снижают влагостойкость

CaO, MgO

Несколько понижают вязкость, повышают склонность к расстекловыванию

Повышают водо-, кислото- и щелочностойкость

B2O3

Немного понижают Тпл и вязкость

Понижают термическое расширение

Al2O3

Повышает вязкость

Повышает химическую стойкость

Fe2O3

Понижает Тпл, поглощает ИК-излучение, изменяет теплопроводность

Придает зеленоватый оттенок

ZnO

Повышает вязкость

Повышает химическую стойкость

PbO

Понижает вязкрсть

Повышает плотность, придает блеск, повышает термическое расширение

BaO

Понижает вязкость

Повышает плотность и химическую стойкость

TiO2

Повышает вязкость

Повышает химическую стойкость, особенно к щелочам

Стекловолокниты на основе профильных волокон

Радиальной намоткой цилиндров из стеклянной микроленты шириной 400 мкм и толщиной 13 мкм получают пластик с φ2 = 0. 9 с модулем упругости в направлении намотки 6400-7000 кГ/мм2, а в поперечном направлении 6300-7400 кГ/мм2.

Стекловолокниты из полых волокон обладают повышенной жесткостью при изгибе по сравнению с пластиками из обычных волокон (при одинаковой массе). Жесткость слоистых пластиков, упрочненных полыми волокнами, может быть увеличена в два раза по сравнению с пластиками из сплошного волокна. Следовательно, масса конструкции может быть уменьшена на 10-15 % при работе на изгиб. На 30-40 % увеличивается удельная прочность стекловолокнитов при сжатии.

Благодаря меньшей плотности эти стекловолокниты обладают меньшей теплопроводностью в 2 раза, температуропроводностью на 30-35 %, диэлектрической проницаемостью на 35 % и диэлектрическим потерями в 2 раза, чем стекловолокниты из сплошного волокна. Это используется при изготовлении радиолокационных антенн, термоизоляции. Недостатки: хрупкость, низкая прочность в поперечном направлении, большое влагопоглощение.

Стекловолокниты с неориентированным расположением волокон

Обладают большей изотропией физико – механических свойств, меньшей φ2, худшими механическим свойствами, меньшей стоимостью.

А. Пресс-волокниты – композиции на основе:

  1. хаотически расположенных коротких волокон в виде «путанки», соединенных связующим,

  2. «стеклопорошки» — из разрезанных на отрезки небольшой длины соединенных связующим однонаправленных лент или предварительно пропитанной стеклоткани,

  3. Гранул, рубленых из пучка волокон, предварительно соединенных связующим.

Б. Композиции на основе премиксов – хаотично расположенных коротких волокон с порошковыми наполнителями, соединенных в тестообразную массу связующим жидкой консистенции.

В. Композиции на основе листового формовочного материала.

Г. Композиции на основе рубленых волокон, уложенных на форме методом напыления.

Д. Композиции на основе стекломатов (стеклохолстов).

Премиксысвязующее находится на стадии олигомеров или смесь олигомеров с мономером или раствор полимер в мономере (форполимер). Легко заливается в форму.

Повышая степень наполнения высокодисперсными порошками с малой поверхностной энергией (гидроксид кальция, доломит) до 55 % , можно, сохраняя текучесть, значительно уменьшить усадку. Применение частиц каолина радиусом 20 мкм резко увеличивает качество поверхности изделия. Порошки талька и слюды повышают водостойкость и диэлектрические свойства. Премиксы обладают высокой масло-, бензо-, атмосферостойкостью.

Листовой формовочный материал — мат из рубленых волокон длиной ~ 50 мм, пропитанный полиэфирным связующим (смола, инициатор, краситель, загуститель, наполнитель: гидроксиды магния, кальция, каолин). Содержание связующего 23-30 %. Пропитанный стекломат обкладывают с двух сторон полиэтиленовой пленкой и уплотняют между валками. Материал перерабатывается в изделие методом прессования, что и премиксы, усадка меньше. Внешняя поверхность хуже.

Преимущества: ускоряется процесс формования, экономия материал до 35 %, трудоемкость меньше на 40 %. Бензо-, масло-, атмосферостойкость.

Применяют в электрооборудовании.

Стекловолокниты, изготавливаемые методом напыления на форму одновременно рубленого волокна и полиэфирного связующего. Наполнитель – жгуты из 60 прядей непрерывных волокон диаметром 9-11 мкм с прямыми замасливателями. В процессе напыления жгуты рубят на отрезки 30-60 мм, смачивают связующим и наносят хаотично на форму для создания слоя требуемой толщины.

Применяется при производстве лодок, катеров, яхт, труб большого диаметра.

Стекломат (стеклохолст) – самый дешевый рулонный материал, состоящий из хаотически расположенных первичных нитей или штапельных волокон, скрепленных эмульсией, смолами или прошитых механическим путем. Применяется в строительстве.

Стеклонаполненные термопласты

Армированные пластики представляют собой расплавный компаунд, наполненный короткими волокнами (в отличие от других композитов, армированных длинными волокнами или содержащих различные наполнители). Иными словами, это материалы, состоящие из коротких, хаотически распределенных волокон; которые связаны термопластичной матрицей. В матрицу могут быть введены и другие компоненты: красители, замедлители горения или замасливатели. Почта все термопластичные связующие, такие, как полипропилен, нейлон, АБС (сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол), поликарбонат, полиацеталь, САН (сополимер стирол-акрилонитрил), полистирол, полиэтилен высокой плотности и полисульфон, подвергаются различной модификации при использовании совместно с волокнами.

Волокна могут быть введены в связующее одним из многочисленных экструзионных методов, в результате чего получают компаунд в виде гранул. Для получения гранул используют как традиционную отливку, так и плунжерные или шнековые машины. Готовый компаунд либо может быть переработан непосредственно в изделия, либо может храниться в виде смеси волокон с исходным связующим. Стеклонаполненные термопласты (СНТП) имеют очень широкий сбыт, и их высокие механические свойства хорошо известны. Другие наполнители используются обычно для получения материалов с особыми электрическими, химическими, теплоизолирующими или высокими усталостными свойствами. В ряде случаев наполнители используются и для снижения цены или упрощения технологического процесса. Слюда, стеклосферы, тальк, воластонит, сода, кремний, песок — вот лишь небольшой перечень наполнителей, используемых для этой цели.

Армированные термопласты в виде листов дают возможность использовать при изготовлении изделий штамповку или формование с нагревом. Эти методы применяются для достаточно больших партий и могут быть приспособлены для автоматизированного производства. Стекловолокна, содержащиеся в таком материале, длиннее, чем в гранулированном композите, и сравнимы по длине с волокнами в стекломатах. В этом случае армирующий компонент используется в виде ровинга. Армированные вспененные пластмассы также хороши при выпуске больших партий. Технология их получения основана на прямом вдувании азота во время процесса литья под давлением, что требует лишь небольшой модернизации оборудования. Изучаются возможности получения пропитанных термопластами жгутов из стекло- или углеволокна, а также реализации процесса намотки ровингами, покрытыми термопластами»

Первые стеклонаполненные термопласты получали в США по технологии, сходной с нанесением покрытия на проволоку. Стеклоровинг протягивался через специальное приспособление в головке экструдера и принимался в виде материала, покрытого связующим. После охлаждения материал рубился на гранулы для приготовления компаунда, пригодного для плавления. При этом способе изготовления гранул стекловолокно сконцентрировано в сердцевине гранулы и окружено термопластичным связующим. Более равномерное распределение волокон в СНТЛ происходит в процессе литья под давлением.

Получение компаунда для экструзии

В этом процессе смешение стекла и смолы происходит непосредственно -в экструдере. Обычно стеклонаполнитель подается на смешение в виде рубленых коротких волоконец. В некоторых двухходовых (двухшнековых) экструдерах конструкция позволяет пропускать непрерывный ровинг. Для этого метода характерны минимальные потери волокна. Другой пример — это предварительное измельчение связующего и смешивание его с рубленым стекловолокном перед помещением в экструдер. Выбор того или иного варианта процесса приготовления смеси зависит от желаемой степени однородности распределения волоконец, их длины и формы.

Промышленное производство

Любые методы получения компаундов СНТП должны обеспечивать возможность переработки смесей с высоким содержанием стекловолокон на оборудовании для литья под давлением. Это возможно и при получении смесей измельченного связующего с волокном. При другой схеме резаное волокно подается на вибропитатель машины для литья под давлением одновременно со связующим. Смешивание происходит непосредственно в питателе,. Шнековые аппараты в этом случае предпочтительнее, нежели машины плунжерного типа.

Исходные связующие

Большинство связующих, пригодных для литья под давлением, может быть применено в СНТП. Основным свойством, обусловливающим возможность их применения, является достаточно высокая молекулярная масса. Как правило, полимеры с большой молекулярной массой обладают высокими механическими свойствами. Вместе с тем высокая молекулярная масса создает сложности в переработке этих пластмасс. Для решения .задачи использования связующих с предельно большой молекулярной массой необходимо изменить имеющиеся технологические процессы, например введением пластификаторов и повышением температуры процесса. Большинство вырабатываемых в промышленном масштабе стекловолокон получают нз стекол типа А, С и Е: стекло А —щелочное с массовой долей более 10 % ЭаО, где Э— щелочной металл; стекло С — бесщелочное или мало-щелочное, содержащее до 10 % ЭаО; стекло Е — бесщелочное боросиликатное, содержащее до 2 % Э20.

Литье под давлением СНТП

Естественно, что при введении стекловолокон в термопласты возрастает вязкость расплава смеси и изменяются характеристики текучести в процессе формования изделия. Вязкость увеличивается с ростом содержания и длины стекловолокна. В условиях механических ограничений течения расплавов как в машинах для литья под давлением, так и при формовании из расплавов волокна имеют тенденцию к самоориентированию в материале. Возможны случаи разделения волокна и связующего. Так как усадка наполненных пластиков ниже, чем исходных связующих, то ориентация частиц наполнителя может привести к анизотропии усадки. Наполненные пластики остывают быстрее, чем ненаполненные. Все эти факторы необходимо учитывать при создании условий литья для СНТП. Чаще всего для производства СНТП может быть использована обычная схема технологического процесса литья под давлением с незначительными изменениями. Хорошо известны высокие эксплуатационные свойства шнековых аппаратов. Жесткий контроль дозировки и температуры расплава, быстрое размягчение и хорошая гомогенизация смеси являются преимуществом этого типа машин. В машинах, плунжерного типа расплав материала подвергается меньшим сдвиговым нагрузкам и поэтому композит обладает более высокой механической прочностью. Однако однородность материала и его поверхность в этом случае существенно хуже. Для производства СНТП используется аппаратура, удовлетворяющая следующим требованиям: машина должна иметь возможность развивать давление до 170 МПа; обладать оперативным контролем расхода и температуры, обладать возможностью регулирования давления расплава в. пределах 70 … 140 МПа; в рабочем цилиндре должно быть не менее трех зон нагрева, причем сопло экструдера должно иметь независимый подогрев; сопло экструдера должно быть коротким с прямым и по возможности максимально большим диаметром отверстия, должна быть также предусмотрена конструкция затвора, прерывающего поток. Пресс-формы для литья СНТП должны обладать следующими особенностями. Центральный литниковый канал должен быть коническим, хорошо полированным и коротким. Желательно наличие уловителей затвердевших частиц. Разводящие каналы должны быть большого круглого сече­ния, короткими и хорошо отполированными; трапециевидные каналы допускаются; рекомендуется применять уловители за-168 твердевших частиц. Подогреваемые литники (или их отсутствие) предпочтительны при изготовлении пресс-форм из мягкого металла. Расположение и размеры впускных каналов (питателей) также имеют большое значение; эти литники должны быть сбалансированы, чтобы избежать перекосов; целесообразно использование составных литников. Однако при их использовании возникают «сварные» швы. Обычно литники располагают в центральной части потока. Круглая или прямоугольная форма предпочтительна. Литник расположен обычно в наиболее массивной части пресс-формы. Размеры литника диктуются видом исходного сырья: как правило, они составляют две трети толщины секции. Литник должен стыковаться с выпускным отверстием машины. Для скорейшего заполнения полостей необходимо наличие газоотводного отверстия. Размер отверстия должен быть больше, чем при литье исходного термопласта. Для легкости извлечения отливки из пресс-формы следует предусматривать большие технологические уклоны. Также желательно расположение конструкционных штифтов пресс-формы в ребрах жесткости, приливах и т. д. Необходимо точное регулирование температуры стержней и стенок оформляющих полостей.

Особенности условий переработки

Технология переработки наполненных термопластов требует более высоких давления впрыска и температуры, чем при формовании исходных термопластов. В ряде случаев давление должно быть повышено на 75 %. Однако одновременно с повышением давления уменьшается доза впрыска материала, что приводит к снижению производительности таких машин. Уменьшение дозы до 50 … 75 % исходной является обычным явлением (в ряде случаев она может падать до 25 % максимальной). Впрыск расплава с максимальной для машин скоростью обеспечивает быстрое заполнение пресс-формы, предотвращает образование сварных швов, уменьшает тенденцию преимущественной ориентации волокон и улучшает поверхность изделия. Высокие скорость вращения винта и давление во впускном канале позволяют сохранить гомогенность пластифицирующей смеси без большой нагрузки на компаунд, которая может привести к разрушению волокон. Обычной практикой является добавка в бункер литьевых машин отходов производства, что не должно приводить к изменению со­держания компонентов и снижению уровня свойств. Как правило, 25 % добавки отходов не влияет существенно на качество продукций. Однако для нейлона, армированного длинными стеклянными волокнами, это правило неприемлемо. В этом случае падение прочности происходит резче, т. е. оно не пропорционально увеличению доли вторичного сырья.

Что такое стекловолокно и как его производят?

Стекловолокно, или «стекловолокно», во многом как Kleenex, Thermos или даже Dumpster — это торговая марка, которая стала настолько знакомой, что люди обычно думают только об одном, когда слышат это: Kleenex — это ткань; Мусорный контейнер — это негабаритный мусорный бак, а стекловолокно — это пушистая розовая изоляция, которая покрывает чердак вашего дома, верно? Собственно, это только часть истории. Хотя компания Owens Corning действительно стала торговой маркой почти повсеместного изоляционного продукта, известного как стекловолокно, стекловолокно само по себе имеет знакомую структуру основания и широкое разнообразие применений.

Как производится стекловолокно

Стекловолокно действительно сделано из стекла, такого же, как в окнах или кухонных стаканах. Для производства стекловолокна стекло нагревают до расплавления, а затем проталкивают через сверхтонкие отверстия. Это создает очень тонкие стеклянные нити — настолько тонкие, что лучше всего измерять их в микронах.

Эти гибкие филаментные нити можно использовать в нескольких областях: из них могут быть вплетены более крупные образцы материала или они могут быть оставлены в несколько менее структурированной форме, используемой для более привычной пухлой текстуры, используемой для изоляции или звукоизоляции.Окончательное применение зависит от длины экструдированных нитей (длиннее или короче) и качества стекловолокна. Для некоторых применений важно, чтобы стекловолокно содержало меньше примесей, однако это требует дополнительных этапов производственного процесса.

Производство из стекловолокна

После того, как стекловолокно сплетено вместе, могут быть добавлены различные смолы для придания изделию повышенной прочности, а также для придания ему различных форм.Обычные предметы, сделанные из стекловолокна, включают бассейны и спа, двери, доски для серфинга, спортивное оборудование, корпуса лодок и широкий спектр внешних автомобильных деталей. Имея легкий, но прочный характер, стекловолокно также идеально подходит для более деликатных применений, таких как монтажные платы.

Стекловолокно может производиться серийно в виде матов или листов. Например, для таких предметов, как черепица, изготавливается массивный лист из стекловолокна и полимерной смеси, который затем разрезается на машине. Стекловолокно также имеет множество индивидуальных применений, разработанных для конкретных целей. Например, автомобильные бамперы и крылья иногда должны изготавливаться по индивидуальному заказу, либо для замены поврежденных компонентов существующих автомобилей, либо при производстве новых прототипов.

Первым шагом в изготовлении бампера или крыла из стекловолокна на заказ является создание формы желаемой формы из пенопласта или другого материала. Когда форма готова, она покрывается слоем стекловолоконной смолы. Как только стекловолокно затвердевает, его впоследствии армируют — либо дополнительными слоями стекловолокна, либо конструктивно изнутри.

Углеродное волокно и стеклопластик по сравнению со стекловолокном

Следует отметить, что, хотя он похож на оба, стекловолокно — это , а не углеродное волокно и не армированный стекловолокном пластик. Углеродное волокно состоит из углеродных нитей. Несмотря на то, что углеродное волокно чрезвычайно прочное и долговечное, его нельзя прессовать в нити такой же длины, как из стекловолокна, потому что оно ломается. Это одна из нескольких причин, по которым стекловолокно, хотя и не такое прочное, дешевле в производстве, чем углеродное волокно.

Стеклопластик — это именно то, на что он похож: пластик со стекловолокном, встроенным в него для повышения прочности. Сходство со стекловолокном очевидно, но отличительной чертой стекловолокна является то, что стеклянные нити являются основным компонентом. Армированный стекловолокном пластик состоит в основном из пластика, поэтому, хотя он является улучшением по сравнению с одним пластиком в отношении прочности и долговечности, он не выдерживает так же хорошо, как стекловолокно.

Переработка стекловолокна

Несмотря на то, что в переработке изделий из стекловолокна после того, как они уже были произведены, особого прогресса не произошло, начинают появляться некоторые новые инновации в технологиях вторичной переработки и использования изделий из переработанного стекловолокна.Одна из наиболее перспективных — утилизация устаревших лопастей ветряных турбин.

По словам Эми Ковер, репортера GE Reports, внутреннего новостного сайта General Electric, хотя замена существующих лопастей на более технически совершенные может повысить производительность ветряной электростанции на целых 25%, этот процесс приводит к неизбежным отходам. «Измельчение лезвия дает около 15 000 фунтов отходов стекловолокна, а в процессе образуется опасная пыль. Учитывая их огромную длину, не может быть и речи об отправке на свалку целиком », — отметила она.

В 2017 году GE объединилась для инициативы по переработке с находящейся в Сиэтле компанией Global Fiberglass Solutions Incorporated (компанией, которая занимается переработкой стекловолокна с 2008 года и запатентовала средство переработки старых лезвий в изделия, включая крышки люков, строительные панели и поддоны). Менее чем за год GFSI переработала 564 лезвия для GE и подсчитала, что в ближайшие годы GE сможет переработать или повторно использовать до 50 миллионов фунтов отходов стекловолокна.

Кроме того, большая часть самого стекловолокна в настоящее время производится из переработанного стекла. Согласно информационному бюллетеню Национальной ассоциации по переработке и переработке отходов «Waste360», переработчики превращают битое стекло в жизнеспособный ресурс, известный как стеклобой (стекло, которое было раздавлено и очищено), который, в свою очередь, продается производителям изоляционных материалов из стекловолокна. «Owens Corning использует более одного миллиарда фунтов стеклобоя каждый год для жилищного, коммерческого и промышленного применения стекловолокна», — сообщают они. Между тем, Owens Corning заявила, что до 70% их стекловолоконной изоляции в настоящее время производится из переработанного стекла.

Источники

Стекловолокно — типы, свойства и применение

Стекловолокно — это форма армированного волокном пластика, в котором стекловолокно является армированным пластиком. Возможно, по этой причине стекловолокно также называют пластиком, армированным стекловолокном, или пластиком, армированным стекловолокном. Стекловолокно обычно сплющивают в лист, размещают в произвольном порядке или вплетают в ткань. В зависимости от использования стекловолокна, стекловолокно может быть выполнено из разных видов стекла.

Стекловолокно легкое, прочное и менее хрупкое. Лучшая часть стекловолокна — это его способность принимать различные сложные формы. Это в значительной степени объясняет, почему стекловолокно широко используется в ваннах, лодках, самолетах, кровлях и других применениях.

В этой статье мы подробнее поговорим о типах стекловолокна, их свойствах и применении. Давайте начнем.

Типы и формы стекловолокна:

В зависимости от используемого сырья и их пропорций для производства стекловолокна стекловолокно можно разделить на следующие основные типы:

  • A-стекло : Стекло также называют щелочью. стекло и устойчиво к воздействию химикатов.По составу стекловолокно А близко к оконному стеклу. В некоторых частях мира его используют для изготовления технологического оборудования.
  • C-стекло : C-стекло обеспечивает очень хорошую стойкость к химическому воздействию и также называется химическим стеклом.
  • E-стекло : оно также называется электрическим стеклом и является очень хорошим изолятором электричества.
  • AE-glass : Стекло стойкое к щелочам.
  • Стекло S : оно также называется структурным стеклом и известно своими механическими свойствами.

Стекловолокно бывает разных форм для различных областей применения, основными из которых являются:

  • Лента из стекловолокна : Ленты из стекловолокна состоят из стекловолоконной пряжи и известны своими теплоизоляционными свойствами. Эта форма стекловолокна находит широкое применение при обертывании сосудов, горячих трубопроводов и т.п.
  • Ткань из стекловолокна : Ткань из стекловолокна гладкая и доступна в различных вариантах, таких как пряжа из стекловолокна и пряжа из стекловолокна.Он широко используется в качестве теплозащитных экранов, противопожарных завес и др.
  • Веревка из стекловолокна : Веревки сплетены из стекловолокна и используются для упаковки.

Свойства стекловолокна

  • Механическая прочность : Стекловолокно имеет более высокое удельное сопротивление, чем сталь. Итак, из него делают высокопроизводительные.
  • Электрические характеристики : Стекловолокно — хороший электроизолятор даже при небольшой толщине.
  • Негорючесть : Стекловолокно является минеральным материалом, поэтому оно негорючее. Он не распространяет и не поддерживает пламя. При нагревании он не выделяет дыма или токсичных продуктов.
  • Стабильность размеров : Стекловолокно нечувствительно к колебаниям температуры и гигрометрии. Имеет низкий коэффициент линейного расширения.
  • Совместимость с органическими матрицами : Стекловолокно может иметь различные размеры и может сочетаться со многими синтетическими смолами и некоторыми минеральными матрицами, такими как цемент.
  • Не гниет : Стекловолокно не гниет и не подвержено действию грызунов и насекомых.
  • Теплопроводность : Стекловолокно имеет низкую теплопроводность, что делает его очень полезным в строительной промышленности.
  • Диэлектрическая проницаемость : Это свойство стекловолокна делает его пригодным для изготовления электромагнитных окон.

Применение стекловолокна в различных отраслях промышленности

Материалы с высокотемпературной изоляцией обеспечивают эффективный тепловой барьер для промышленных прокладок.Поскольку стекловолокно является прочным, безопасным и обеспечивает высокую теплоизоляцию, стекловолокно является одним из наиболее предпочтительных материалов для промышленных прокладок. Они не только обеспечивают лучшую изоляцию, но также помогают защитить оборудование, сберечь энергию и обеспечить безопасность профессиональных сотрудников. Возможно, по этой причине стекловолокно широко используется в отраслях, указанных ниже:

  • Производство напитков : Решетка из стекловолокна используется во многих областях, таких как линии розлива и в варочных цехах.
  • Автомойки : В последнее время решетки из стекловолокна широко используются для защиты от ржавчины и для придания контрастного цвета участкам, которые ранее казались запрещенными. Он осветляет внутреннюю часть туннеля для мойки, делая автомобиль чище, чем был на самом деле.
  • Химическая промышленность : В этой отрасли решетка из стекловолокна используется для обеспечения защиты от скольжения залитой зернистой поверхностью и химической стойкости различных смол. Используемые химические вещества сочетаются со смолами.
  • Градирни : Поскольку градирни всегда влажные, их необходимо защитить от ржавчины, коррозии и других проблем безопасности. Благодаря превосходным свойствам стекловолокна, оно используется в этих башнях в качестве экранирования, чтобы не допустить людей и животных в опасные зоны.
  • Доки и марины : Доки корродируют, ржавеют и повреждаются соленой морской водой. Так, для защиты здесь используется стекловолокно.
  • Пищевая промышленность : На предприятиях по переработке курицы и говядины решетки из стекловолокна используются для защиты от скольжения и для удержания крови, которая является едкой.В большинстве областей пищевой промышленности также используется стекловолокно, поскольку другие материалы для решеток не подходят.
  • Фонтаны и аквариумы : В фонтанах и аквариумах всех размеров используется стекловолокно для поддержки камней, что способствует циркуляции и фильтрации из-под камней. В больших общественных фонтанах решетки из стекловолокна используются для защиты распылительных коллекторов и светильников от повреждений. Это также не дает людям утонуть в фонтанах.
  • Производство : поверхность решетки из стекловолокна с зернистостью обеспечивает сопротивление скольжению во влажных областях или в местах, где присутствуют гидравлические жидкости или масла.
  • Металлургия и горнодобывающая промышленность : Решетка из стекловолокна используется в областях электронной очистки, подверженных химической коррозии. Другие материалы для решеток здесь использовать нельзя.
  • Производство электроэнергии : Во многих областях энергетики, таких как нефтебазы, скрубберы и другие, используется стекловолокно. Причина этого — непроводящие свойства стекловолокна.
  • Гальванические установки : В этом приложении используются решетки из стекловолокна из-за противоскользящих свойств поверхности.
  • Целлюлозно-бумажная промышленность : свойство стекловолокна, которое делает его устойчивым к химической коррозии, используется на целлюлозных и отбеливающих предприятиях. В последнее время стекловолокно используется во многих областях из-за его коррозионной стойкости и противоскользящих свойств.
  • Автомобильная промышленность : Стекловолокно широко используется в автомобильной промышленности. Практически в каждой машине есть стеклопластиковые компоненты и обвесы.
  • Aerospace & Defense : Стекловолокно используется для производства деталей как для военной, так и для гражданской авиакосмической промышленности, включая испытательное оборудование, воздуховоды, кожухи и другие.

Узнайте больше о ассортименте стекловолокна Phelps

Стекловолокно является важным компонентом целого ряда отраслей, включая очистные сооружения сточных вод, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, противопожарную защиту и нефтяные месторождения. Чтобы узнать больше о стекловолокне и его применении, позвоните в Phelps @ 1-800-876-SEAL сегодня, чтобы получить более подробные инструкции, и ознакомьтесь с ассортиментом стекловолокна Phelps.

Департамент здравоохранения штата Вашингтон

Что такое стекловолокно?

Стекловолокно, которое является искусственным, состоит из множества очень тонких стеклянных волокон и обычно используется в качестве изоляционного материала.Стекловолокно используется для изоляции домов и зданий, электроизоляции, армирования цементом и пластиком, тепловой и звукоизоляции, а также для обеспечения термостойкости. Он также используется для изготовления легких материалов. В школах стекловолокно обычно используется для отделки стен, потолков, потолочной плитки и для изоляции вентиляционных каналов.

Стекловолокно может попадать в окружающую среду в результате производства, использования и утилизации материалов, содержащих стекловолокно. Поврежденные или поврежденные материалы, такие как изоляция из стекловолокна, могут выделять волокна в воздух.Стекловолокно, находящееся в воздухе, может со временем оседать вместе с другими частицами в воздухе в составе пыли.

Как я могу подвергаться воздействию стекловолокна?

Человек может подвергнуться воздействию стекловолокна при вдыхании, проглатывании или контакте с кожей. Ожидается, что профессиональное облучение будет самым высоким среди рабочих, которые устанавливают или снимают изоляцию или регулярно участвуют в обслуживании и ремонте зданий. Люди, работающие со стекловолокном, должны носить защитную одежду, перчатки и защитные очки с боковыми щитками, а также респиратор для твердых частиц.Непрофессиональное облучение, например, в вашем доме, офисе или школе, вероятно, будет варьироваться в зависимости от состояния и движения материалов, содержащих стекловолокно, и потока воздуха в здании или комнате.

Люди могут подвергаться воздействию стекловолокна при выполнении домашних работ или при перемещении материалов, содержащих стекловолокно. После того, как стекловолокно установлено в зданиях, воздействие стекловолокна маловероятно, если только материал не будет нарушен во время ремонта или других работ.Лучший способ избежать контакта с частицами стекловолокна — это не трогать изоляционный материал чердаков или стен и не контактировать с ним.

Как стекловолокно влияет на мое здоровье?

Когда человек вдыхает стекловолокно, более крупные волокна могут попасть в верхние дыхательные пути. Более мелкие волокна могут вдыхаться глубоко в легкие. Вдыхаемые волокна выводятся из организма частично через чихание или кашель, а также через защитные механизмы организма. Стекловолокно, которое достигает легких, может оставаться в легких или грудном отделе.Проглоченный стекловолокно выводится из организма с фекалиями.

Краткосрочное воздействие

Прямой контакт со стекловолокном или пыль, содержащаяся в вдыхаемом воздухе, может вызвать раздражение кожи, глаз, носа и горла. Симптомы раздражения часто неспецифические, временные и могут включать зуд, кашель или хрипы. Высокий уровень воздействия переносимого по воздуху стекловолокна может усугубить существующую астму или состояние, подобное бронхиту.

Долгосрочное воздействие

В 2000 году Национальная академия наук провела обзор исследований рабочих, производящих стекловолокно, и пришла к выводу, что «.… стекловолокно, по-видимому, не увеличивает риск рака дыхательной системы ». В 2001 году Международное агентство по изучению рака заявило, что« стекловата », являющаяся формой стекловолокна, не может быть классифицирована как канцероген для человека. от болезней легких, включая рак легких и мезотелиому, в группах рабочих, занятых в производстве стекловаты, не всегда отличается от того, что наблюдается у населения Соединенных Штатов в целом.

Существуют ли инструкции по ограничению воздействия стекловолокна на рабочем месте?

Да, в 1999 году Управление по охране труда и здоровья (OSHA) и производители (Национальная ассоциация изоляционных материалов и Американская ассоциация подрядчиков по изоляционным материалам) установили добровольный предел воздействия на рабочем месте для дышащих стекловолокон. Соглашение, поддержанное Национальной академией наук, устанавливает соответствующие размеры стекловолокна и гласит, что в течение восьмичасового рабочего дня рабочий не должен подвергаться воздействию более одного дышащего стекловолокна на кубический сантиметр воздуха. Дополнительную информацию можно найти в ограничениях воздействия OSHA на синтетические минеральные волокна.

Источник содержания: Программа контроля качества воздуха в помещении

Стекловолокно может быть основным продуктом отрасли, но существует больше рисков, чем вы думаете — Havelock Wool

Стекловолоконная изоляция является отраслевым стандартом.Маловероятно, что это изменится в ближайшее время, если вообще когда-либо. Мы здесь, чтобы нарушить ваше мышление и, возможно, часть рыночной доли, поделившись своими мыслями о проблемах и опасностях наиболее распространенной формы утепления дома.

Начнем с самой простой предпосылки. Вы катаетесь на лыжах или занимаетесь спортом? Какого цвета ваш любимый базовый слой из стекловолокна? Ага, мы знаем ответ. Если вы не кладете это вещество рядом с телом, зачем вам класть его в замкнутое пространство, где волокна могут свободно перемещаться и неизбежно попадут в легкие?

Эта тема может быть довольно сложной и длинной, но мы сведем ее к нескольким ключевым моментам…и предоставьте ссылки на дополнительную информацию

Это действительно очень просто. Раньше изоляция из стекловолокна требовала маркировки, обозначающей, что это канцероген. Наука и данные служат подтверждением серьезных результатов лабораторных испытаний.

Так что же изменилось? Ярлык исчез, и трудно понять, почему.

Насколько мы можем судить, соотношение сторон волокна было скорректировано вместе с разговором о биологической стойкости по сравнению с биорастворимостью. Здесь все может стать более сложным.Для обывателя (нас) мы вывели следующее:

Сделайте волокна короче, и они не сохранятся (биостойкость), а станут растворимыми (биорастворимость). Здесь две проблемы. Прежде всего, несмотря на различную динамику волокон, мы все еще говорим о осколках стекла, застрявших в дыхательных путях. Во-вторых, если волокно растворимо, какую изоляцию оно выполняет после того, как неизбежно подверглось воздействию влаги внутри полости? Более конкретно: Растворение происходит, когда молекулы воды атакуют поверхность волокна и удаляют материал .

(Источник: https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/twelfth/2010/finalbds/glasswoolbd20100408_508.pdf)

Похоже проиграть, проиграть.

Итак, вы хотите верить своей интуиции или маркетинговому бреду производителя? В любом случае вы не получаете то, за что платите; а может вам дано насколько это дешево!

Для технически подкованных, продолжайте читать.

Ниже приведена ссылка на 14-е издание отчета Министерства здравоохранения и социальных служб США о канцерогенных веществах.Как ни странно, поиски стекловолокна не увенчаются успехом. Вместо этого нужно искать волокна стекловаты. Хммммм, это новое торговое название или что-то менее доступное для поиска? В любом случае, прокрутите до G, чтобы найти волокна стекловаты, и вперед. Пожалуйста, обратите внимание на двусмысленность и отсутствие каких-либо разумных выводов.

Мы выделили несколько отрывков ниже в качестве основных (или скрытых).

Изоляционное стекловолокно

Типы изоляционных стекловолоконных волокон, испытанных на экспериментальных животных, включали стекловату Owens-Corning, MMVF 10 и 10a (оба из которых представляют респирабельную фракцию стекловолокна Manville 901), MMVF 11 (респирабельная фракция стекловолокна CertainTeed B) , и неуточненные волокна стекловаты. Вдыхание крыс F344 изоляционного стекловолокна Owens-Corning FG со связующим (диаметром от 4 до 6 мкм и длиной> 20 мкм) значительно увеличивало заболеваемость мононуклеарным лейкозом у крыс (самцы и самки вместе) . Поражения легочных и трахеально-бронхиальных лимфатических узлов, связанные со стекловолокном, были менее серьезными, чем при воздействии волокон специального назначения. Как и в случае с результатами исследования стекловолокна Tempstran 100/475 в этом штамме (обсуждалось выше), эти результаты были сочтены связанными с воздействием (Mitchell et al. 1986 г., Moorman et al. 1988). Внутрибрюшинная инъекция стеклянных волокон MMVF 11 вызвала мезотелиому брюшной полости у самцов и самок крыс Wistar (Roller et al. 1996, 1997), а внутрибрюшинная инъекция стеклянных волокон MMVF 10 увеличила частоту возникновения опухолей у самцов крыс Wistar (Miller et al. al. 1999).

ЗНАЧИТЕЛЬНО УВЕЛИЧИВАЕТСЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ЛЕЙКЕМИИ И ВЫЗВАННОЙ МЕЗОТЕЛИОМЫ АБДОМИНАЛЬНОЙ ПОЛОСТИ И ПОВЫШАЕТ ЧИСЛО ОПУХОЛЕЙ !!! И мы просто движемся дальше как потребительская база.Какого черта?

В статье обсуждаются соотношения сторон 3: 1 и 5: 1 — с допущенными несоответствиями и вариациями в производстве. Именно здесь начинается аргумент в пользу биологической растворимости и биостойкости. Независимо от этого, ВЫ ВСЕ ЕЩЕ ДЫХаете осколки стекла, и лабораторные тесты не показали, что теперь, когда этикетка исчезла, менее заметные эффекты.

РЕЗЮМЕ

Стекловолокно всегда было продуктом худшего качества; мы до сих пор не можем найти профессионала, которому это понравилось бы; ах, а теперь вроде растворим. Он стал популярным изоляционным продуктом, потому что он дешев и его опасность для здоровья скрыта от общественности.

Наше предложение: строй умнее, меньше и здоровее. Вы будете гордиться тем, что сделали, каждый день наслаждаясь комфортом, безопасностью и защитой нетоксичных материалов.


Ссылки:

Министерство здравоохранения и социальных служб США

https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/content/profiles/glasswoolfibers.pdf

Чтобы узнать больше о проблемах со стекловолокном, см .:

16. Fiberglass—The Carcinogen that’s Deadly and Everywhere

http://www.naturalnews.com/035686_fiberglass_lung_diseae_cancer.html

лучших применений стекловолокна — промышленность сегодня%

11 октября 2018

Стекловолокно — это пластик, армированный стекловолокном, в котором используется стекловолокно. Стекловолокно можно переставлять, складывать в лист или ткать в ткань.Стекловолокно изначально сочеталось с полиэфирной смолой и использовалось для утепления дома шерстью. Комбинация составила прочный композит, который сделал его пригодным для различных отраслей промышленности по всему миру.

Стекловолокно — легкое, прочное и прочное. Он ударопрочный, устойчивый к коррозии и имеет умеренно высокое соотношение прочности и веса. Он очень гибкий и может иметь различные формы, что увеличивает его ценность для домашнего использования. Поскольку стекловолокно — недорогой и очень гибкий материал, он используется в различных бытовых товарах и отраслях промышленности.Некоторые общие места, которые вы можете найти из стекловолокна, — это самолеты, окна, кровля, лодки и ванны. Этот высокотемпературный изоляционный материал создает отличный тепловой барьер, доказывая свою ценность и универсальность.

Некоторые обычные повседневные образцы стекловолокна можно найти в индустрии напитков. Пивоварни используют решетку из стекловолокна для разлива лайнера в бутылки. В доках и пристанях также используется стекловолокно в качестве защитного барьера от коррозии и ржавчины от природных элементов. Внедрение стекловолокна очень помогло судостроительной промышленности из-за экономической эффективности материалов из стекловолокна.Эти положительные стороны стекловолокна также используются в градирнях. Градирни обычно представляют собой влажные участки, требующие защиты от ржавчины и коррозии. Этот универсальный продукт также используется в качестве экрана для обозначения опасных зон.

Пищевая промышленность также извлекает выгоду из свойств стекловолокна, поскольку они используют этот материал для удержания коррозионной крови на птицефабриках и заводах по производству говядины. Стекловолокно также оказалось доступным вариантом решеток для пищевой промышленности.

Сопротивление скольжению — одна из самых популярных характеристик стекловолокна, эта характеристика особенно популярна в химической промышленности, производстве, на заводах по нанесению покрытий, а также в целлюлозно-бумажной промышленности.Устойчивое к скольжению качество создает более безопасную среду для этих рабочих мест.

Работа на заводе может быть отраслью, с которой люди могут быть не слишком знакомы, но некоторые обычные неторопливые события и предметы могут сделать этот продукт перспективным для некоторых. Аквариумы, фонтаны, водные горки, гидромассажные ванны и даже автомобили — все это продукты, которые были улучшены благодаря стекловолокну. Его нескользящее свойство не позволяет людям утонуть в фонтанах. В вашем местном парке развлечений, скорее всего, есть джакузи или водные горки, которые теперь стали более эффективными благодаря использованию стекловолокна.

Одна из лучших функций этого любимого композитного материала — в аэрокосмической и оборонной областях. Стекловолокно — отличный материал для изготовления авиационного оборудования и воздуховодов. Капоты двигателей, переборки, бункеры для хранения и наземное оборудование — все это при изготовлении используется из стекловолокна. Производители печатных плат также изготавливаются из стекловолокна, а также телевизоров, радиоприемников, компьютеров и мобильных телефонов.

Стекловолокно — популярный материал, который чрезвычайно универсален и используется во многих аспектах повседневной жизни.В следующий раз, когда вы сядете в самолет, спуститесь с водной горки или включите телевизор, вы будете лучше осведомлены о конструкции, а также об удивительных возможностях стекловолокна.

Кашиф Чаудхари
Я начал писать как профессионал в своем личном блоге, а затем обнаружил свое истинное призвание — писать о технологиях, новостях и гаджетах в целом. Я технический писатель, автор и блогер с 2010 года. Наблюдатель за отраслью, который всегда в курсе последних функций, очень увлечен интересными техническими новостями и всем, что связано с гаджетами.

Преимущества изоляции из стекловолокна | CertainTeed

Продукция для ватных, рулонных и выдувных изделий обеспечивает стабильную работу

С момента появления в 1938 году изоляционного материала из стекловолокна он остается основным изоляционным материалом для коммерческого и жилищного строительства. На протяжении многих лет изоляция из стекловолокна доказала свою способность делать здания более энергоэффективными, снижать затраты на коммунальные услуги и повышать комфорт жителей. Эти и другие важные атрибуты дали ему новую жизнь в качестве ведущего изоляционного материала во многих современных экологичных строительных проектах.

ИЗОЛЯЦИЯ ИЗ СТЕКЛА И УСТОЙЧИВОЕ ЗДАНИЕ
Обычно производятся в двух различных формах — предварительно нарезанные войлоки и рулоны и выдувная насыпная — изоляция из стекловолокна используется в основном для тепло- и акустических целей в полостях стен, чердаках и других важных открытые пространства в строительных конструкциях. Одно из ключевых преимуществ — ценность. Изоляция из стекловолокна имеет более низкую установленную цену, чем многие другие типы изоляционных материалов, и для эквивалентных характеристик R-Value (т.е.е. термическое сопротивление), как правило, это наиболее экономичный вариант по сравнению с изоляционными системами из целлюлозы или напыляемой пены.

Рассмотрим подробнее тепловые характеристики утеплителя из стекловолокна.

Тепловые характеристики и энергоэффективность
Изоляция из стекловолокна помогает сделать здания более термически эффективными за счет лучшего сохранения желаемой температуры замкнутых пространств, независимо от того, отапливаются они или охлаждаются. Его тепловые характеристики сокращают затраты на коммунальные услуги для владельцев зданий, экономят невозобновляемые источники топлива и обеспечивают больший комфорт для пассажиров (при использовании в сочетании с отопительным и охлаждающим оборудованием соответствующего размера).

Кроме того, изоляция из стекловолокна обеспечивает гибкость конструкции. В некоторых частях здания можно установить большее количество, чтобы повысить общие тепловые характеристики и компенсировать области с более низкими тепловыми показателями, такие как окна и двери. Он позволяет использовать широкий диапазон значений R, предоставляя разработчику больше возможностей для удовлетворения требований провинциальных и национальных энергетических кодексов.

Изоляционные изделия из стекловолокна

поставляются с предварительно изготовленными значениями R-Val от R-8 до R-40, тогда как стекловолокно с неплотным наполнением можно вдувать с помощью пневматических устройств, чтобы удовлетворить практически любые требования R-Value.Выдувная изоляция из стекловолокна также может быть установлена ​​поверх существующей изоляции войлока в проектах реконструкции, чтобы увеличить общую R-ценность.

Поскольку стекловолоконная изоляция инертна и не оседает, правильно установленная изоляция из стекловолокна сохраняет свой R-показатель в течение длительного периода времени. Стеклопластиковые изоляционные войлоки и рулоны должны всегда устанавливаться на полную расчетную толщину для достижения заявленного значения R — изоляция из сжатого стекловолокна теряет значение R Например, изоляция из стекловолокна R-20 (RSI-3.5) толщиной 6-1 / 4 дюйма (159 мм), сжатая до 5-1 / 2 дюйма (140 мм), будет испытывать снижение значения R до R- 19 (RSI-3. 34). Однако, если материалу позволяют восстановить свою первоначальную толщину, восстанавливается полное значение R. Установщики всегда должны следить за тем, чтобы изоляция полностью заполняла полости конструкции без зазоров и пустот.

Влагостойкость
При воздействии влаги изоляция из стекловолокна не впитывает и не удерживает воду. Если изоляция из стекловолокна намокнет во время или после установки, установщики должны визуально осмотреть ее со всех шести сторон на предмет загрязнения.Если на материале отсутствуют видимые дефекты, установщики должны тщательно высушить его, чтобы восстановить его полное R-значение. После того, как область вокруг изоляции также будет осмотрена, очищена и полностью высушена, изоляция из стекловолокна может быть переустановлена ​​и восстановит свое первоначальное значение R-Value 1 .

Огнестойкость
Стекловолоконная изоляция, сделанная из песка и переработанного стекла, является негорючей по природе и остается таковой на протяжении всего срока службы изделия. Не требует дополнительной антипиреновой химической обработки.Многие строительные нормы и правила также признают изоляцию из стекловолокна в качестве приемлемого средства защиты от огня в стеновых конструкциях с деревянным и стальным каркасом.

Акустический контроль
Стекловолоконная изоляция — это естественный звукопоглощающий материал, который значительно снижает передачу звука через стены, потолок, пол и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Первый дюйм стекловолоконной изоляции в полости здания может увеличить значение класса звукопередачи (STC) сборки на три или четыре пункта в некоторых конструкциях.Каждый дополнительный дюйм может дополнительно увеличить рейтинг STC на два пункта 2 .

Вторичное содержимое
В период с 1992 по 2000 год промышленность по производству стекловолоконной изоляции переработала более 8 миллиардов фунтов (3,6 миллиарда кг) стеклянной тары до и после потребления, что устраняет необходимость в миллионах кубических футов площадей для захоронения отходов 3 . Изоляция из стекловолокна имеет значительную долю вторичного сырья, при этом некоторые изоляционные материалы с войлоком, рулонами и сыпучим наполнителем содержат до 80 процентов вторичного стекла 4 .Другой основной ингредиент стекловолоконной изоляции, кварцевый песок, является обильным, естественно возобновляемым ресурсом, ограничивающим воздействие на окружающую среду в производственном процессе.

Местное производство
Многие программы зеленого строительства (например, LEED и Green Globe) предоставляют дополнительные кредиты на материалы, которые производятся на региональном уровне и используют сырье местного происхождения. CertainTeed имеет заводы по производству стекловолокна, стратегически расположенные по всей Северной Америке, что позволяет строительным проектировщикам или проектировщикам воспользоваться этим важным преимуществом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изоляция из стекловолокна объединяет в одном продукте несколько экологических характеристик и при этом имеет очень конкурентоспособную цену по сравнению с другими изоляционными материалами. После 70 лет на рынке это отличный выбор с проверенной репутацией.

Банкноты

  1. См. Раздел «Часто задаваемые вопросы о стекловолоконной изоляции» NAIMA
  2. См. Публикацию NAIMA № B1405, Управление звуком для коммерческих и жилых зданий
  3. См. Документ NAIMA «Факты об изоляции №35: Сравнение стекловолоконной и целлюлозной изоляции»
  4. См. Приложение A7 к документу «Руководство по экологически ответственному строительству и ремонту» , выпущенное Общественными работами и государственными службами Канады (PWGSC)

Полезные ресурсы

Скачать пример использования PDF

Поставка стекловолокна (доски для серфинга, виндсерферы, каяки, каноэ, лодки, автомобили и многое другое)

Fiberglass Supply поставляет материалы и услуги для производителей композитов и мастеров с 1982 года. Fiberglass Supply предлагает полную линейку композитных продуктов, включая сердцевинный материал, композитные материалы для вакуумной упаковки, ткань из углеродного волокна, стекловолокно, эпоксидные смолы, полиэфирные и винилэфирные смолы, а также инструменты. Мы поддерживаем ремесленников расходными материалами в самых разных отраслях промышленности, в которых используются композитные материалы; некоторые из этих отраслей: аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, БПЛА, серфинг, SUP, водный спорт, катание на лодках, искусство и инфраструктура.

Наши сотрудники увлечены композитами и их разнообразными применениями.Помимо обучения, которое они получают в соответствии с их должностными обязанностями, большинство сотрудников в свободное время создают свои собственные проекты. Этот практический подход приносит вам пользу от технической помощи до доставки, потому что каждый в нашей организации понимает, как правильное выполнение своей работы влияет на качество продуктов и услуг, которые вы получаете.

Помимо поставки материалов, мы обеспечиваем техническую поддержку продукции, которую мы продаем.Наши специалисты по обслуживанию клиентов обучены работе с материалами, используя широкий спектр методов обработки, от мокрой укладки из ведра и кисти до вакуумной инфузии смолы и препрега. Мы регулярно проводим демонстрации различных методов работы с композитами, включая: вакуумную упаковку в мешки, вливание смолы, изготовление лодок с помощью швов и клея, изготовление заглушек и форм и изготовление досок для серфинга / SUP. Мы также разработали и продаем отмеченную отраслевыми наградами композитную программу, которая используется в колледжах и средних школах по всей стране для обучения инфузии смол, создавая при этом интересную полезную часть.

Кроме того, мы также предлагаем услуги от дизайна ламината до чертежей в САПР, обработки с ЧПУ или резки деталей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *