Что такое стекловолокно, стеклоткань, стеклохолст и полиэстер?

Стекловолокно изготовляют из расплавленного стекла в виде элементарных волокон диаметром 3—100 мкм и длиной 20 км и более (непрерывное стекловолокно) или диаметром 0,1—20 мкм и длиной 1—50 см (штапельное стекловолокно). В такой форме стекловолокно демонстрирует необычные для стекла свойства: обладает высокой прочностью — не бьётся и не ломается, при этом легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него стеклоткань и изготавливать гибкие световоды, применяя их в самых различных отраслях.

Стеклохолст — это нетканое полотно, получаемое путем сваливания стекловолокон, таким образом, достигается более высокая плотность полотна. В результате образуется прочное нетканое полотно разной толщины и разной плотности. Стеклохолст часто применяют при производстве кровельных материалов, т.

к он служит отличной основой с показателями высокой прочности на разрыв.

Полиэстер — полимер, в данном случае мы говорим о нетканом полотне из нитей полиэстера, так же производится разной толщиной и плотности и применяется в различных отраслях. Кровельные материалы на основе полиэстера являются одними из самых дорогих, значительно превышая в цене все прочие. Но также это и самая надежная основа, выдерживающая растяжение до 50%.

Стекловолокно

Преимущества

Для придания стекловолокну необходимых свойств используют добавки из горных пород и минералов. Этот материал отличают:

• Прочность. Стекловолоконные нити превосходят по прочности проволоку из легированной стали аналогичного диаметра. Материалы с добавкой магния и минералов имеют самую высокую прочность.
• Устойчивость к высоким температурам. Стекловолокно сохраняет свои свойства при сильном нагреве. Температура плавления материала превосходит температуру плавления стекла.
• Пригодность к применению в качестве основы для многослойных материалов. Благодаря прочности, гибкости, стойкости к высоким температурам, стеклоткань и стеклохолст используют в качестве армирующего слоя стройматериалов, например, финишного покрытия мягкой кровли, подкладочных ковров.
• Высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики. Пространство между волокнами стеклотканей и стеклохолстов заполнено воздухом. Это обеспечивает низкую теплопередачу и поглощение звуков.
• Низкая гигроскопичность. Стекловолокно не впитывает влагу и не препятствует ее испарению. При высыхании этот материал полностью восстанавливает свои свойства.
• Негорючесть. Материалы из стеклянных нитей не поддерживают горение, они полностью отвечает требованиям пожаробезопасности и могут применяться для строительства в зонах повышенной пожароопасности.
• Долговечность. Материалы не изменяют свойств со временем. Срок эксплуатации материалов из стекловолокна практически не ограничен.
• Экологичность. Стеклянные нити не токсичны и не выделяют вредных и опасных веществ даже при расплавлении.
• Небольшой вес. Стекловолокнистые материалы имеют низкую плотность и небольшой вес при значительном объеме.
• Устойчивость к биологическому заражению. В отличии от органических нитей, стекловолокно не гниет, не покрывается плесенью, не разрушается насекомыми и грызунами.

Свойства материалов из таких нитей определяет состав компонентов, их пропорции и технологии производства. Для улучшения стойкости к истиранию стеклоткани и стеклохолсты пропитывают лаками и другими составами.

Отличия свойств стеклотканей, кремнеземных и кварцевых тканей

Отличия свойств стеклотканей, кремнеземных и кварцевых тканей

Стеклянные волокна делятся на классы: дешевые простые волокна для общего применения и дорогие волокна специального применения. Характеристики стекловолокон находятся в прямой зависимости от способа производства, химсостава стекла, воздействия со стороны окружающей среды и изменения температур. Наиболее прочное – это непрерывное стекловолокно из бесщелочного и кварцевого магний алюмосиликатного стекла. Чем больше щелочи в стекле, тем больше снижается прочность стекловолокна.

В промышленности для изготовления стекла сырье подразделяется на основное и дополнительное. Стеклообразующие вещества – это основное сырье, а вспомогательное – средства для обесцвечивания, осветления, регулировки режима варки и крашения. Основное сырье – это кварцевый песок, борный ангидрид, сульфат натрия, поташ, известняк, доломит, глинозем, магнезит, окиси свинца и т.д. Кварцевый песок содержит в составе 99,0-99,5 % кремнезема, примерно 1% примесей. Качество стекловолокна находится в прямой зависимости от числа примесей, чем их больше, тем ниже качество стекловолокна.

Стеклоткани получают различными переплетениями нитей основы и утка.

От способа переплетения зависят и свойства тканей. Стеклоткани выполняются сложными, главными, мелкоузорчатыми и крупноузорчатыми переплетениями.

Основные переплетения:

1. Полотняное – для электроизоляционных тканей;
2. Сатиновое и полотняное – материалы для конструкций;
3. Саржевое, сатиновое и полотняное – фильтровальные материалы.

Многослойные или сложные переплетения используются при изготовлении особых конструкционных материалов. Для декоративных материалов применяется крупноузорчатое и мелкоузорчатое переплетение.

Стеклоткани

Список областей применения стеклотканей огромен — от строительства до автомобильной промышленности. Из стеклоткани производят стекловолоконные конструкции и платы. Стеклоткани подразделяются на группы: для электроизоляции, стеклоткань из ровинга и НГП. Различаются стеклоткани только химическим составом. Самое широкое применение стеклоткань нашла в обтяжке трубопроводов. В сочетании со стекловатой стеклоткань эффективно удержит тепло. Стеклоткань не проводит электричество и часто используется в качестве изоляционного средства в разнообразных устройствах.

Кремнеземные ткани 

Отличаются повышенным содержанием оксида кремния — до 95 процентов. Кремнеземная ткань работает при температурах до 1100-1200 градусов. Такая ткань является надежным барьером для защиты от пожаров, применяется в качестве фильтров в условиях агрессивной среды. Ткань обладает низкой теплопроводностью, отличными электроизоляционными свойствами и стойкостью к радиационным излучениям. Кремнеземная ткань получила широкое распространение во многих отраслях промышленности в качестве теплоизоляционного и огнезащитного средства. Кремнеземные ткани безопасны для здоровья человека и являются хорошей заменой вредному для человека асбесту.

Кварцевые ткани

Кварцевое волокно в своем составе имеет уже более 99 процентов оксида кремния. Температура плавления подобных волокон — 1750 градусов.

При температуре 1200 градусов изделия из кварцевого волокна показывают высокую устойчивость — волокно способно выдержать температуру в 2000 градусов при условии кратковременного воздействия. Кварцевое волокно, благодаря своим свойствам, главным образом используется в аэрокосмической промышленности и в областях, где необходима очень высокая термостойкость. Учитывая это, а также большую прочность и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, из кварцевых волокон делают обтекатели самолетов, изготавливаются материалы для теплозащиты атомных реакторов и высокотемпературных печей. Ткани из кварцевого волокна идут на изготовление высокоэффективных подложек для нанесения катализаторов. Как видим, изменяя химический состав стекла, ему можно придать нужные свойства – устойчивость к воздействию высоких температур, способность противостоять агрессивной среде, прочность и необходимые электрофизические характеристики.

Cтекловолокно: виды, применение, характеристики, свойства, тепло проводимость, фото, видео

Стекловолокно – это распространенный материал на основе кварцевого песка. Он используется для изготовления стройматериалов, а также различных высокотехнологичных и прочных легких конструкций.

Из чего делают стекловолокно

Впервые стекольное волокно получились случайно. На производстве стекла произошла авария, при которой расплавленная масса была раздута подаваемым под давлением воздухом. В результате получились нити, отличающиеся некой долей гибкости. Это стало неожиданностью, поскольку толстое стекло после застывания является очень твердым. С тех пор прошло уже более 150 лет. Технология немного изменилась, но принцип остался прежним.

Для производства стекловолокна применяется кварцевый песок или битое стекло. Применяемая технология не подразумевает использования сложного оборудования, она является довольно простой. При этом получаемый материал обладает рядом свойств, зависящих от способа подготовки волокна.

Процесс изготовления стекловолокна заключается в выдувании из него тонких ниток. Для этого осуществляется разогрев битого стекла или кварцевого песка до температуры 1400°С.

Расплавленная тягучая масса подается на формирующее оборудование. Если ее пропустить через центрифугу, то получится стекловата с переплетенными, замешанными между собой волокнами. Если же применять специальное сито с микроотверстиями, через которые масса выдувается под давлением пара, то получаются ровные длинные волокна. В дальнейшем они могут использоваться как сырье для изготовления сложных изделий.

 

Технические особенности

Стекловолокно имеет целый ряд положительных качеств, делающих его отличным сырьем для изготовления строительных материалов. К его неоспоримым достоинствам можно отнести:

• Теплопроводность.
• Устойчивый химический состав.
• Высокую плотность.
• Повышенную температуру плавления.
• Устойчивость к горению.

Одним из самых важных достоинств стекловолокна является низкая теплопроводность. Это позволяет делать из данного сырья теплоизоляционные материалы. Из всей группы изделий, которые можно получить из данного сырья, самым лучшим теплоизолятором является стекловата.

Стекловолокно имеет высокую химическую устойчивость, поскольку практически полностью состоит из кварцевого песка. При воздействии на него щелочами отсутствует любая химическая реакция, что делает волокно практически универсальным для сочетания с любыми стройматериалами.

Нити имеют высокую плотность, которая составляет 2500 кг/м³. Однако благодаря тому, что они являются распушенными, готовые из них изделия имеют большой объем, при этом малый вес. Чтобы расплавить даже тонкие волокна, их необходимо разогреть до температуры как минимум 1200°С. Такое возможно только при целенаправленном воздействии горелки. Это негорючий материал, что позволяет его использовать для создания различных пожаробезопасных конструкций. Теоретически возможно воссоздание определенных условий, при которых отдельные сорта стекловолокна могут гореть. При этом они должны содержать связующие полимерные компоненты, что встречается редко.

Свойства и характеристики

Использование стекловолокна в промышленности и строительстве обусловлено его отличными техническими характеристиками и свойствами. Именно они и привели к высокой популярности этого материала.

Ниже мы рассмотрим основной перечень технических характеристик и потребительских качеств изделий из стеклянных волокон:

Теплопроводность

Стекло само по себе имеет очень низкую теплопроводность, поэтому изделия из него обладают отличными теплоизоляционными свойства.

Самым низким коэффициентом среди всех изделий из стекловолокна обладает стекловата. Для этой продукции он составляет 0,05 Вт/м*К, что и определяет сферы ее использования.

Стекловата применяется для термоизоляции различных строительных конструкций, трубопроводов, промышленных объектов и т. д.

Химический состав

Эта характеристика зависит от состава исходного сырья. В любом неорганическом стекле основным компонентом является кварцевый песок, поэтому содержание SiO₂ в стеклянных нитях варьируется от 50% до 99% в зависимости от их назначения.

Кроме этого компонента в стеклянном волокне присутствуют Al₂O₃, CaO и некоторые другие соединения.

От химического состава зависят физические характеристики стекловолокна и свойства изделий из него. В частности — щелочестойкость, которая определяется содержанием диоксида циркония (ZrO2) в стекле. Чем больше этого компонента, тем более щелочестойким является стекловолокно.

Плотность

Этот параметр непосредственно у стеклянных нитей подобен плотности стекла, из которого они изготовлены и равен 2500 кг/м³.

Плотность изделий из стеклянных волокон может колебаться в широких пределах. У стекловаты она минимальна, а такие продукты из этого материала, как листы, ткань и т. д. имеют максимальную плотность.

Для комбинированных материалов, таких как стеклопластик, плотность рассчитывается на основании плотности исходных материалов.

Температура плавления

Плавится любое стекловолокно при температуре от 1200 до 1400 °C.

Температура плавления зависит от состава стекла, из которого изготовлены волокна.

Чем больше в составе кварцевого песка, тем выше температура плавления. Поэтому для качественной переработки стеклянных отходов в стекловолокно необходимо точно знать его химический состав.

Стойкость к возгоранию

Стекло — полностью негорючий материал, поэтому изделия из него не способны поддерживать горение.

Все это в полной мере относится и к стеклянным волокнам – стекловолоконная продукция является пожаробезопасным материалом. Правда, некоторые композитные материалы, изготовленные на основе стекловолокна, могут возгораться при определенных условиях.

Таким образом, горит стекловолокно или нет, зависит от марки и компонентов, входящих в их состав.

Химические и физические характеристики стекловолокна определили виды продукции, которые можно изготовить из этого материала.

Марки

Перечень марок стекловолокна с соответствующими им характеристиками вы можете увидеть в таблице:

Ниже мы рассмотрим основные типы изделий из стеклянных волокон, наиболее популярные на современном рынке.

Стекловолокно применение

Сегодня без изделий из стекловолокна не обходятся строительные, ремонтные и отделочные работы. Этот материал применяется также и при проведении дорожных работ. Широкое использование он получил в авто- и судостроении, в сфере производства товаров бытового, спортивного и медицинского назначения. А из-за превосходных диэлектрических свойств давно применяется в энергетической отрасли в качестве изоляционных материалов.

Применение стекловолокна в строительстве

Очень много продуктов из стекловолокна используется в строительстве. Одним из них является стеклопластиковая арматура, которая разрабатывалась как замена для стальной. Дело в том, что долгое время сталь являлась практически единственным материалом, у которого имелись необходимые для армирующего элемента свойства — исключительная прочность и долговечность. Альтернативы не было, а значит, приходилось мириться и с недостатками стали. Когда развитие технологий сделало возможным получение материалов с ранее недоступными свойствами, изменились и стандарты производства стройматериалов, в том числе и армирующих. На смену стальной пришла композитная стеклопластиковая арматура.

• Она обладает прочностью и надежностью стали, но в то же время в несколько раз легче ее, не подвержена коррозии, устойчива к неблагоприятным воздействиям влаги, имеет низкую теплопроводность, не проводит электричество и полностью химически инертна. Все эти замечательные качества обеспечивают композиту самое широкое использование в самых различных случаях — для армирования фундаментов, бетонных конструкций и дорожного или авиационного полотна, крепления теплоизоляции, в виде армирующих сеток для несущего или облицовочного слоя при строительстве или ремонте зданий, для возведения осветительных опор, ограждений, канализационных и мелиоративных конструкций.
• Еще одним изделием из стекловолокна является стеклофибра, которую добавляют в бетонный раствор в качестве скрепляющего элемента. Как известно, обычная бетонная смесь в процессе застывания подвержена усадке, в результате которой образуются микротрещины. Что является нежелательным, так как негативно влияет на качество бетона и его долговечность. Добавление в раствор фибры меняет дело. Когда свежий бетон начинает застывать, внутри раствора химические и физические процессы могут приводить к образованию дефектов. Волокна стекловолокна способны остановить прорастание микротрещин на ранних стадиях его твердения. В некоторых случаях такой состав позволяет обойтись без дополнительного армирования. Стеклофибру применяют для создания газобетонов, пенобетонов и ячеистых бетонов, в сухих смесях и штукатурках, стяжках и стеновых панелей для зданий и т. д. Полученная продукция выходит лучшего качества и с более высокими характеристиками.
• Стекловолокно — прекрасный утеплитель. Чем хорошо пользуются в строительстве для теплоизоляции различных ненагруженных конструкций, внутри и снаружи зданий. Для наружных работ применяется в системе вентилируемых фасадов как самостоятельный элемент утепления или в составе сэндвич-панелей. Может использоваться как в рулонах, так и в матах. Внутренние работы включают в себя утепление кровли, чердачного помещения, теплоизоляцию стен и потолков, внутренних перегородок обычных и каркасных зданий. Стекловолоконными изделиями утепляют также различные подходящие к зданиям коммуникации — трубопроводы, системы канализации и вентиляции, отопления. Для этих целей в основном используют иглопробивные материалы. Обладающими паро- и теплоотражающими качествами фольгированными матами изолируют холодильные камеры, сауны и подобные помещения.
• Ремонт и отделка помещений также не обходится без изделий из стекловолокна. Их главное назначение — создание армирующего слоя на поверхности при штукатурных работах. Таким образом, реставрация проходит успешно. Множество мелких трещин или одну крупную можно закрыть с помощью шпаклевки стекловолокна.
• Кроме этого ее используют как армирующий элемент перед заливкой наливного пола, укладкой гидроизоляции, для укрепления соединений листов гипсокартона. Для более тонкой отделки поверхностей под покраску, при работе с гипсокартоном, для предупреждения появления мелких изъянов и получения идеальной картины в целом используется более изящный вариант армирующего материала — нетканый стеклохолст. Финишная отделка с применением стеклохолста дает всегда отличные результаты, качественное однородное покрытие без дефектов и изъянов. К тому же это еще и гарантия того, что идеальное состояние поверхности в ближайшее время не будет нарушено.
• Еще одним отделочным материалом из стекловолокна являются стеклообои — прекрасное декоративное покрытие, но требующее большого количества краски из-за высоких впитывающих свойств. В отличие от обычных обоев, они выносливы, выдерживают механические нагрузки и воздействия химических сред.

Применение стекловолокна в дорожном и промышленном строительстве

• Широкое распространение применение стекловолокна получило в промышленном и дорожном строительстве. Здесь оно незаменимо как скрепляющий компонент. Дорожное полотно с уложенной стеклопластиковой арматурой, при условии соблюдения технологии строительства, не растрескивается и не продавливается при нагрузках. Наличие в слоях покрытия дорог стеклосетки гарантирует увеличение производительности и срока их эксплуатации, снижает толщину асфальтного покрытия, предупреждает образование и распространение трещин и выбоин, увеличивает проходимость и долговечность дорог, позволяет увеличить сроки между ремонтами.
• В гидротехническом строительстве без укрепляющих стекловолоконных сеток не обходится возведение плотин, набережных, мостов, подпорных стенок, ливневых коллекторов. Значительная часть канализационных емкостей (отстойников, фильтров, септиков) выполнена все из того же стеклопластика.

• Из него изготавливаются сидения, устанавливаемые на стадионах, в аэропортах, авто- и ж/д вокзалах; оборудование остановок, бассейнов. Везде, где предусматривается большое скопление людей.

Применение стекловолокна в авто- и судостроение

• Стеклоткань и композитный стеклопластик, благодаря малому весу и исключительной прочности, способности хорошо поддаваться механической обработке и окрашиванию, поэтому востребованы в автопромышленности и автоспорте. Из этих материалов производят различные части кузова — двери, крыши, крышки багажников, капоты. А также бампера, спойлеры, обвесы, рейлинги и внутренние детали салона. Стекловолокно применяют для придания дополнительной жесткости шинам, и в глушителях как звукоизоляционный материал.
• В тюнинговых ателье изделия из стекловолокна используются для создания отделочных элементов благодаря способности легко копировать форму заготовки для воспроизведения необходимой детали. Простота в обработке, небольшая толщина, гибкость и пластичность материала позволяют изготавливать из него изделия разной степени сложности и формы.
• Те же замечательные качества стекловолокна обеспечивают его применение в промышленном масштабе и в судостроительной отрасли. Корпуса моторных и весельных лодок, гоночных и крейсерных яхт, рыболовецких судов малой тоннажности, скутеров и катеров сегодня частично или полностью выполнены из этого материала. Стеклопластиковыми могут быть и другие части суден.

Другие способы применения стекловолокна

В зависимости от толщины стекловолокна из него производят различные товары народного потребления и другие изделия:

• сантехнические детали — биотуалеты, септики, душевые кабинки, чаши бассейнов;
• товары для спорта и отдыха — весла для гребли, лыжные палки, удочки и т. д.;
• ящики и контейнеры для бытовых отходов твердого типа;
• медицинские изделия, используемые в стоматологии — пломбы и несъемные протезы, ленты для шинирования зубов ;
• медицинские изделия, используемым в ортопедии — протезы, костыли, трости;
• разнообразные виды трубок бытового назначения — антенны, держатели, флагштоки;
• электротехнические изделия — индикаторы, предохранители, заземлители.

Это далеко не полный список перечислений всех мест, где может быть использованы изделия из стекловолокна. С каждым днем область их применения все больше расширяется, охватывая все новые и новые сферы нашей деятельности.

Широкое распространение и применение стекловолокна и изделий на его основе стало возможным благодаря достижениям современного производства, высоким технологиям в области химпромышленности, в частности полимеров и композитных материалов, и высоким требованиям к качеству конечного продукта. Стекловолокно — уникальный продукт, который как нельзя лучше отвечает реалиям времени и требуемым характеристикам и свойствам, присущим современным материалам. Поэтому такое его разностороннее применение совсем неудивительно.

Виды стеклопластиков на основе их свойств

 

Как уже говорилось выше, существует много видов стеклопластика в зависимости от состава. Основные типы стекловолокна будут перечислены ниже:

1. A-Стекловолокно (A-glass)

A-glass также известен как щелочное стекло или содово-известковое стекло. Это наиболее часто доступный тип стекловолокна. Около 90% стекла — это щелочное стекло. Это самый распространенный тип, который используется при производстве стеклянной тары, такой как банки и бутылки для пищевых продуктов и напитков, а также оконные стекла. Иногда, формы для выпечки, которые вы используете, сделаны из закаленного натриево-известкового стекла.

Натриево-известковое стекло химически устойчиво, относительно недорого, чрезвычайно обрабатываемо и довольно твердо. Его можно многократно переплавлять и размягчать, поэтому стеклопластик типа А-стекло является идеальным типом стекла для вторичной переработки .

Сырье, используемое для изготовления а-стекловолокна

Основные материалы, которые используются для изготовления а-стекла, включают в себя:

• Сода (карбонат натрия)
• Лайм
• Кремнезем (диоксид кремния)
• Доломит
• Глинозем (оксид алюминия)
• Мелющие агенты, такие как хлорид натрия и сульфат натрия

2. C-Стекловолокно

C-стекло или химическое стекло показывает самую высокую устойчивость к химическому воздействию. Он обеспечивает структурное равновесие в агрессивных средах. Это свойство обусловлено наличием большого количества боросиликата кальция. Значение рН химических веществ, которые используются при изготовлении стеклопластика типа А-стекло, обеспечивает достаточно высокую стойкость стеклопластика этого типа независимо от окружающей среды (кислой или щелочной).

С-стекло используется в наружном слое ламината в виде поверхностной ткани для труб и резервуаров, которые удерживают воду и химикаты.

3. D-Стекловолокно

D-стекло-это тип стекловолокна, который известен своей низкой диэлектрической проницаемостью, что связано с присутствием в его составе триоксида Бора. Благодаря этой характеристике D-glass является идеальным типом стекловолокна для использования в оптических кабелях. D-стекло также содержит боросиликат, который придает этому типу стекловолокна чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения. Благодаря этим свойствам D-стекло часто используется в электроприборах и кухонной посуде.

4. E-Стекловолокно

Электронное стекло более широко известно как электрическое стекло. Это легкий композитный материал, который используется в аэрокосмической,  морской и других видах промышленности. Стеклоткань E-glass — это отраслевой стандарт, обеспечивающий баланс между производительностью и стоимостью, что делает его наиболее часто используемым.

Сырье, используемое для производства электронного стекловолокна

Е-стекло-это щелочное стекло.  Сырьем, которое используется при производстве стеклопластика E-glass, являются:

• Кремнезем (двуокись кремния)
• Глинозем (оксид алюминия)
• Оксид кальция
• Оксид магния
• Триоксид Бора
• Оксид натрия
• Оксид калия

Свойства волокна е-стекла

Ключевыми свойствами, которые делают E-glass популярным типом стекловолокна, являются:

• Низкая стоимость
• Высокая прочность
• Низкая плотность
• Высокая жесткость
• Устойчивость к нагреву
• Невоспламеняемость
• Хорошая устойчивость к химическим веществам
• Относительно нечувствительный к влаге
• Хорошая электрическая изоляция
• Способность поддерживать прочность в различных условиях

Применения волокна е-стекла

E-стекло изначально использовалось электрической отрасли, но сейчас оно используется в во многих отраслях. Это привело к производству стеклопластика в сочетании с термореактивными смолами.  Листы и панели из стеклопластика достаточно широко используются практически во всех промышленных зонах. Он защищает структурную целостность от любого механического воздействия.

5. Стекловолокно Advantex

Стекло Advantex -это новый промышленный стандарт, который сочетает в себе механические и электрические свойства электронного стекла с кислотной коррозионной стойкостью стекловолокна типа ECR. Этот тип стеклопластика соответствует стандартам кислотной коррозионной стойкости стекла ECR по стоимости, которая аналогична E-glass. Стеклоткань Advantex имеет более высокую температуру плавления, что дает возможность ее использования при больших тепловых колебаниях.

Стекловолокно Advantex содержит оксид кальция в больших количествах, как и стекловолокно ECR. Он используется в тех случаях, когда конструкции более подвержены коррозии. Кроме того, этот тип стекловолокна широко используется в нефтяной, газовой и горнодобывающей промышленности, на электростанциях и в судостроении (канализационные системы и системы канализации).

6. стекловолокно ECR

Стекловолокно ECR также называют электронным стекловолокном. Он обладает высокой механической прочностью, хорошей гидроизоляцией, а также устойчивостью к щелочной и кислотной коррозии. Самое большое преимущество ECR glass перед другими видами стекловолокна заключается в том, что его способ изготовления является экологически чистым.

Стекло ECR имеет более высокую термостойкость, лучшие механические свойства, более низкую электрическую утечку, лучшую гидроизоляцию и более высокое поверхностное сопротивление по сравнению с электронным стеклом. ECR-волокно используется при изготовлении прозрачных стеклопластиковых панелей. Он изготовлен из алюмосиликатов кальция, которые обеспечивают его прочность, стойкость к кислотной коррозии и электропроводность, что делает его пригодным для применения там, где эти свойства необходимы.

Срок службы ECR-стекла более длительный. Это более прочный тип стекловолокна из-за его превосходной стойкости к воде, кислоте и щелочам.

7. AR-Стекловолокно

AR-стекло или щелочестойкое стекло было разработано специально для использования в бетоне. Его состав был разработан специально с цирконием на оптимальном уровне. Добавление циркония-это то, что делает этот тип стекловолокна пригодным для использования в бетоне.

AR-стекло предотвращает растрескивание бетона, обеспечивая прочность и гибкость. AR-стекло трудно растворить в воде, и на него не влияют изменения рН. Кроме того, его можно легко добавлять в бетонные и стальные смеси.

AR-стекловолокно используется в различных материалах для армирования бетона и строительных растворов. Он обладает высоким модулем упругости и прочностью на растяжение. Более того, в отличие от Стали, оно не ржавеет.

8. R-стекло, S-стекло или T-Стекловолокно

R-Glass, S-Glass и T-glass являются торговыми названиями для одного и того же типа стекловолокна. Они имеют большую прочность на растяжение и модуль по сравнению со волокнами е-стекла.  Смачивающие свойства и кислотная прочность этого типа стекловолокна также выше. Эти свойства получены путем уменьшения диаметра нити.

Этот тип стекловолокна разрабатывается для оборонной и аэрокосмической промышленности. Он также используется при создании жесткой баллистической брони. Объем производства этого вида стеклопластика ниже, а значит, и его себестоимость относительно выше. Объем производства невелик, поскольку этот тип стеклопластика является высокоэффективным и используется только в определенных отраслях промышленности.

9. S2-Стекловолокно

S2-стекловолокно-это самый высокоэффективный тип стекловолокна, который доступен. S2-стекло имеет более высокий уровень кремнезема в своем составе по сравнению с другими видами стекловолокна. В результате он обладает улучшенными свойствами, лучшими весовыми характеристиками, высокой термостойкостью, высокой прочностью на сжатие и улучшенной ударопрочностью. Прежде всего, S2-glass более экономичен.

Прочность на растяжение S2-стекла примерно на 85% больше, чем у обычного стекловолокна. Это обеспечивает стабильную высокую производительность и долговечность. Он обладает лучшей прочностью волокон и модулем сопротивления, что обеспечивает улучшенные ударные характеристики готовых деталей, а также более высокую устойчивость к повреждениям и долговечность композита. Он обеспечивает примерно на 25% большую линейную упругую Жесткость и демонстрирует отличную устойчивость к повреждениям.

S2-стекловолокно в основном используется в композитной и текстильной промышленности благодаря своим физическим свойствам, которые лучше, чем у обычных видов стекловолокна.

10. М-Стекловолокно

М-стекловолокно имеет в своем составе бериллий. Этот элемент придает стеклопластику дополнительную эластичность.

11. Z-Стекловолокно

Z-стекло применяется во многих отраслях промышленности, в том числе в арматурной промышленности бетона, в которой оно используется для создания изделий, которые выглядят прозрачными.  Он также используется для создания волокон 3D-принтера. С высоким сопротивлением механических, ультрафиолетовых, кислоты, щелочи, соли, царапин, износостойкости и температуры, волокно Z-стекла один из самых прочных и самых надежных типов стеклоткани.

Процесс производства стекловолокна

Три основных метода изготовления стекловолокна — это открытое формование, закрытое формование и центробежное формование. При открытом формовании стекловолокна слой гелевого покрытия наносится и отверждается в цельной форме или конструкции. После наслоения в форму стекловолокну и распыленной смоле дают затвердеть. Открытое формование выделяет больше выбросов, чем два других процесса.

При закрытом формовании исходное гелевое покрытие наносится в форме, состоящей из двух частей. Волокна в виде рубленых волокон или ламинированных листов распыляются или помещаются в охватывающую часть формы поверх гелевого покрытия. Деталь затвердевает после герметизации в форме с помощью вакуума, и катализированная смола впрыскивается в форму под давлением.

При центробежном формовании гелькоут наносится на стороны вращающейся цилиндрической формы. Слой за слоем, катализированные смолы, насыщенные короткими волокнами, распыляются в форму до достижения желаемой толщины.

Центробежное формование используется для формования цилиндрических изделий, таких как трубы и резервуары. Во всех процессах конечные продукты затем извлекаются из формы и обрезаются. Гофрированное стекловолокно, пожалуй, является наиболее широко используемым сегодня продуктом из стекловолокна.

Оно прочное, может быть однотонным (часто зеленым) или прозрачным для пропускания света в здания. Он в основном используется в строительстве для изготовления сайдинга или кровли, а также часто используется для строительства теплиц и навесов.

 

Гофрированное стекловолокно обычно состоит из двух склеенных между собой слоев. Внешний слой представляет собой твердую, устойчивую к атмосферным воздействиям поверхность из смолы. Центробежное формование используется для формования цилиндрических изделий, таких как трубы и резервуары.

Во всех процессах конечные продукты затем извлекаются из формы и обрезаются. Гофрированное стекловолокно, пожалуй, является наиболее широко используемым сегодня продуктом из стекловолокна.

Преимущества стекловолокна

Стекловолокно часто превосходит многие другие материалы, особенно алюминий, который является основной альтернативой стекловолокну. Пултрузионные (Пултру́зия — технология изготовления высоконаполненных волокном композиционных деталей с постоянной поперечной структурой) профили из стекловолокна имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогичными штампованными алюминиевыми профилями.

Пултрузионное стекловолокно обладает превосходной устойчивостью к широкому спектру химикатов. Профили из стекловолокна составляют около 70% веса алюминиевых профилей, но имеют такую ​​же плотность. Пултрузионное стекловолокно не является проводящим с высокой диэлектрической способностью, в то время как алюминий является проводником.

Стекловолокно — гораздо лучший изолятор, чем алюминий, поскольку он имеет гораздо более низкую теплопроводность. Пигмент, добавленный к смолам стекловолокна, может обеспечить цвет всей детали, в то время как алюминий требует предварительной отделки, анодного покрытия или окраски.

Стекловолокно прозрачно для радиоволн и передач EMI / RFI и часто используется для корпусов и опор радаров и антенн. Алюминий обладает высокой отражающей способностью, что делает его непригодным для таких приложений.

Формы из пултрузионного стекловолокна могут быть легко изготовлены в полевых условиях с помощью обычных столярных инструментов и не требуют горелок или сварки.

Наконец, стекломат в форме пултрузионного стекловолокна равномерно распределяет ударную нагрузку, в то время как алюминий легко деформируется.

Армированный стекловолокном пластик — отличный строительный материал для широкого спектра изделий.

Пластмассы, армированные алюминием и стекловолокном, обладают одинаковой плотностью и универсальностью, но с некоторыми ключевыми отличиями. Различные области применения могут сделать алюминий или стекловолокно более желательными.

• Легче — по сравнению с его основной альтернативой, алюминием, стекловолокно, как правило, составляет около 70% веса при аналогичной плотности и прочности. Это соотношение также выгодно отличается от любого количества других пластиков, композитов и металлов.
• Неотражающий — хотя не во всех областях применения, во многих случаях неотражающие свойства стекловолокна для света, радио и других волн делают его идеальным материалом.
• Равномерное распределение силы — одно из уникальных свойств стекловолокна заключается в том, как оно распределяет силу. Хотя это может быть идеальным не для всех приложений, во многих случаях это очень ценно.
• Простота изготовления — по сравнению с процессом изготовления алюминия и других сопоставимых материалов, стекловолокно чрезвычайно легко изготовить и настроить в соответствии с вашими потребностями. Это включает пигментацию, вторичные покрытия и многие другие соображения.
• Превосходная изоляция — Уникальные термические свойства стекловолокна делают его отличным решением для изоляции в широком диапазоне применений. Он остается основным изоляционным материалом в строительстве, HVAC и подобных отраслях.

Физико-химические свойства неорганических волокон и материалов на их основе.

Механические свойства. Стекловолокно значительно превосходит по механической прочности исходное (массивное) стекло и незначительно отличается от него по некоторым физическим параметрам.

Механические свойства стеклянных волокон зависят от химического состава стекла, метода производства, окружающей среды и температуры. Метод производства оказывает большое влияние на прочность стеклянных волокон: высокой прочностью обладают волокна, вытянутые с большой скоростью из расплавленного стекла (вытягивание из фильер), наименьшей прочностью – волокна, полученные штабиковым способом и раздувом. При формовании волокна из фильер образуется меньше поверхностных дефектов и трещин, чем обусловливаются их лучшие механические свойства, главным образом прочность.

Прочность при растяжении стекловолокна зависит от его состава и диаметра

Наибольшей прочностью обладают непрерывные волокна из кварцевого и бесщелочного магнийалюмосиликатного стекла. Повышенное содержание щелочей в стекле резко снижает прочность стеклянных волокон. Кристаллизация стекла и присутствие в стекломассе мелких газовых включений понижает прочность стеклянного волокна на 25-30%.

Максимальная прочность стеклянных и кварцевых волокон, испытанных в среде жидкого азота, приближается к расчетной теоретической прочности стекла и плавленого кварца.

В зависимости от диаметра и состава стекла техническая прочность стеклянных волокон при их формировании современными промышленными методами составляет 25-30 % теоретической прочности стекла.

Модуль Юнга стеклянных волокон составляет 6-11 ГПа и выше. Разрушающее напряжение при изгибе и кручении повышается с уменьшением диаметра волокон.

Изделия из стекловолокна плохо работают при многократном изгибе и истирании, однако, стойкости к изгибу и истиранию повышаются после пропитки лаками и смолами. Склеивание волокон в нити повышает прочность нити на 20-25 %, а пропитка стекловолокнистых материалов лаками – на 80-100 %.В сухом воздухе прочность стеклянных волокон резко повышается. Смачивание стеклянных волокон и изделий из них неполярной углеводородной жидкостью аналогично действию сухого воздуха и дает наибольшее значение прочности. Значительное (до 50-60 %) понижение прочности стеклянных волокон и изделий из них происходит при адсорбции ими воды и водных растворов поверхностно-активных веществ. Это объясняется тем, что молекулы веществ, адсорбируемых на стеклянных волокнах, способствуют образованию трещин в слабых местах поверхностного слоя.

При погружении химостойких стекловолокнистых материалов в воду прочность их снижается, но после высушивания полностью восстанавливается. Изделия из стеклянного волокна натрийкальцийсиликатного состава, содержащие более 15 % (мас.) оксидов щелочных металлов, после пребывания во влажном воздухе или в воде снижают прочность необратимо в связи с интенсивным выщелачиванием и разрушением. При длительном действии деформирующего усилия у стеклянных волокон развивается упругое последствие, которое зависит от химического состава стекла и относительной влажности воздуха. Влага снижает также сопротивления стеклянных волокон изгибу и трению.

При нагревании стеклянной ткани до 250-300°С прочность ее сохраняется, в то время как волокна органического состава при этой температуре полностью разрушаются.

При низких и высоких температурах устраняется адсорбционное воздействие влаги воздуха на стеклянные волокна, что приводит к повышению их прочности. Однако после термической обработки (нагрев до различных температур и последующее охлаждение) прочность стеклянных волокон и тканей снижается на 50-70 %.

Состав стекла оказывает значительное влияние на прочность стеклянных волокон, подвергнутых термообработке. Волокна из натрийкальцийсиликатного и боратного стекол теряют свою прочность при термообработке, начиная уже с 100-200°С, волокна из кварцевого, кремнеземного и каолинового стекла теряют прочность на 50 % при нагреве до 1000°С и последующем охлаждении.

Прочность волокон из бесщелочного стекла значительно снижается при 300°С; прочность кварцевых волокон при этой температуре практически не изменяется.

После нагрева и охлаждения стеклянных волокон наблюдается небольшое повышение их плотности и показателя преломления.

Нагревостойкость. Стеклянное волокно обладает высокой нагревостойкостью , которая зависит от химического состава стекла . Температурная область применения стеклянных волокон натрийкальцийсиликатного состава ограничена температурами 450-500°С, при более высоких температурах начинается их спекание. Для бесщелочных волокон нагревостойкость выше на 200-300°С и составляет 600-700°С.

Гигроскопичность отдельных стеклянных волокон около 0,2 % (мас.). Поглощение влаги стеклянной тканью значительно выше, так как влага адсорбируется зазорами между волокнами и замасливателем. Гигроскопичность ткани зависит от характера переплетения нитей и химического состава стекла, например ткани из волокна натрийкальцийсиликатного состава обладают гигроскопичностью до 3-4 %.

Химистойкость теклянных волокон не зависит от их диаметра, но абсолютная растворимость тонких волокон выше растворимости толстых вследствие большего отношения их поверхности к массе. Поэтому при воздействии агрессивных реагентов волокна разрушаются быстрее, чем массивное стекло.

Прочность стеклянных волокон в различных агрессивных средах (горячая вода, водяной пар высокого давления, кислоты, щелочи) зависит от химического состава стекла. Наибольшей прочностью и высокой стойкостью к горячей воде и пару обладают волокна из бесщелочного алюмоборосиликатного и магнийалюмосиликатного стекла. По гидролитической классификации этот вид стекла относится к «стеклам, не изменяемым водой».

Материалы из стеклянного волокна, содержащего в своем составе щелочи, значительно теряют прочность при многократной обработке горячей водой или водяным паром даже нормального давления. В этом случае имеет место интенсивное выщелачивание, приводящее к полному распаду структуры стекла.

При длительном воздействии водяного пара различного давления резко снижается прочность материалов и из волокна бесщелочного алюмоборосиликатного стекла. Наиболее стойкими в этих условиях являются стеклянные ткани из бесщелочного безборного стекла.

Стеклянные ткани и волокна из бесщелочного стекла нестойки к воздействию кислот. При обработке кислотой волокон из бесщелочного стекла все компоненты его растворяются и остается лишь малопрочный кремнекислородный скелет.

Высокой стойкостью к воде, пару высокого давления и различным кислотам (кроме плавиковой) обладают волокнистые материалы кварцевого, а также кремнеземного и каолинового состава.

Вредна ли стекловата для здоровья

Стекловата вредна для здоровья: она раздражает глаза, кожу и органы дыхания. Потенциальные симптомы включают раздражение глаз, кожи, носа, горла, появление одышки, затрудненное дыхание, боль в горле, охриплость и кашель.

вред стекловаты для человека подтверждают научные и медицинские исследования.

Срок хранения стекловаты довольно большой, но со временем она теряет свои эластичные свойства, становится хрупкой и при механическом воздействии или монтаже очень сильно распространяется по воздуху в виде стеклянной пыли.

Все волокна из стекловолокна, обычно используемые для тепловой и акустической изоляции, были реклассифицированы Международным агентством по исследованию рака в октябре 2001 года как не классифицируемые в отношении канцерогенности для людей. Проще говоря, данное агентство не может сказать о последствиях воздействия на человека вредных факторов стекловаты.

Утеплитель из стекловолокна устойчив к плесени, не требует особых условий хранения. Если плесень находится внутри или на стекловолокне, то это вызвано только внешним воздействием, связующие вещества часто являются органическими и более гигроскопичными, чем стекловата. В тестах стеклянная вата оказалась очень устойчивой к росту плесени внутри волокна. Рост плесневых культур внутри самого материала возможен только при очень высокой относительной влажности (96% и выше).

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

• Жидкая гидроизоляция: виды,нанесение,фото,свойства,достоинства,недостатки
• Заброшенная лунная станция — 19 фото
• Оригинальные идеи для небольшого сада сделай сам
• Шторы плиссе: описание,виды,история,размер,материал,применение,фото,видео
• Установка гипсокартонных анкеров | Советы и хитрости
• Рулонный утеплитель: виды, монтаж, характеристики, достоинства и недостатки, производители, фото, видео
• Что такое ламинат и как его уложить самостоятельно
• Как почистить микроволновую печь
• Как происходит процесс очищения воды в Москве?
• Стеклопластик РСТ-415Л
• Разновидности красок для строительных работ
• Мебель из нержавейки в интерьере

Стеклоткань – технический материал.

Свойства, применение и цена стеклоткани

СТЕКЛЯННОЕ ВОЛОКНО (стекловолокно), формуемое из расплавл. неорг. стекла. Различают непрерывное стеклянное волокно-комплексные стеклянные нити длиной 20 км (и более), диаметром 3-50 мкм, и штапельное стеклянное волокно-длиной 1-50 см, диаметром волокон 0,1-20 мкм.

Получение. Непрерывное стеклянное волокно получают фильерным формованием пучка тонких из расплавл. стекломассы с послед., вытяжкой, замасливанием и намоткой комплексной нити на бобину при высоких (10-100 м/с) линейных скоростях. Штапельное стеклянное волокно формуют путем разрыва струи расплавл. стекла после выхода из фильеры , горячими или др. методами. Его также получают разрубанием комплексных нитей.

Из непрерывного стеклянного волокна делают крученые комплексные нити, однонаправленные ленты, жгуты. Комплексные стеклянные нити различают по составу стекла, среднему диаметру волокна (3-15 мкм или более), числу элементарных нитей (50-800), крутке. Из крученой нити изготовляют , сетки, ленты на ткацких станках. Стеклянные различают по виду переплетения (полотняное, саржевое, сатиновое и др.) и плотности (числу нитей на 1 см по основе и утку). Их ширина варьирует в пределах 500-1200 мм, толщина-0,017-25 мм, масса 1 м 2 -25-5000 г. Жгуты и ленты получают соединением 10-60 комплексных нитей. Штапельные стеклянные волокна и пряди нитей, срезанные с бобин (длина 0,3-0,6 м), используют для изготовления стекловаты, холстов, матов, плит. Холсты, полученные из рубленого стекловолокна или непрерывных нитей, обычно смолами или мех. прошивкой.

Состав и свойства стеклянного волокна определяются составом и св-вами волокнообразующего стекла, из к-рого его изготовляют. В зависимости от состава различают неск. марок такого стекла (табл. 1).

А-стекло называют также известково-натриевым, С-стекло -натрийборосиликатным, E-стекло — алюмоборосиликатным, S-стекло — магнезиальноалюмосиликатным. Наиб. важные характеристики стеклянных волокон приведены в табл. 2.

Повыш. стеклянного волокна (по сравнению с исходным стеклом) объясняют по-разному: «замораживанием» изотропной структуры высокотемпературного стекла или наличием прочного поверхностного слоя (толщина ок. 0,01 мкм), к-рый образуется в процессе формования вследствие большей и вытяжки по сравнению с внутр. слоями.

При кратковременном нагружении стеклянное волокно ведет себя практически как упругое хрупкое тело, вплоть до разрыва подчиняясь . При длит. действии нагрузки наблюдается возрастание , упругое последействие, зависящее от состава стекла и . С увеличением диаметра волокна возрастает сопротивление изгибу и кручению и уменьшается при растяжении. Во влажном , в и в водных р-рах ПАВ стеклянного волокна снижается на 50-60%, но частично восстанавливается после .

Из высокощелочного А-стекла получают волокна, к-рые менее устойчивы к , чем волокна из E-стекла, но стойки к действию .

Более высокую хим. стойкость по сравнению с А-стеклом обеспечивает С-стекло. Потеря массы волокон из таких стекол при обработке составляет 0,02-0,05 г/м, а при обработке щелочными р-рами-0,3-2,5 г/м.

Волокна из S-стекла имеют наиб. высокую и повыш. .

В зависимости от толщины; плотности переплетения и вида поверхностной обработки стеклянные могут обладать высокими значениями коэф. светопропускания (до 64%), звукопоглощения (до 90% при частотах 500-2000 гц), отражения (до 80%).

Применение. Стеклянные волокна служат конструкционными, электро-, звуко- и теплоизоляц. материалами. Их используют в произ-ве фильтровальных материалов, стеклянной и др. Как правило, А-стекло перерабатывают в и используют в виде матов и плит для звуко- и теплоизоляции. Стекловолокнистые материалы благодаря высокой имеют малый коэф»

Все стеклянные волокна условно можно разделить на два больших класса: дешевые волокна общего применения и дорогостоящие волокна специального применения. Почти 90 % всех стеклянных волокон, которые выпускаются сегодня в мире это стекловолокно марки Е. Подробно требования к таким волокнам изложены, например, в стандарте ASTM D578-98. Остальные 10% процентов – это волокна специального назначения. Большинство марок стекловолокна получили свое название благодаря своим специфическим свойствам:

‐ – низкой электрической проводимости;
‐ – высокой прочности;
‐ – высокая щелочестойкость;
‐ – низкая диэлектрическая проницаемость;
— — значительная термическая стойкость;
‐ C (chemical) – высокой химической стойкости;
‐ M (modulus) – высокой упругости;
‐ А (alkali) –высокое содержание щелочных металлов, известково-натриевое стекло.

Для электрической изоляции применяется только бесщелочное (или малощелочное) алюмосиликатное или алюмоборосиликатное стекловолокно. Для конструкционных стеклопластиков, как правило, используют бесщелочное магнийалюмосиликатное или алюмоборосиликатное стекловолокно. Для стеклопластиков неответственного назначения можно употреблять и щелочесодержащее стекловолокно.

Механические характеристики стекловолокон напрямую зависят от метода производства, химического состава стекла, температуры и окружающей среды. Самую большую прочность имеют непрерывные стекловолокна из бесщелочного и кварцевого магнийалюмосиликатного стекла. Повышенное содержание щелочей в исходном стекле значительно снижает прочность стекловолокон.

Тип волокна	Состав, масс. %
	SiO2	B2O3	Al2O3	CaO	MgO	ZnO	TiO2	ZrO2	Na2O	K2O	Li2O	Fe2O3	F2
E (с бором)	52-56		12-15	21-23	0,4-4			0,2-0,5		0-0,2		0,2-0,5	0,2-0,7
E	59-60		12-13	22-23				0,5-1,5	0,6-0,9	0-0,2
S	60-65,5		23-35		6-11				0-0,1			0-0,1
AR	58,3-60,6						0-2,8	18,1-21,2	13,0-14,1	0-2,8
ECR	58,2		11,6	21,7
D	72-75	21-24			0,5-0,6
Кварц	99,5-99,9
Базальт	47,5-55,0		14,0-20,0	7,0-11,0	3,0-8,5		0,3-2		2,5-7,5	2,5-7,5		7,0-13,5

Таблица 1. Химический состав некоторых стекол для получения непрерывного волокна.

Свойство	Тип волокна
	Е (с бором)	Е (без бора)	S	AR	ECR	D	Кварц	Базальт
Температура формования, °С	1160-1196	1260	1565	1260-1300	1213-1235		2300	1350-1450
Температура размягчения, °С	830-860		1056					1100-1200
Температура плавления, °С	1066-1077	1200	1500	1180-1200	1159-1166		1670	1200-1300
Плотность, г/см 3	2,54-2,55	2,62	2,48,2,49	2,6-2,7	2,66-2,68	2,16	2,15	2,67
Коэффициент линейного расширения, 10 -6 С -1	4,9-6						0,54
Диэлектрическая постоянная (20 С, 1 МГц), Ф/м	5,86-6,6		4,53-4,6		3,56-3,62		3,78
Прочность, МПа	3100-3500	3100-3500	4380-4590	3100-3500	3100-3500	2410	3400	2700-3500
Модуль упругости, ГПа	76-78	80-81	88-91	72-74	80-81			70-90
Удлинение до разрыва, %	4,5-4,9		4,5-4,9	2-2,4	4,5-4,9

Таблица 2. Физико-механические свойства некоторых марок стеклянного волокна.

Стекло E

Химический состав
На сегодняшний день в мире выпускается 2 типа стекловолокна марки E. В большинстве случаев E-стекло содержит 5-6 масс. % оксида бора. Современные экологические нормы в США и Европе запрещают выброс бора в атмосферу. В то же время известно, что в процессе стеклообразования, а также в последующих процессах стекловарения происходит обеднение стекломассы некоторыми компонентами за счет их улетучивания. Из компонентов шихты наибольшей летучестью обладают борная кислота и ее соли, оксид свинца, оксид сурьмы, селен и некоторые его соединения, а также хлориды. Летучесть, рассчитанная на 1% содержания оксида в обычных стеклах, составляет для отдельных оксидов в масс. %: Na2O (из Na2CO3) – 0.03, К2О (из K2CO3) – 0.12, В2О3 – 0.15, ZnO – 0.04, РbО – 0.14, CaF2 – до 0.5. Таким образом, современные предприятия вынуждены устанавливать у себя дорогие системы фильтрации.

В качестве альтернативы возможно получение Е-стекол, не содержащих бора на основе системы SiO 2 –Al 2 O 3 –CaO–MgO.

Коммерческое стекловолокно марки Е получают на основе системы SiO 2 –Al 2 O 3 –CaO–MgO–B 2 O 3 или системы SiO 2 –Al 2 O 3 –CaO–B 2 O 3 . Продукты, полученные на основе последней системы, как правило, все-таки содержат небольшое количество оксида магния (до 0,6 масс. %), что связано с особенностями сырья, которое использую для получения стекол.

Важно отметить, что точный состав стекловолокна Е может отличаться друг от друга не только для разных производителей, но даже и для разных заводов одной компании. Это обусловлено прежде всего географическим расположением предприятия и, как следствие, доступностью сырья. Кроме того на разных предприятиях осуществляется разный контроль за технологическим процессом и методы его оптимизации.

Состав борсодержащего стекловолокна и стекловолокна без оксида бора значительно отличается друг от друга. Содержание оксида кремния в борсодержащих стеклах марки Е составляет 52-56 %. Для стекловолокна без оксида бора содержание оксида кремния несколько выше и лежит в интервале 59-61 %. Содержание оксида алюминия для обоих типов стекла Е близко и составляет 12-15 %. Содержание оксида кальция также отличается незначительно – 21-23 %. Содержание оксида магния в стекле варьируется в широких пределах. Для стекол, полученных на основе тройных систем, оно составляет менее 1%, и является следствием неоднородности сырья. В случае если в состав шихты входит доломит содержание оксида магния может достигать 3,5 %.Отличительной особенностью Е-стекол, не содержащих бор, является повышенное содержание в них оксида титана – от 0,5 до 1,5 %, в то время как в классическом Е стекле его содержание находится в пределах 0,4-0,6 %.

Особенности получения
Температура получения волокон из борсодержащего Е-стекла составляет 1140-1185 °С. Температура плавления составляет 1050-1064ы плавления. В отличие от своего экологически чистого аналога борсодержащие волокна из Е-стекла имеют более низкую на 110 °С температуру получения, которая составляет 1250-1264 °С, а температуру плавления 1146-1180 °С. Температуры размягчения для волокон на основе борсодержащих Е-стекол и Е-стекол без оксида бора составляют 830-860 °С и около 916 °С соответственно. Более высокая температура получения экологически чистых стеклянных волокон на основе Е-стекла приводит к росту потребления энергоресурсов для их получения, и, как следствие, увеличению стоимости.

Свойства
Механические свойства обоих видов волокон на основе Е-стекла почти одинаковы. Прочность на разрыв составляет 3100-3800 МПа. Однако модуль упругости у волокон без оксида бора несколько выше (80-81 ГПа), чем у обычных волокон (76-78 ГПа). Основным отличием стекловолокна марки Е без бора является более чем в 7 раз большая кислотостойкость (выдержка при комнатной температуре в течение 24 часов в 10% растворе серной кислоты). По своей кислотостойкости эти волокна приближаются к химически стойким волокнам на основе ECR стекла.

Плотность борсодержащих стеклянных волокон несколько ниже (2,55 г/см 3) по сравнению со своим экологически чистым аналогом (2,62 г/см 3). Плотность Е-стекла выше, чем у стекол других типов (за исключением ECR стекла).

С увеличением содержания бора в таких стеклах уменьшается коэффициент преломления и коэффициент линейного расширения. Не содержащие бор Е-стекла имеют более высокую диэлектрическую постоянную, которая при комнатной температуре и частоте 1 МГц составляет 7. Поэтому борсодержащие волокна чаще используют при производстве электронных плат и в аэрокосмической промышленности. В широком производстве композитов эта разница не имеет такого критического значения.

Стекло S

Впервые химический состав стекла под маркой S-glass был запатентован компанией Owens Corning в 1968 (патент 3402055). В состав этого стекла входило 55-79,9 % SiO 2 , 12,6-32 % Al 2 O 3 , 4-20 % MgO. Создание стекловолокна марки S было вызвано бурным развитием композиционных материалов в США в то время и, как следствие, необходимостью созданию стекловолокна с высокими прочностью и модулем упругости. В настоящее время стекло под этой маркой получают на основе систем SiO 2 -Al 2 O 3 -MgO или SiO 2 -A 2 O 3 -MgO-CaO. В исключительных случаях в S-стекло добавляют BeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 .

Особенности получения
Благодаря высокому содержанию тугоплавких оксидов S-стекло имеет очень высокую температуру размягчения 1015-1050 °С. Соответственно высокими являются и температура получения волокон – около 1200 °С, что сопоставимо со стекловолокном марки AR.

Свойства
Стекловолокно марки S обладает рекордными значениями прочности и модуля упругости для данного класса материалов. Лучшая продукция из S-стекла ничем не уступает по своему качеству углеродному волокну и также как и последнее применяется в основном в аэрокосмической области. Прочность волокон при комнатной температуре составляет 4500-4800 МПа, модуль упругости – 86-87 ГПа, прочность лучших образцов волокна марки ВМП – до 7000 МПа.

Стекло AR

Химический состав
В начале 70-х годов английская фирма «Pilkington Brothers» разработала и стала выпускать в промышленных масштабах высоко-циркониевое стеклянное волокно Cemfil для армирования цемента. Впоследствии эта марка перешла компании Saint-gobain, в настоящее время основным производителем стекловолокна на основе стекла AR является компания OwensConing и японскаякомпания Nippon electric glass. Щелочестойкие стекла выпускают на основе системы ZrO 2 -SiO 2 -Na 2 O. Содержание дорогого оксида циркония в них варьируется в пределах 15-23 %. Поскольку температура плавления чистого оксида циркония достаточно высока (2715 С), в стекло добавляют значительное количество щелочных металлов, чаще всего Na2O 18-21 %.

Особенности получения
Тугоплавкие составы значительно усложняют технологию производства волокна, кроме того, цирконий-содержащее сырье дефицитно и дорого для изготовления массовой продукции. Поэтому вопрос совершенствования составов стекол для армирования цемента продолжает оставаться актуальным. Температура получения волокон из AR-стекла составляет 1280-1320 °С, температура плавления – 1180-1200 °С.

Свойства
Прочность на разрыв волокон на основе AR-стекла довольно низка и составляет около 1500-1700 МПа. Модуль упругости 72-74 ГПа. Такие волокна самые тяжелые среди всех видов стекловолокна, их плотность составляет около 2,7 г/см3.

Поскольку основной областью применения волокон на основе AR-стекла является армирование цементов и бетонов, то основной характеристикой таких волокон является их устойчивость в щелочной среде. Потеря массы после кипячения в насыщенном растворе NaOH для волокон на основе AR-стекла составляет 2-3 %. Для сравнения эта же характеристика для базальтовых волокон составляет 6-7 %.

Стекло ECR

Химический состав
Впервые стекловолокно под маркой ECR-glass (в некоторых источниках оно указано как химически стойкое Е-стекло) стали выпускать в 1974 г. Это стекло имеет в своем составе до 3 % TiO2 и до 3 % ZnO. Совершенно некорректно называть это стекло разновидностью Е- стекла, поскольку, согласно требованиям международных стандартов, Е-стекло вообще не должно содержать оксида циркония, и к тому же содержание TiO2 в ECR стеклах превышает положенные 1,5 %. Стекловолокно на основе ECR стекла не содержит в своем составе оксида бора, что положительно сказывается на экологичности производства. Зачастую в состав стекловолокна ECR вводят до 3 % Li2O.

Особенности получения
Оксид титана является плавнем, его значительное содержание приводит к заметному уменьшению вязкости стекла и, как следствие, температуры получения волокон. Оксид циркония положительно влияет на химическую стойкость стекла. Температура формования волокон на основе ECR стекла составляет около 1218 °С, что меньше, чем у стекловолокна на основе Е-стекла. В то же время для стекол с высоким содержанием оксида лития температура получения волокон выше, чем у стекловолокна Е и составляет около 1235 °С. Фактически это означает, что оксид цинка является более эффективным плавнем, чем оксид бора, к тому же более экологичен и придает дополнительно полезные свойства стекловолокну.

Свойства
Стекловолокно ECR было разработано специально для использования в агрессивных средах, например устойчивость в кислых средах в 4-5 раз выше. При этом прочность этих волокон остается на уровне стекловолокна Е и составляет порядка 2800-3000 МПа, модуль упругости около 80-83 ГПа. Несмотря на то, что плавление и выработка волокна из ECR проводят при более низких температурах его стоимость превышает стоимость стекловолокна Е из-за наличия дорогих компонентов.

Стекло D

В настоящее время волокна из D-стекла являются больше экзотикой, чем реальным продуктом на рынке стекловолокна, поскольку многие производители плат предпочитают использовать вместо них альтернативные виды стекловолокна. Например, сверхчистые кварцевые волокна, полые волокна из Е-стекла также обладают более низкими диэлектрическими характеристиками, чем широко распространенное стекловолокно Е. Однако, у кварцевых волокон меньше модуль упругости, что важно при изготовлении печатных плат, а полые волокна теряют свои диэлектрические свойства в условиях высокой влажности.

Химический состав
Зачастую в электронной промышленности требуются материалы с очень низкими показателями диэлектрической проницаемости. Электрические свойства волокон определяются такими свойствами как удельное объемное сопротивление, поверхностная проводимость, диэлектрическая постоянная и тангенс угла диэлектрических потерь. В большинстве случаев при производстве плат в качестве армирующего наполнителя используют Е-стекло, однако уменьшение размеров печатных плат предъявляет повышенные требования к стекловолокну. Для решения этой проблемы было разработаны составы стекол марки D. Такие стекла и волокна получают на основе системы SiO2-B2O3-R2O. Содержание в стеклах с низкими диэлектрическими характеристиками оксида кремния достигает 74-75 %, оксида бора – до 20-26 %. Для уменьшения температуры выработки в эту систему добавляют оксиды щелочных металлов (до 3%). Иногда оксид кремния частично замещают на оксид алюминия (до 15 %).

Свойства
Высокое содержание оксида бора приводит к значительному снижению в D-стеклах диэлектрической постоянной и тангенса угла диэлектрических потерь по сравнению с Е- стеклом.

Особенности получения
Из-за высокой стоимости волокна из D-стекла в настоящее время получают только мелкосерийными партиями. Кроме того, высокое содержание в них оксида бора делает их процесс изготовления очень трудным, что связано с высокой летучестью этого компонента в процессе плавления шихты. Температура размягчения D-стекол составляет 770 °С.

Кварцевое стекло

Кварцевые волокна используют в тех случаях, когда требуется значительная термическая стойкость. Кварцевые волокна с содержанием SiO2 менее 95 % (как правило их называют кремнеземные волокна) получают путем путем кислотной обработки волокна алюмоборосиликатного состава, широко применяемого для изготовления бесщелочного волокна, и из силиката натрия с различными добавками. Кремнеземные волокна, полученные выщелачиванием волокон из горных пород, не уступают кремнеземным волокнам, выпускаемым промышленностью. Температура применения кремнеземных волокон 1200 °С.

Сверхчистые кварцевые волокна (содержание SiO2 более 99 %) получают методом сухого формования из водного раствора жидкого стекла. Такие волокна выпускаются под торговой маркой Silfa и используются для теплозащиты. В СССР кварцевые волокна получали по штабиковому способу: вытягиванием нити из капли разогретого конца штабика или путем раздува образующейся капли ацителено-кислородным или кислородно- водородным пламенем. Производство кварцевого волокна может также осуществляться в два приема: получение волокон диаметром 100-200 мк, а затем их раздув потоком раскаленных газов. Волокна собираются на конвейере и формуются либо в виде матов, либо в виде ровницы. Температура плавления таких волокон 1750 °С. При Т = 1450-1500 °С происходит спекание (деформация в твердой фазе), но без размягчения. В условиях длительной эксплуатации и теплосмен, изделия из кварцевого волокна являются стойкими до Т = 1200°С, выше которой у них снижается прочность вследствие кристаллизации.. В настоящее время такие волокна выпускаются под маркой quartztel и astroquartz.

Свойства
Сверхчистые кварцевые волокна в основном применяются в аэрокосмической промышленности в тех областях, где требуется высокаятермостойкость. Сочетая высокую термическую стойкость, прочность и радиопрозрачность для ультрафиолетового излучения и излучения с большей длиной волны такие волокна используют для производства обтекателей самолетов.

Использованы материалы из учебного пособия «Стеклянные волокна». С.И. Гутников, Б.И. Лазоряк, Селезнев А.Н.

Самыми востребованными на российском рынке являются
циновочное и тканевое стекловолокна…

Стеклотканью (или стекловолокном) называется современный высокотехнологичный материал, который, благодаря своим уникальным эксплуатационным свойствам, нашел широкое применение в быту, в промышленной и строительной отрасли. Для получения своих оригинальных свойств этот материал смешивают со специальными полимерными смолами. Работы со стеклотканью требуют определенных начальных навыков, но изучить основные методы не составит труда любому желающему.

Эксплуатационные характеристики стеклоткани

Стеклоткань изготавливается в форме холста, состоящего из переплетающихся между собой стекловолокон (стеклонитей). Сами нити производятся из Е — стекла, которое отличается своими термостойкими и огнестойкими качествами. К тому же стекловолокна являются экологически чистым материалом. В строительной области стеклоткань обычно применяется как тепло- и гидроизоляционный слой в различных ответственных конструкциях. Также, с помощью стеклоткани можно возводить армирующее основание под кровельное покрытие. В строительстве кровли часто применяют каркасную стеклоткань, в изготовлении которой используется некрученая прядь и ровинг.

Основные виды стеклоткани

Современные технологии производства стеклоткани позволяют создавать несколько видов этого материала. Каждый тип материала предназначен для определенной области использования и значительно отличается от других видов своими характеристиками.

Текстурированная лента стекловолокна
применяемая как жаростойкий изолятор…

Электроизоляционная стеклоткань. Данный тип материала применяется в качестве тепло- и электроизоляционного слоя. Может использоваться в изготовлении разных видов облегченного стеклопластика.

Конструкционная стеклоткань. В соединении со стеклопластиком образует стройматериалы, имеющие повышенную прочность и большую ударную вязкость.

Ткань на основе базальтового волокна. Имеет отличные теплоизоляционные свойства. Применяется в качестве утеплительного слоя.

Кремнеземная стеклоткань. Этот материал – отменный заменитель асбеста, способный выдержать температуру до 1800 градусов. Такая стеклоткань считается совершенно экологически чистым сырьем, чего нельзя сказать об асбесте.

Рулон стекловолокна (весом примерно 40 кг)…

Области применения стекловолокна

Ровинговая стеклоткань. Благодаря своему широкому температурному диапазону этот материал чаще других применяется в различных отраслях промышленности.

Нужно добавить, что все эти виды стеклоткани имеют несколько главных качеств, которые наблюдаются у каждого вида данного материала. Такими эксплуатационными характеристиками являются экологичность, химическая стойкость, долговечность и большая прочность. Помимо этого почти все виды стеклотканей обладают высокими теплоизоляционными качествами.

Что знали о стекловолокне в прошлом веке? Видео.

Фото: moldmakingninja.com, cnbm2007.en.made-in-china.com, taishanjinyu.com

Основу жилого дома составляют стены, поэтому главными требованиями к ним являются прочность в сочетании со способностью удерживать тепло. Наиболее распространенными материалами для возведения стен уже много десятилетий и даже веков остаются камень, дерево, кирпич и бетон. Бетон применяют для изготовления монолитных конструкций методом заливки раствора в съемную (или несъемную) опалубку. Съемную опалубку, дождавшись отвердения бетона,…

Обои винилового типа относятся к новым видам обоев. Их отличительная черта заключается в двухслойном строении, которое выполняется из флизелинового или бумажного нижнего слоя, и декоративного верхнего слоя поливинилхлорида. В декоративных целях верхний слой зачастую может быть выполнен с индивидуальным тиснением либо рисунком. Флизелиновый поливинилхлорид — это материал, имеющий очень высокую стойкость к температурным режимам, влажности…

Технологии теплых полов появились достаточно давно. Но только сегодня они доступны широким массам. Существуют две технологии теплых полов – электрическая, работающая от электросети, и водяная, которая работает от центрального отопления. Данный способ обогрева совершенно безопасен, при этом требуются минимальные затраты газа или электроэнергии, чтобы в помещении установилась необходимая температура. Когда установлены теплые полы, в помещении…

«Свет мой, зеркальце, скажи, да всю правду доложи. Я ль на свете…», ну и так далее. Эти строки с детства знакомы всем, но здесь будет говориться не о прекрасном мире поэтических сказок, а о зеркалах. Давно прошли те времена, когда зеркало считалось очень ценным предметом, а иметь его могли очень зажиточные и богатые люди. Ко…

Лучшее место для применения зелёного цвета и его оттенков – несомненно, спальня. Бледно-зелёные обои, постельное бельё нежной зелени успокоят нервы, дадут отдых глазам и попросту усыпят. Интерьер спальни можно разбавить «морской волной». Прекрасное сочетание. И медики не остались в стороне. По их мнению, зелёный цвет завоевывает жилые и производственные помещения по причине нехватки естественных цветов…

Время чтения: 3 минуты

Существуют чудесные технологии, благодаря которым вещество меняет свои свойства буквально на противоположные. В результате одного такого преображения хрупкое и звонкое стекло превращается в мягкую материю, обладающую новыми, потрясающими качествами. Это и есть так называемая стеклоткань.

Производство

Стеклоткань – это технический материал, который получается из стекловолоконных нитей, пропитанных так называемым замаслеванителем – эмульсией, содержащей парафин. Производство востребованных в народном хозяйстве технических тканей всегда регламентируются государственными стандартами. Стеклоткань не является исключением, она вырабатывается в строгом соответствии с ГОСТ 19907-83.

Рассмотрим подробнее, что же это такое, стекловолокно? Сырьём для материала является силикатное стекло с содержанием алюминия и бора. Его растапливают в специальных печах и продавливают через тончайшие отверстия-фильеры. Полученные волокна отличаются мягкостью, эластичностью и особой тонкостью. Их диаметр зачастую гораздо меньше человеческого волоса и составляет от 3 до 100 микрометров. Они невероятно легкие, например, вес 1м 2 стеклоткани Э3/2-100 равен всего 120 г. При этом они обладают невероятной прочностью. Поражает и длина волокон, составляющая 20 километров.

Крепко скрученные нити наматывают на бабины и отправляют в дальнейшую обработку на челночные или бесчелночные ткацкие станки, где различными способами плетения и создаётся стеклоткань.

Волокна тканного материала соединены в несколько нитей. Нетканое стекловолокно таких пучков не имеет: нити ложатся по одной.

Свойства стеклоткани

Материал обладает парадоксальными для тканей качествами.

• Невоспламеняемость и негорючесть. Стеклоткань выдерживает кратковременное воздействие открытого огня.
• Экологическая чистота и абсолютная нетоксичность.
• Химическая и биологическая инертность. Изделия выносят обработку щелочами и кислотами, они не гниют и не являются питательным субстратом для микроорганизмов.
• Невосприимчивость к ультрафиолетовым лучам.
• Беспримерная прочность, превышающая аналогичный показатель стальной проволоки.
• Долговечность, не знающая конкуренции.
• Отсутствие таких явлений, как механический износ и коррозия.

Виды материи и их использование

Марки стеклоткани отличаются различной устойчивостью к воздействиям химических веществ и высоким нагрузкам. На свойства материала во многом влияет способ переплетения нитей. Например, электроизоляционные ткани создаются полотняным плетением, конструкционные – полотняным и сатиновым, а фильтровальные ещё и саржевым методом. Итак, материал бывает следующих видов:

• Конструкционные – самые популярные, они идут на армирование стеклопластика и на производство надёжных конструкций в автомобильном, авиационном и судостроении.
• Ровинговые – лучшие материи для стеклорубероида. (Ровингом называют плоский жгут из стекловолокон, который получают сращиванием нескольких нитей.) Из них также делают корпуса яхт, катеров, автомобилей, детали летательных аппаратов.
• Изоляционные – востребованы при изготовления тепло-или гидроизоляции.

• Электроизоляционные – менее востребованная стеклоткань. Она идёт на производство печатных плат, фальгированных диэлектриков, а также на электроизоляцию теплопроводов.
• Базальтовые – выдерживают температуру до +700 о С.
• Кремнезёмные – наиболее термостойкие ткани, выдерживающие до +1200 о С. Их применяют в качестве покрывал при сварке, из них шьют средства первой защиты при пожаре.

Другие области применения

Кроме указанных областей, стеклоткань идёт на изготовление кровельных материалов: более дешёвых гладких и не деформирующихся, но более дорогих каркасных.

Используют для утепления и гидроизоляции домов, трубопроводов и автомобилей.

Из стеклоткани делают уникальные по прочности и конфигурации детали для аппаратов и станков.

В 1970-е годы цветное стекловолокно шло даже на украшение интерьеров. Тогда были весьма модными шторы, абажуры и торшеры из этой ткани.

Негорючесть материала служит основанием для использования стеклоткани на некоторых огнеопасных производствах и в наши дни.

Особенность утилизации

Стеклоткань – это нетоксичный материал, который можно утилизировать, как прочий строительный мусор. Однако при его измельчении в воздух попадает множество микрочастиц, способных вызвать зуд на коже, попасть в дыхательные пути и нанести вред здоровью. При утилизации стекломатерий следует соблюдать некоторые правила.

• Работу производить в перчатках и масках.
• Включать вытяжную вентиляцию.
• Минимизировать количество разрезов.
• Смачивать ткань при измельчении.
• Утилизированный материал должен находиться в герметичных пакетах, а рабочее место требует своевременной и тщательной очистки.

Этот необычный материал сегодня стал неотъемлемой частью нашей жизни. Путешествуем ли мы на поезде, летим ли на самолёте, передвигаемся на автомобиле или бороздим океанские просторы на круизном лайнере, кругом нам окружают предметы из стеклоткани или стеклопластика. Лёгкие, надёжные, экологичные изделия делают жизнь эстетичнее и комфортнее, а нашу планету – чище.

Прочность моноволокна £-стекла и S-стекла равна 3,4 и 4,5 ГПа соответственно. Стандартное отклонение примерно ±10 %. Приведенные значения являются усредненным результатом боль­шого числа отдельных измерений. Распределение значений прочно­сти в этих измерениях обычно подчиняется гистограмме (рис. 16.1), составленной фирмой «Оуэнз-Корнинг файбергласс». Полученные значения охватывают диапазон от близких к нулю (на нижнем участке гистограммы) до приближающихся к теоретически пре­дельным- 10,3 … 13,8 ГПа (на верхнем участке). Причиной такого широкого разброса являются наличие дефектов в волокнах и воздействие на них различных факторов окружающей среды . Основным таким фактором является влажность. Атмосферная влага воздействует на дефектные места в волокне, особенно когда оно находится в напряженном состоянии, что приводит к росту

Трещин и окончательному разрушению волокна. Этот механизм коррозии под напряжением проявляется как при оценке статиче­ской усталости, так и при растяжении. Трещины в волокне раз­виваются из больших поверхностных дефектов, возникающих в процессе вытяжки или при последующем получении ровингов из волокон, а также из сравнительно небольших изъязвлений поверхности, которые могли образоваться при вытяжке или раз­виться под действием коррозии под нагрузкой или без нее. В стек­ловолокне, кроме того, могут быть внутренние раковины.

Результаты испытаний на растяжение стренг или пучков во­локна примерно на 20 % ниже, чем средние значения для моно­волокна. После разрыва отдельных волокон в пучке на оставшиеся волокна приходится большая нагрузка. В результате этого ито­говая прочность снижается. Фактически прочность стренги может быть рассчитана с высокой точностью по кривой распределения прочности моноволокна. Неодинаковое натяжение волокон внутри деформируемой стренги дает аналогичный прогрессирующий эф­фект разрушения.

По данным фирм, выпускающих стекловолокно, ровинги с боль­шим числом отдельных концов (одиночных нитей), но обычно не более 60, имеют примерно такую же удельную прочность, что и ровинги с единым концом (в виде жгута). Такой вывод основан на предположении, что при соединении отдельных стренг в ровинг дисперсии механических свойств существенно не возрастают.

Диаметр моноволокон — еще один параметр, влияющий на их предел прочности при растяжении. В опытах, проведенных в жестко контролируемых условиях, было показано, что проч­ность моноволокна не уменьшается при увеличении диаметра до максимальных для промышленного волокна размеров. Однако для практических целей совершенно очевидно, что прочность волокон большого диаметра ниже, чем у волокон с меньшим диаметром. Допустимые значения прочности регламентируются военными тех­ническими условиями і?-60346 на применяемый для намотки ровинг. Минимальное значение для ровинга из волокон £-стекла с диаметром G (0,09 … 0,010 мм) составляет 1,93 ГПа. Для во­локон большего диаметра, т. е. до калибра Т (0,023 … 0,024 мм), максимально допустимое значение предела прочности при растя­жении 1,38 ГПа.

Прочность волокна зависит также от метода испытания отвер­жденных композитов. При сохранении волокон в выпрямленном состоянии и их равномерном нагружении прочность однонаправ­ленных композитов не ниже или даже выше прочности нитей. При испытании волокон по методу «кольцо NOL» их прочность может достигать 2,76 … 3,1 ГПа. С другой стороны, при более толстой намотке изделий большего размера максимальная проч­ность не превышает 2,07 ГПа. Значения прочности для таких конструкций ниже по ряду причин: повреждение волокон при намотке; нарушение центровки или плохая коллимация; неравно — 202
мерное натяжение слоев при намотке; изменение напряжения при переходе от внутренних слоев к наружным; появление случайных локальных напряжений.

Общий вывод заключается в том, что при определении проч­ности материала для расчета конструкций следует испытывать композит, а не само волокно. Сравнение с данными, полученными при испытании стренг, свидетельствует об эффективности метода их получения. Для определения истинного напряжения волокна в момент разрушения требуется детальный анализ напряжений.

Стекловолокно. Виды и применение. Производство и особенности

Стекловолокно – это распространенный материал на основе кварцевого песка. Он используется для изготовления стройматериалов, а также различных высокотехнологичных и прочных легких конструкций.

Из чего делают стекловолокно

Впервые стекольное волокно получились случайно. На производстве стекла произошла авария, при которой расплавленная масса была раздута подаваемым под давлением воздухом. В результате получились нити, отличающиеся некой долей гибкости. Это стало неожиданностью, поскольку толстое стекло после застывания является очень твердым. С тех пор прошло уже более 150 лет. Технология немного изменилась, но принцип остался прежним.

Для производства стекловолокна применяется кварцевый песок или битое стекло. Применяемая технология не подразумевает использования сложного оборудования, она является довольно простой. При этом получаемый материал обладает рядом свойств, зависящих от способа подготовки волокна.

Процесс изготовления стекловолокна заключается в выдувании из него тонких ниток. Для этого осуществляется разогрев битого стекла или кварцевого песка до температуры 1400°С. Расплавленная тягучая масса подается на формирующее оборудование. Если ее пропустить через центрифугу, то получится стекловата с переплетенными, замешанными между собой волокнами. Если же применять специальное сито с микроотверстиями, через которые масса выдувается под давлением пара, то получаются ровные длинные волокна. В дальнейшем они могут использоваться как сырье для изготовления сложных изделий.

Технические особенности

Стекловолокно имеет целый ряд положительных качеств, делающих его отличным сырьем для изготовления строительных материалов. К его неоспоримым достоинствам можно отнести:

• Теплопроводность.
• Устойчивый химический состав.
• Высокую плотность.
• Повышенную температуру плавления.
• Устойчивость к горению.

Одним из самых важных достоинств стекловолокна является низкая теплопроводность. Это позволяет делать из данного сырья теплоизоляционные материалы. Из всей группы изделий, которые можно получить из данного сырья, самым лучшим теплоизолятором является стекловата.

Стекловолокно имеет высокую химическую устойчивость, поскольку практически полностью состоит из кварцевого песка. При воздействии на него щелочами отсутствует любая химическая реакция, что делает волокно практически универсальным для сочетания с любыми стройматериалами.

Нити имеют высокую плотность, которая составляет 2500 кг/м³. Однако благодаря тому, что они являются распушенными, готовые из них изделия имеют большой объем, при этом малый вес. Чтобы расплавить даже тонкие волокна, их необходимо разогреть до температуры как минимум 1200°С. Такое возможно только при целенаправленном воздействии горелки. Это негорючий материал, что позволяет его использовать для создания различных пожаробезопасных конструкций. Теоретически возможно воссоздание определенных условий, при которых отдельные сорта стекловолокна могут гореть. При этом они должны содержать связующие полимерные компоненты, что встречается редко.

Сфера применения стекловолокна

Стекловолокно очень распространенный материал, из которого изготовляют самые разнообразные изделия. Его используют практически во всех сферах:

• Строительство.
• Производство бытовых предметов.
• Электроизоляция проводников.
• Медицина.

Использование в производстве стройматериалов

Стекловолокно является сырьем для изготовления различных материалов. Из него делают:

• Утеплительные маты.
• Рулонную мягкую стекловату.
• Штукатурную сетку.
• Стекломаты.
• Ткань.
• Стеклопластик.
• Стеклопластиковую арматуру.

Жесткие маты делают из стекловаты. Это достаточно плотный материал, применяемый для выполнения утепления фасадов. Кроме этого он при определенной длине нитей может выступать качественным звукоизолятором. Материал отличается стабильностью, но при его раскрое лучше пользоваться респиратором. Во время реза матов поднимается мелкая стекольная пыль. При попадании на кожу она вызывает ее раздражение, также такие частицы могут скапливаться в легких.

Рулонная стекловата является более гибким и менее плотным аналогом жестких матов. Она изготовлена аналогичным способом, однако сворачивается в рулон, что облегчает транспортировку. Ее используют в качестве теплоизоляционного материала, в частности совместно с металлическим профилем. Стекловата закладывается между направляющими, после чего закрывается отделочным материалом. Она в отличие от матов не может штукатуриться сверху, поэтому всегда должна применяться только с дальнейшим накрытием. Ее укладывают под кровлю, дощатый настил пола. В помещении на стенах ее закрывают гипсокартоном, на фасадах – металлическими панелями или вагонкой.

Особым спросом пользуется

сетка из стекловолокна. Она применяется как армирующее изделие при выполнении штукатурных работ. Материал обладает высокой устойчивостью к растягиванию, что предотвращает появление трещин на стенах. Ее используют при выполнении внутренних и наружных штукатурных работ. Для отделки внутри помещения применяется сетка с небольшой плотностью от 80 г/м². Она выпускается в рулонах шириной 1 м. Сетка отличается достаточной гибкостью, но при сильном заломе ее волокна разламываются. Достоинство стеклосетки над обычной стальной штукатурной сеткой в том, что она не ржавеет. Со временем от нее на стенах не проявляются рыжие пятна.

Также из стекловолокна делают стекломаты. Их получают путем сложения между собой кусочков стеклянных волокон смешанных в произвольном направлении. Они скрепляются без использования клеящих составов. В результате смешанные иголочки поддерживаются между собой, обеспечивается надежная фиксация. Это армирующий материал, который ламинируется смолой. Из него можно создавать различные крепкие формы, к примеру, корпуса лодки. Для этого стекломаты и смола применяются как папье-маше.

Более легким и тонким аналогом стекловаты является стеклоткань. Она делается по аналогичной технологии с сеткой, но более сложным ткацким способом. В частности из нее состоят стеклообои и стеклохолст. Последний приклеивается на качественно оштукатуренную и шпаклеванную стену, после чего осуществляется ее покраска. Наличие стеклохолста препятствует образованию трещин, позволяет скрыть мелкие дефекты основания. Такая поверхность является ремонтопригодной.

Особым спросом пользуется стеклопластик, который помимо стеклянных волокон содержит в себе связующие смолы. Это очень прочный износоустойчивый материал, из которого делают самые разнообразные изделия. Примером такого использования является стеклопластиковая арматура. Она является аналогом стальной арматуры, используемой для армирования бетонных конструкций. Неоспоримым достоинством стеклопластикового изделия является низкая стоимость, небольшой вес, а также возможность транспортировки в виде скрученной бухты. Материал обладает аналогичной устойчивостью к разрыву, что и стальная арматура, при этом быстро разрезается даже ручной ножовкой по металлу.

Стекловолокно имеет очень широкое использование в строительстве, однако в последнее время уступает свои позиции базальтовой вате по направлению теплоизоляции. Это аналогичный материал, сделанный не из кварцевого песка, а базальта. Последний является более безопасным для человека, поскольку его волокна меньше осыпаются и раздражают слизистые оболочки и кожу. Однако при соблюдении определенных строительных норм возможно использование стекловолокна не только в промышленных зданиях, но и в жилых объектах.

Материал по-прежнему очень широко применяется для утепления трубопроводов. Что касается стеклообоев и штукатурной сетки, то ее применение абсолютно безопасно, поскольку в этом случае для ее производства используются длинные нити, а не короткие высыпающиеся волокна. Поэтому данные материалы являются неоспоримыми лидерами рынка.

Из стекловолокна с полимерными добавками получают стеклопластик, из которого делают корпуса судов и лодок, облегченные кузова гоночных машин. Это отличный материал для изготовления лыж, и даже емкостей для питьевой воды. Стеклопластик гораздо крепче обычной пластмассы, кроме этого он намного долговечнее. Он обладает лучшей устойчивостью к высоким температурам.

Использование в качестве изолятора

Из стекловолокна делают изоляцию для проводов. Она выступает непроницаемым диэлектриком. Изоляционная оболочка представляет собой сплетенную ткань, обмотанную вокруг проводника. Также огромным спросом пользуется оптоволокно, представляющее собой длинные цельные нитки с внешней ПВХ оболочкой.

Применение в медицине

Из стекловолокна изготавливают протезы и безопасные для здоровья импланты, которые могут контактировать с живыми тканями. В частности хорошо зарекомендовали себя зубные протезы. Стекловолокно при стабильной структуре, без осыпающихся частей, является абсолютно нейтральным для человека. Именно поэтому значительная часть медицинского оборудования и инструмента содержит стекловолоконные части. Материал применяется для изготовления хирургического лазерного скальпеля.

Применение в медицине подтверждает безопасность волокна для здоровья человека. Единственным исключением являются пыль и мелкие частицы волокон, которые втягивается в легкие человека из воздуха. Они окружают стекловату, а также образуются при распиле стеклопластика. Во всех остальных случаях материал абсолютно безопасен.

Похожие темы:

Термостойкое алюмосиликатное стекловолокно, а также способ его изготовления и применения

Изобретение относится к термостойким алюмосиликатным стекловолокнам, а также к способу их изготовления и применения.

В высокотемпературном сегменте существует множество неорганических волокон. Примерами их являются, в частности, диоксид кремниевые волокна, стекловолокна, керамические волокна, биорастворимые волокна, поликристаллические волокна и кварцевые волокна. При этом термостойкие волокна находят применение там, где должны контролироваться высокие температуры. Кроме того, областью применения является противопожарная защита зданий. Наряду с использованием в крупных промышленных установках по переплавке металлических руд, в производстве стали и алюминия и в строительстве промышленных печей все чаще термостойкие стекловолокна обнаруживаются также и в таких областях, как бытовая техника, автомобильная промышленность, а также авиация и космонавтика.

В современных высокотехнологичных областях применения волокна наряду с выполнением функции тепловой защиты и/или изоляции играют все более важную роль в армировании полимерных материалов и бетонов. Используемые при этом армирующие волокна должны наряду с их функционализированной поверхностью для лучшего связывания с окружающей средой одновременно иметь и высокие пределы прочности на растяжение.

Многие волокнистые материалы в ходе последующих текстильных производственных процессов, таких как прядение, кручение, ткачество, прочие изделия плоской формы и т.п., перерабатываются в текстильную продукцию. Здесь также имеют большое значение механические характеристики, поскольку эти продукты используются преимущественно для армирования.

Термоустойчивые минеральные волокна состоят преимущественно из оксидов SiO₂, Al₂O₃ и СаО с весовыми долями SiO₂ более 40% по весу. В зависимости от области применения их химический состав может быть целенаправленно модифицирован путем добавления оксидов щелочных и щелочноземельных металлов (например, Li₂O, Na₂O, K₂O, MgO, СаО) и оксидов переходных металлов (например, TiO₂, ZrO₂ и Y₂O₃). Грубо различают алюмосиликатные волокна или RCF (Refractory Ceramic Fiber) [= огнеупорные керамические волокна], высокотемпературные стекловолокна, AES (биорастворимые волокна), поликристаллические волокна, полученные путем золь-гель-процессов, и силикатные волокна.

Для изготовления стекловолокон применяют стекольное сырье, отходы стекла, вулканическую породу или известняк, причем обозначения указывают на соответствующую минерально-сырьевую базу. Расплавы стекла и смесей горных пород посредством волокнообразующих устройств перерабатываются в волокна диаметром от 5 до 30 μm, причем в принципе различают четыре способа изготовления стекловолокон. Филаменты связываются в пучки по сто или более и вытягиваются на барабане в виде так называемых формуемых нитей.

При фильерном способе однородно расплавленная стекломасса непрерывно течет через сотни фильерных отверстий платинового фильерного стеклоплавильного сосуда. Используя силу тяжести и усилие вытягивания, изготавливаются стекловолокна диаметром от 5 до 30 μm. Благодаря гравитации количество последующего стекольного расплава остается неизменным, причем путем изменения скорости вытягивания может регулироваться диаметр стеклофиламентов. Выходящие филаменты остывают под воздействием конвекционного охлаждения или водяного охлаждения и наматываются на барабан. Перед процессом намотки филаменты шлихтуются.

При штабиковом способе несколько стеклянных штабиков диаметром от 2 до 8 мм закрепляются рядом, а нижний конец нагревается пламенем горелки до размягчения. Расплавленное на нижнем конце стеклянного штабика вязкое стекло за счет силы тяжести и усилия вытягивания вытягивается в стеклянную нить. Штабиковым способом преимущественно изготавливаются стекловолокнистые холсты и текстильные стекловолоконные пряжи.

При центробежном способе стекольный расплав при помощи центробежной силы под воздействием потока воздуха расщепляется на минеральные волокна, которые в виде необработанного войлока собираются в коллекторах или вертикальных шахтах.

Дутьевым способом могут быть получены очень тонкие и короткие стекловолокна. При этом стекольный расплав проталкивается под высоким давлением со скоростью до 100 м/сек через фильеры в дне варочного бассейна. Волокна при этом разрываются на короткие куски.

Само по себе хрупкое стекло, будучи вытянутым в тонкую нить, имеет при комнатной температуре высокую эластичность и прочность на растяжение. В отличие от арамидных волокон или углеродных волокон стекловолокно отличается аморфной структурой. Как у компактного оконного стекла ориентация молекул беспорядочна. Поэтому стекло можно рассматривать как застывшую жидкость. При превышении определенной температуры, которая называется температурой стеклования или температурой трансформации (T_G), происходит расцепление структурных сеток, в результате чего любое стекло претерпевает изменение устойчивости формы. При этом полные или частичные аморфные зоны переходят в эластичное, как резина, и высоковязкое состояние. При превышении температуры трансформации жесткость и прочность аморфных стекловолокон значительно снижаются.

Специалист подразумевает под понятием «температура трансформации» (T_G) по определению температуру, которая служит для характеристики положения интервала превращения стекла. Температура трансформации считается границей между хрупкоэластичным поведением застывшего стекла и вязкопластичным поведением размягченного стекла. Температура трансформации находится в среднем при вязкости 10^13,3 дПа-с и может быть определена по DIN ISO 7884-8:1998-02. Интервал превращения образует при этом переход от эластично-хрупкого поведения к высоковязкому жидкому поведению стекла. Изменение длины стекла над так называемым интервалом превращения, среднее значение которого примерно обозначается точкой трансформации T_G, больше, чем под ним.

В результате этого стекла могут воспринимать механические нагрузки исключительно ниже температуры трансформации, поскольку выше температуры трансформации они являются высоковязкими жидкими. Поэтому продукты, которые должны иметь повышенную термостойкость, испытывают колоссальную потребность в стекловолокнах, характеризующихся высокой температурой трансформации.

Патенты WO 96/39362 и DE 2320720 A1 описывают не содержащие борную кислоту и фтор стеклошихты для изготовления стекловолокон, так что вредные воздействия на окружающую среду сведены к минимуму по сравнению с изготовлением стекловолокон на основе стекла Е. Однако для достижения свойств, условий плавления и переработки стекол Ε к стеклошихте добавляется высокая доля MgO как заменителя оксидов СаО или TiO₂ в количестве минимум 2,0% по весу. Правда, из-за высокой доли MgO такого рода составы стекла проявляют сильную тенденцию к образованию смешанных кристаллов, так что получающиеся в результате стекла имеют крупнокристаллическую структуру. Недостатками таких стекол являются низкая химическая и термическая стойкость, а также подверженность образованию трещин от внутренних напряжений.

Патент US 3,847,627 А показывает состав стекла с высоким содержанием СаО в пределах от 17 до 24% по весу и содержанием MgO в пределах от 1,5 до 4,0% по весу, при котором температура образования волокон составляет минимум 1228°С. При этом из документа нельзя извлечь никаких значений температуры трансформации.

Так, из патента ЕР 2321231 A1 известны устойчивые к высокой температуре и химически стойкие стекловолокна на основе низкого содержания Fe₂O₃, но с альтернативной добавкой Cr₂O₃, имеющие хорошую светопроводимость / показатель преломления. Термостойкость описанного состава стекла составляет ок. 760°С. Для ряда целей применения эта термостойкость не является удовлетворительной. Дальнейшим недостатком является то, что температура образования волокон, необходимая для изготовления стекловолокон, составляет более 1270°С.

В коммерции известны в настоящее время два типа стекловолокон, термостойкость которых уже значительно превышает температуру трансформации, составляющую 760°С.

Во-первых, это так называемые волокна из S-стекла или НМ-стекловолокна, которые характеризуются высокой прочностью и высоким модулем упругости и поэтому используются для усиления строительных деталей, к прочности и прежде всего жесткости которых предъявляются повышенные требования. Недостаток состоит в том, что для некоторых стекол применяются очень чистые, дорогие оксиды вместо обычного стекольного сырья, причем вследствие высоких температур плавления этих смесей оксидов на уровне ок. 1700°С одновременно происходит усиленная коррозия стекловарочных бассейнов и их элементов. Усиленная коррозия, во-первых, сокращает срок службы стекловарочного бассейна, а во-вторых, вызывает снижение качества стекла, в связи с чем возникает необходимость в особых способах плавки.

Для обеспечения экономически привлекательного срока службы деталей стекловарочных бассейнов температура плавления состава стекла должна была бы быть ниже 1400°С. Однако известные на настоящий момент составы стекла имеют недостаток, состоящий в том, что при понижении температуры плавления опускается также и характерная для термостойкости стекла температура трансформации.

Во-вторых, известны дополнительно химически обработанные термостойкие стекловолокна, изготавливаемые как из стекла Е, так и из специальных стекловолокон. Специальные стекловолокна до химической обработки состоят главным образом из SiO₂ и Na₂O. На дополнительных этапах из стекловолокон в течение длительного времени в горячей кислоте полностью или частично экстрагируются определенные оксиды (H₂O), затем они нейтрализуются, подвергаются дополнительной химической обработке и шлихтуются. Дополнительно обработанные таким образом стекловолокна способны выдерживать температурную нагрузку до 1000°С. В связи со сложностью способа изготовления стекла такого рода являются дорогостоящими.

Вследствие этого по-прежнему существует повышенный спрос на термостойкие алюмосиликатные стекловолокна с улучшенными свойствами. В частности, существует спрос на изготовление термостойкого алюмосиликатного стекловолокна, которое в отношении теплостойкости заполнило бы пробел между стандартными стеклами С, Ε и ECR, и, с другой стороны, дорогими, дополнительно химически обработанными стеклами, способными выдерживать температурную нагрузку до 1000°С.

Задача изобретения состоит, следовательно, в предоставлении термостойкого алюмосиликатного стекловолокна, отличающегося температурой трансформации >760°С, причем температура плавления (T_S), а также температура образования волокон (T_F), равно как и температура ликвидуса (T_L), должны быть как можно более низкими. Учитывая необходимость защиты от вредных выбросов, приходится отказаться от использования соединений бора и фтора.

Согласно изобретению задача решается термостойким алюмосиликатным стекловолокном следующего состава:

45-61% по весу SiO2 12-25% по весу Al2O3 0,15-0,6% по весу Fe2O3 0,03-0,6% по весу Na2O 0,3-1,2% по весу K2O 16-30% по весу СаО 0,4-0,8% по весу MgO 1-10% по весу TiO2 0,5-5% по весу ВаО 0-10% по весу SrO 0-8% по весу CuO 0-5% по весу ZrO2

причем содержится минимум один из оксидов SrO, CuO, ZrO₂. В отношении того или иного оксида доля 0% по весу означает, что оксид может иметься в количестве ниже порога обнаружения. При этом исключение составляют примеси, обусловленные сырьем или технологией производства.

Термостойкое алюмосиликатное стекловолокно представляет собой не содержащий борную кислоту состав, расплавляемый без добавки сырья с содержанием оксида бора.

Неожиданно было обнаружено, что на аморфную структурную сетку SiO₂ алюмосиликатных стекловолокон можно целенаправленно воздействовать путем легирования атомами стронция, и/или меди, и/или циркония, что приводит к изменению физических параметров материала, в частности температуры трансформации (T_G), температуры плавления (T_S) и температуры образования волокон (T_F). При этом указанные весовые доли этих оксидов оказались особенно подходящими для повышения механических показателей (например, предела прочности на растяжение, модуля продольной упругости, эластичности, удлинения, разрушающей нагрузки, гибкости и пр.) соответствующих изобретению стекловолокон по сравнению с известными из уровня техники стекловолокнами (стекло Е, стекло ECR и стекло С).

При охлаждении расплава легирование аморфной структурной сетки SiO₂ посторонними ионами, бесспорно, препятствует переходу метастабильной аморфной модификации в энергетически благоприятную, кристаллическую модификацию. При этом легирования такими модификаторами сетки, как атомы стронция, и/или меди, и/или бария, неожиданно оказались особенно предпочтительными.

Легирование структурной сетки SiO₂ известных составов стекла вышеназванными модификаторами сетки позволяет повысить Т_G более чем до 760°С, причем одновременно снижаются или остаются неизменными T_S и T_F. Благодаря выбранному составу такого рода стекольный расплав пригоден для изготовления непрерывных стекловолокон при низкой температуре.

Добавка ZrO₂ повышает температуру трансформации больше, чем Al₂O₃, но одновременно повышает и температуру плавления.

Неожиданно обнаружилось, что на температуру трансформации почти не воздействуют оксиды CaO, SrO и ВаО, в то время как оксиды SiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂ и TiO₂ повышают температуру трансформации. Оксиды Na₂O, K₂O и CuO, наоборот, уже в небольших количествах очень заметно снижают температуру трансформации.

Далее, было обнаружено, что оксиды SiO₂ Al₂O₃ и ZrO₂ повышают температуру плавления T_S и температуру образования волокон T_F. В противоположность этому оксид Fe₂O₃, который через сырье свободно попадает в стекло, снижает как температуру трансформации, так и температуру плавления T_S и температуру образования волокон T_F.

Добавка TiO₂ повышает температуру трансформации и снижает температуру образования волокон и температуру плавления.

Добавленная доля CuO, напротив, способствует уменьшению T_S и T_F.

ZrO₂ за счет SiO₂ повышает наряду с T_G также температуру плавления и температуру образования волокон.

Соответствующие изобретению стекловолокна могут существовать как в виде филаментов, так и виде штапельных волокон.

Диаметр соответствующих изобретению стекловолокон составляет предпочтительно 5-30 μm, особенно предпочтительно 5-25 μm.

В соответствии с одним из вариантов выполнения согласно изобретению алюмосиликатные стекловолокна содержат предпочтительно 1-8% по весу SrO, в частности 2-6% по весу SrO и/или предпочтительно 0,5-6% по весу CuO, в частности 0-1,0% по весу CuO, и/или предпочтительно 3% по весу ZrO₂, в частности 0-2,0% по весу SrO.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения состав соответствующего изобретению алюмосиликатного стекловолокна содержит следующие доли (относительно общего состава) оксидов:

52-60% по весу SiO2 12-16% по весу Al2O3 <0,4% по весу Fe2O2 0,03-0,3% по весу Na2O 0,3-0,7% по весу K2O 18-24% по весу СаО 0,4-0,8% по весу MgO 1-5% по весу TiO2 0,5-3% по весу ВаО 0-2% по весу SrO 0-3% по весу ZrO2 0-1% по весу CuO

причем общая доля оксидов щелочных металлов (Na₂O и K₂O) в сумме составляет максимум 1,0% по весу,

причем общая доля оксидов SrO, CuO, ZrO₂ находится в пределах от 0,1 до 4,0% по весу, и

причем термостойкое алюмосиликатное стекловолокно имеет температуру трансформации >760°С и температуру образования волокон (вязкость 10³⁰ дПа-с) <1260°С, предпочтительно <1230°С.

Соответствующее изобретению алюмосиликатное стекловолокно после его изготовления имеет следующие характеристики:

a) температура трансформации >760°С,

b) температура образования волокон <1260°С, предпочтительно <1230°С,

c) температура плавления <1400°С.

Неожиданно обнаружилось, что исходная прочность на разрыв соответствующих изобретению стекловолокон и изготовленной из них ткани после изготовления примерно на 15% больше исходной прочности на разрыв известных из уровня техники стекол Е или стекол ECR.

Особенно предпочтительной является остаточная прочность на разрыв (относительная остаточная прочность на разрыв) соответствующих изобретению стекловолокон с диаметром от 9 до 15 μm и изготовленной из них ткани после тепловой нагрузки в 760°С в пределах от 10% до 15% по сравнению с исходной прочностью на разрыв при комнатной температуре.

Прочность представляет собой свойство материала и описывает механическое сопротивление, которое материал оказывает пластической деформации. В соответствии с изобретением под прочностью понимается прочность на растяжение. Прочность на растяжение является максимальным сопротивлением стекловолокна растягивающей нагрузке без разрушения. Прочность на растяжение и относительное удлинение при максимальном усилии измеряются при испытании на растяжение, знакомом специалисту.

По определению остаточная прочность на разрыв — это остающаяся прочность на разрыв стекловолокна или выполненной из него ткани после термического или химического воздействия на него. При этом остаточная прочность (относительная остаточная прочность на разрыв) после термического или химического воздействия на стекловолокно или ткань из него может быть обозначена как процентная доля от исходной прочности на разрыв стекловолокна или ткани.

Определяется остаточная прочность на разрыв стекловолокна или ткани из него до или после температурной нагрузки путем зажимания в подходящей машине для испытания на разрыв и под воздействием постоянной скорости подачи до разрыва стекловолокна или ткани из него.

Для термообработки опытные образцы ткани в виде полосок (5×30 см) подвергаются обработке в течение 1 часа при постоянной температуре в термошкафу. После охлаждения определяется прочность на разрыв этих опытных образцов ткани путем вычисления силы в ньютонах и изменения длины в миллиметрах.

Определяются исходная прочность опытного образца ткани без термической нагрузки и прочность на разрыв термически обработанного опытного образца ткани. Относительная остаточная прочность на разрыв получается при этом из процентного отношения прочности на разрыв термически обработанного опытного образца ткани к исходной прочности термически не обработанного опытного образца ткани.

Кроме того, неожиданным образом обнаружилось, что алюмосиликатные стекловолокна с соответствующим изобретению составом, содержащие оксиды SrO, ZrO₂ и/или CuO, обладают хорошей щелочеустойчивостью.

Методы определения щелочеустойчивости стекловолокон прекрасно известны специалисту и могут быть почерпнуты из соответствующих положений, например ETAG 004 (External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering — Edition 08/201 1 — долгосрочное определение) или DIN EN 13496:1999-06 (краткосрочное определение).

Ткани из алюмосиликатных стекловолокон соответствующего изобретению состава после кратковременной обработки щелочью (по DIN EN 13496:1999-06) предпочтительно имеют остаточную прочность на разрыв минимум 70%, а после долговременной обработки щелочью (согласно ETAG 004) — минимум 65%.

Оказалось, что Na₂O и K₂O являются водорастворимыми оксидами, которые, в частности, способствуют нежелательному снижению температуры трансформации T_G. В предпочтительном варианте осуществления изобретения соответствующий изобретению состав стекла имеет общую долю оксидов щелочных металлов Na₂O и K₂O в сумме максимум 1,0% по весу. Предпочтительно соответствующий изобретению состав стекла имеет долю оксида щелочного металла Na₂O максимум 0,25% по весу.

Однако в качестве осложняющего момента было обнаружено, что большинство оксидов взаимодействуют друг с другом и в результате этого действия отдельных оксидов в соответствующем изобретению составе стекла очень сильно зависят от процента их содержания. Особенно предпочтительный состав стекла соответствующего изобретению алюмосиликатного стекловолокна отличается тем, что доля (относительно общего состава) SiO₂ составляет от 54,0 до 58,0% по весу.

Особенно предпочтительный состав стекла соответствующего изобретению алюмосиликатного стекловолокна имеет долю Al₂O₃ в пределах от 14,0 до 16,0% по весу и долю СаО в пределах от 20,0 до 22,0% по весу.

На том же фоне соответствующий изобретению состав стекла предпочтительно имеет долю полезных оксидов MgO и Fe₂O₃ для MgO в пределах от 0,5 до 0,8% по весу или для Fe₂O₃ максимум 0,3% по весу.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения соответствующий изобретению состав стекла имеет общую долю оксидов TiO₂ и ВаО в сумме в пределах от 4,0 до 6,0% по весу.

Соответствующие изобретению стекловолокна с особенно предпочтительным составом стекла имеют температуру трансформации минимум 765°С, наиболее предпочтительно минимум 770°С. Благодаря высокой температуре трансформации соответствующие изобретению стекловолокна могут особенно предпочтительно воспринимать более высокие нагрузки.

Одновременно соответствующие изобретению составы стекла могут экономично расплавляться и преобразовываться в стекловолокна.

В принципе термическая нагрузка на стекло приводит к образованию дефектов в структурной сетке SiO₂. Это структурное повреждение сетки SiO₂ сохраняется и после охлаждения до комнатной температуры.

Благодаря соответствующему изобретению составу оксидов полученные из расплава стеклофиламенты после термической нагрузки в 760°С отличаются остаточной прочностью на разрыв, которая равняется или превышает прочность на разрыв стекла Е, стекла ECR и стекла С после такой же термической нагрузки.

Соответствующие изобретению термостойкие алюмосиликатные стекловолокна после термической нагрузки в 760°С имеют меньшее структурное повреждение сетки SiO₂ по сравнению с известными из уровня техники стекловолокнами (стекло Е, стекло ECR и стекло С). Поэтому соответствующие изобретению алюмосиликатные стекловолокна после термической нагрузки в 760°С отличаются остаточной прочностью на разрыв минимум 10% по сравнению с исходной прочностью (исходной прочностью на разрыв) при комнатной температуре без термической нагрузки.

Соответствующие изобретению стекловолокна могут существовать как в виде филаментов, так и в виде штапельных волокон.

Предметом изобретения является также способ изготовления термостойкого стекловолокна, включающий в себя следующие этапы:

а. приготовление стекольного расплава, имеющего следующие доли оксидов:

45-61% по весу SiO2 12-25% по весу Al2O3 0,15-0,6% по весу Fe2O3 0,03-0,6% по весу Na2O 0,3-1,2% по весу K2O 16-30% по весу СаО 0,4-0,8% по весу MgO 1-10% по весу TiO2 0,5-5% по весу ВаО 0-10% по весу SrO 0-8% по весу CuO 0-5% по весу ZrO2

причем содержится минимум один из оксидов SrO, CuO, ZrO₂,

b. перевод расплава в филаменты или штапельные волокна,

c. охлаждение полученных филаментов или штапельных волокон,

d. перемотка филаментов в комплексные нити или изготовление изделий плоской формы,

e. сушка полученных филаментов или штапельных волокон или изделий плоской формы.

Предлагаемый способ имеет преимущество, состоящее в том, что изготавливаются термостойкие стекловолокна, причем остаточная прочность нитей и тканей после термической нагрузки в 760°С еще составляет 10% относительно исходной прочности при комнатной температуре.

Оказалось предпочтительным, что остаточная прочность соответствующих изобретению стекловолокон диаметром от 9 до 15 μm и изготовленной из них ткани после термической нагрузки в 760°С составляет от 10% до 15% относительно исходной прочности на разрыв при комнатной температуре.

Изобретение имеет еще одно преимущество, состоящее в том, что для рентабельного производства и для стабильного хода процесса изготовления волокон понижаются температура плавления (T_S), температура ликвидуса (T_L), а также температура образования волокон (T_F).

Так, соответствующий изобретению состав стекла обладает следующими свойствами:

a) температура трансформации >760°С,

b) температура образования волокон <1260°С,

c) температура плавления <1400°С.

Особенно предпочтительным вариантом предложенного способа изготовления термостойкого стекловолокна оказался способ, при котором

а. приготовляется стекольный расплав, имеющий следующие доли (относительно общего состава) оксидов:

52-60% по весу SiO2 12-16% по весу Al2O3 <0,4% по весу Fe2O2 0,03-0,3% по весу Na2O 0,3-0,7% по весу K2O 18-24% по весу СаО 0,4-0,8% по весу MgO 1-5% по весу TiO2 0,5-3% по весу ВаО 0-2% по весу SrO 0-3% по весу ZrO2 0-1% по весу CuO

причем общая доля оксидов щелочных металлов (Na₂O и K₂O) в сумме составляет максимум 1,0% по весу и

причем общая доля оксидов SrO, CuO, ZrO₂ в сумме составляет от 0,1 до 4,0% по весу и

причем термостойкое алюмосиликатное стекловолокно после его изготовления имеет температуру трансформации >760°С и температуру образования волокон <1260°С,

причем вслед за этим происходит:

b. перевод расплава в филаменты или штапельные волокна,

c. охлаждение полученных филаментов или штапельных волокон,

d. перемотка филаментов в комплексные нити или изготовление изделий плоской формы и

e. сушка полученных филаментов или штапельных волокон или изделий плоской формы.

Неожиданно оказалось, что благодаря соответствующей изобретению доле SrO вязкость стекольного расплава при высоких температурах T_S и T_F снижается и таким образом предпочтительно улучшается текучесть (реология) стекольного расплава.

К счастью, было обнаружено, что соответствующая изобретению доля TiO₂ снижает температуру плавления состава стекла. Кроме того TiO₂, SrO и CuO при повышенных температурах предпочтительно действуют как флюсующая добавка, в результате чего повышается вязкость состава стекла в низкотемпературном интервале (интервале трансформации T_G). Отрицательным представляется слишком высокая доля TiO₂, поддерживающая нежелательную кристаллизацию.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения соответствующий изобретению состав стекла имеет долю TiO₂ от 1 до 5% по весу, наиболее предпочтительно от 2,5 до 3,5% по весу.

Предпочтительным образом соответствующий изобретению стекольный расплав имеет долю оксида щелочного металла Na₂O максимум 0,25% по весу.

Поэтому особенно предпочтительный состав соответствующего изобретению стекольного расплава отличается тем, что доля (относительно общего состава) SiO₂ составляет от 54,0 до 58,0% по весу.

Наиболее предпочтительно состав соответствующего изобретению стекольного расплава имеет долю Al₂O₃ в пределах от 14,0 до 16,0% по весу и долю СаО в пределах от 20,0 до 22,0% по весу.

Соответствующий изобретению стекольный расплав предпочтительно имеет доли полезных оксидов MgO и Fe₂O₃ для MgO в Пределах от 0,5 до 0,8% по весу или для Fe₂O₃ максимум 0,3% по весу.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения состав соответствующего изобретению стекольного расплава имеет общую долю оксидов TiO₂ и ВаО в сумме в пределах от 4,0 до 6,0% по весу.

Выше температуры ликвидуса (T_L) стекло полностью расплавлено и кристаллов больше не существует.

Температура образования волокон (T_F) — это температура стекольного расплава, при которой вязкость расплава составляет 10³ дПа-с. Поэтому низкая T_F упрощает процесс вытягивания для перевода расплава в филаменты. При такой вязкости нагрузка при изготовлении волокон самая низкая, в результате чего повышается прочность волокна. Кроме того, требуется меньше энергии, и производственные издержки могут, соответственно, поддерживаться на низком уровне.

Согласно изобретению подготавливается смесь оксидов, которая нагревается в варочном бассейне посредством газовой или электрической плавки до разжижения. Затем гомогенный стекольный расплав переводится в стеклофиламенты или штапельное волокно.

После полного расплавления смеси и гомогенизации стекольного расплава до перевода расплава в филаменты происходит очистка стекольного расплава. Очистка служит для удаления и уменьшения газовых составляющих из стекольного расплава. Присадки для очистки уже были многократно описаны и поэтому в принципе известны специалисту. Так, для очистки стекольного расплава вообще наряду с нитратом аммония предпочтительно добавляется нитрат натрия или сульфат натрия.

Неожиданно было обнаружено, что добавка ВаО не влияет на температуру трансформации, однако предпочтительно позволяет понизить температуры T_S и T_F.

В особенно предпочтительном варианте осуществления предложенного способа при приготовлении стекольного расплава вместо сульфата натрия или нитрата натрия часть от общей доли ВаО добавляется в виде сульфата бария в количестве 0,4% по весу. Предпочтительно добавка сульфата бария служит в качестве очищающего средства.

При этом перевод расплава в филаменты происходит фильерным способом, причем выходящие из фильер филаменты охлаждаются. Отвод тепла происходит предпочтительно путем охлаждения при естественной конвекции или охлаждения водой.

В результате высоких скоростей вытягивания, которые во время перевода стекольного расплава в стеклофиламенты воздействуют на выходящие из фильер стеклянные нити, возникает структура стекла, особенно подверженная приповерхностным дефектам (например, трещинам по Гриффитсу).

В соответствии с вариантом осуществления предложенного способа полученные из стекольного расплава стеклофиламенты после процесса охлаждения обрабатываются шлихтующим веществом, благодаря которому могут быть исправлены или закрыты приповерхностные дефекты. Устранение приповерхностных дефектов предотвращает распространение открытых структур, в результате чего снижается подверженность стеклофиламентов растрескиванию. Благодаря шлихтованию стекловолокон повышается и прочность материала.

Главная задача шлихтования состоит в том, чтобы стекловолокна были защищены для дальнейших технологических операций. Соответствующие изобретению стекловолокна и изделия из них (например, ткань), которые не расшлихтовываются, уже со шлихтой получают средства, повышающие адгезию, для тех или иных областей применения.

Грубые ткани из директ-ровингов имеют шлихту, совместимую с матрицей. По этой причине такие ткани не расшлихтовываются.

Ткани из более тонких нитей обычно имеют шлихту из преимущественно органических, частично маслянистых субстанций, которые необходимо удалять. Удаление шлихты происходит путем термической обработки при температурах выше 400°С. После такой расшлихтовки на ткань вновь наносится субстанция, совместимая с соответствующей матрицей. У тканей из термостойких алюмосиликатных стекловолокон, которые подверглись термической расшлихтовке и заключительной отделке, потеря прочности незначительна.

В соответствии с вариантом осуществления предложенного способа шлихта предпочтительно содержит неорганические субстанции, например силаны, или субстанции из соль-гель-процесса. Шлихтование силанами или соль-гель-шлихтование может выполняться в производственном процессе при температуре стекловолокон до 100°С.

Стеклонити, обрабатываемые силановой шлихтой, отличаются боле высокой прочностью, чем стеклонити, обработанные шлихтой без силанов.

И, наконец, данное изобретение относится к применению термостойких алюмосиликатных стекловолокон, описываемых в соответствии с изобретением.

Соответствующие изобретению термостойкие алюмосиликатные стекловолокна в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения находят применение в производстве выдерживающих растяжение стекловолокон, крученых нитей, нетканых материалов, тканей или изделий плоской формы или подложек для катализаторов, фильтров или других волокнистых изделий.

Для применения соответствующих изобретению термостойких алюмосиликатных стекловолокон, например, в качестве подложек для катализаторов, термостойкие алюмосиликатные стекловолокна могут быть текстурированы.

К тому же соответствующие изобретению термостойкие алюмосиликатные стекловолокна предпочтительно находят применение в производстве тканей, причем ткани состоят из термостойких алюмосиликатных стекловолокон, которые после тканья термически расшлихтовываются и получают окончательную отделку и имеют незначительную потерю прочности.

Пример осуществления изобретения 1

На основе следующего примера осуществления изобретение будет освещено более подробно.

Для разъяснения влияния соответствующих изобретению долей оксидов SrO, CuO, ZrO₂ на температуру трансформации и температуру плавления были изготовлены следующие шесть стекольных расплавов, имеющих в своем составе (см. Таблица 1) идентичные доли Fe₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, MgO, TiO₂ и ВаО.

Следующая Таблица 1 показывает подборку применяемых в настоящее время химических составов алюмосиликатных стекловолокон (контрольные стекла) по сравнению с химическим составом соответствующих изобретению термостойких алюмосиликатных стекловолокон (стекло №1-6). Все данные приведены в % по весу.

Стекольные смеси для стекол согласно Таблице 1 нагреваются в варочном бассейне до перехода в жидкое состояние. Используя силу тяжести и усилия вытягивания, фильерным способом производятся стеклонити, которые натягиваются на вращающуюся катушку. Для остывания выходящие из фильер стеклонити обрабатываются посредством охлаждения при естественной конвекции и водяного охлаждения.

Температура трансформации считается границей между хрупкоэластичным поведением застывшего стекла и вязкопластичным поведением размягченного стекла. Она находится в среднем при вязкости в 10^13,3 дПа-с и может быть определена по DIN ISO 7884-8:1998-02 в точке пересечения касательных, которые прокладываются к сторонам изогнутой кривой расширения.

Из Таблицы 1 следует, что доли оксидов оказывают влияние на температурные параметры (T_G, T_F и T_S) отдельных стекловолокон. По сравнению с контрольными стеклами все соответствующие изобретению испытуемые стекла имеют более высокую T_G, причем T_G выше 760°С. Одновременно T_S и T_F соответствующих изобретению испытуемых стекол в среднем снижены соответственно на 100°С или 50°С.

В отношении соответствующих изобретению испытуемых стекол между собой доля SrO в 6% по весу приводит к повышению T_S, T_F и T_G. Напротив, добавленная доля CuO в 6% по весу способствует снижению T_S и T_F. Доля ZrO₂ в 2% по весу за счет доли SiO₂ приводит к повышению T_G, причем температурные параметры T_F и T_S снижены благодаря доле CuO. TiO₂ действует, как SrO, повышает T_G и понижает T_F и T_S.

Пример осуществления изобретения 2

Далее, для объяснения влияния соответствующих изобретению долей оксидов SrO, CuO, ZrO₂ на температуру трансформации и температуру образования волокон были изготовлены следующие семь стекольных расплавов. В Таблице 2 можно найти соответствующие составы стекол с номерами 8-13. В качестве средства очистки к каждому из стекольных расплавов был добавлен исключительно сульфат бария весовой частью 0,4% по весу, относительно общей доли ВаО.

Таблица 2 показывает химические составы стекла трех коммерчески доступных алюмосиликатных стекловолокон (контрольные стекла) по сравнению с семью взятыми для примера составами стекла соответствующих изобретению термостойких алюмосиликатных стекловолокон (стекло №7-13). Все данные приведены в % по весу.

Добавка ZrO₂ (0,3% по весу в стекле №8) повышает T_G, приводит одновременно также и к повышению T_F. Путем добавки SrO (4,0% по весу в стекле №10) T_S может быть значимо снижена до 1363°С, причем одновременно слегка повышается T_G. Если оба оксида используются в комбинации (сравн. стекло №11 и 12), то их воздействие на T_G, T_F и T_L зависит от соответствующей общей доли состава стекла, причем добавка CuO (0,1% по весу в стекле №13) позволяет произвести тонкую настройку характеристических температур.

Далее, стекло №11 содержит TiO₂ общей концентрацией 8,3% по весу, в результате чего повышается T_G и одновременно понижается температура плавления и температура образования волокон.

Пример осуществления изобретения 3

Определение остаточной прочности на разрыв после термической нагрузки

Для определения исходной прочности на разрыв опытные образцы ткани тройного определения в виде полосок (по 5×30 см в направлении основы или 5×30 см в направлении утка) тестируются в машине для испытания на разрыв (Zwick GmbH & Co. KG) с максимальным разрывным усилием 10 кН с интервалом 10 см между клеммами и постоянной скоростью подачи 100 мм/мин и вычисляется среднее значение 3 опытных образцов ткани.

Термическая нагрузка

Для определения термостойкости опытные образцы ткани в виде полосок (5×30 см; 9 μm стеклонитей) подвергаются обработке в течение 1 часа в термошкафу при 400°С. Затем опытные образцы ткани достаются из термошкафа и охлаждаются при комнатной температуре примерно до 20°С.

В соответствии с вышесказанным опытные образцы ткани в виде полосок (5×30 см; 9 μm стеклонитей) подвергаются обработке в течение 1 часа в термошкафу при 500°С, 600°С, 650°С, 700°С, 750°С или 800°С, а затем охлаждаются при комнатной температуре примерно до 20°С.

Испытание остаточной прочности на разрыв термически обработанных, охлажденных опытных образцов ткани происходит аналогично определению исходной прочности на разрыв.

В нижеследующей Таблице 3 приведены относительные значения прочности на разрыв для отдельных температур, причем исходная прочность на разрыв принимается за 100%, а относительные значения остаточной прочности на разрыв [в %] рассчитываются как процентная ставка от исходной прочности на разрыв.

В качестве контрольных служили опытные образцы ткани из стекла Е или стекла ECR.

Таблица 3 показывает, что относительная остаточная прочность на разрыв всех трех опытных образцов ткани снижается по мере повышения термической нагрузки (с 400 до 700°С). В то время как опытные образцы ткани из стекла Е после термической нагрузки в 750°С не имеют остаточной прочности, опытные образцы ткани из стекла ECR еще имеют относительную остаточную прочность на разрыв в 5% по сравнению с исходной прочностью на разрыв. Более того, опытные образцы ткани из стекловолокна соответствующего изобретению состава после термической нагрузки в 750°С имеют относительную остаточную прочность на разрыв в 11%, а после термической нагрузки в 800°С все еще имеют относительную остаточную прочность на разрыв в 1% по сравнению с исходной прочностью на разрыв.

Пример осуществления изобретения 4

Стойкость к щелочам

По аналогии с примером осуществления изобретения 3 были определены исходные значения прочности на разрыв стеклоткани из соответствующих изобретению стекловолокон стекла №8 (сравн. Таблица 2, пример осуществления изобретения 2) при постоянной скорости подачи (50±5) мм/мин. В качестве контрольных служили соответственно опытные образцы ткани из стекла Ε или стекла ECR.

Кратковременная обработка щелочью в соответствии с DIN EN 13496:1999-06

Для определения остаточной прочности на разрыв после кратковременной обработки щелочью в соответствии с DIN EN 13496:1999-06 опытные образцы ткани в виде полосок (5 см × 30 см; 9 μm стеклонитей) были погружены в направлении утка в щелочной раствор (1 г NaOH, 4 г КОН, 0,5 г Са(ОН)₂ на литр дистиллированной воды) и выдерживались в нем в течение 24 часов при температуре (60±2)°С. Определение стойкости к щелочам происходит как семикратное определение на каждый опытный образец ткани.

В качестве контрольных соответствующие опытные образцы ткани выдерживаются в условиях окружающей среды в течение минимум 24 час при (23±2)°С и (50±5)% относительной влажности воздуха.

После выдерживания в щелочном растворе опытные образцы ткани промываются под струей водопроводной воды при температуре (20±5)°С до тех пор, пока показатель рН на поверхности, измеренный при помощи рН индикаторной реактивной бумаги, не станет меньше чем рН 9. Затем опытные образцы ткани выдерживаются в течение 1 часа в 0.5%-ной соляной кислоте. После этого выдерживания опытные образцы ткани без усиленного движения промываются под струей водопроводной воды, пока не будет достигнут показатель рН 7, измеренный при помощи рН индикаторной реактивной бумаги. Опытные образцы ткани высушиваются в течение 60 мин при (60±2)°С и затем выдерживаются минимум 24 часа при (23±2)°С и (50±5)% относительной влажности воздуха, прежде чем они будут подвергнуты испытанию.

Для установления остаточной прочности на разрыв (сравн. Таблицы 4) опытные образцы ткани зажимаются в машине для испытания на разрыв и при постоянной скорости подачи (50±5) мм/мин растягиваются до разрыва опытного образца ткани. Во время испытания сила определяется в ньютонах, а изменение длины в миллиметрах.

После обработки щелочью в соответствии с DIN EN 13496:1999-06 для всех опытных образцов ткани была установлена сопоставимая относительная остаточная прочность на разрыв в 75% либо 76%.

Долговременная обработка щелочью в соответствии с ETAG 004

Долговременная устойчивость опытных образцов ткани (ткань) к воздействию щелочи определяется в соответствии с ETAG 004 (редакция 08/2011), раздел 5.6.7.1.2. Для этого опытные образцы ткани в виде полосок (5 см × 5 см; 9 μm стеклонитей) соответствующего изобретению состава стекла в соответствии со стеклом №8 (сравн. Таблица 2) погружаются в направлении утка на 28 дней в щелочной раствор (1 г NaOH, 4 г КОН, 0,5 г Са(ОН)₂ на литр дистиллированной воды) при (28±2)°С.

После этого испытуемые образцы промываются путем пятиминутного погружения в раствор кислоты (5 мл 35%-ной HCl, разведенной в 4 л воды) и затем последовательно помещаются в 3 резервуара с водой (по 4 л каждый). Опытные образцы ткани оставляются в резервуарах с водой на 5 минут.

Затем опытные образцы ткани в течение 48 часов высушиваются при (23±2)°С и относительной влажности (50±5)%. Установленные значения остаточной прочности на разрыв после обработки щелочью приведены в Таблице 4. У текстильных стекловолоконных решеток остаточная прочность на разрыв должна составлять минимум 50% от исходной прочности на разрыв.

Для опытных образцов ткани из соответствующих изобретению стекловолокон стекла №8 (1618,6 N/5 см) была определена составляющая 69% сопоставимая относительная остаточная прочность на разрыв, как и для опытных образцов ткани из стекла ECR (1488,4 N/5 см или 70%). Опытные образцы ткани из стекла Е, напротив, обнаружили относительную остаточную прочность на разрыв лишь на уровне 64% по сравнению с соответственно не подвергавшимися обработке опытными образцами ткани.

В качестве особенно предпочтительной следует выделить более высокую исходную прочность на разрыв соответствующих изобретению стекловолокон по сравнению со стекловолокнами из стекла Е или стекла ECR, что следует из сравнения стекла №8 со стеклом Е и стеклом ECR.

Стеклоткань конструкционная Т-11(92) ТУ

Стеклоткань Т11 – Плотная конструкционная ткань из прочных крученых стекловолокон сатинового плетения. Замасливатель аминосилан. Используется в качестве армирующей основы в композиционных стеклопластиках.

Основные технические характеристики стеклоткани Т 11

• Официальное наименование – стеклоткань Т 11 (конструкционная)
• Связующий замасливатель стеклонитей – аминосилан
• Тип плетения стекловолокон – сатиновое, ячеистое
• Толщина стеклоткани – 0,28 мм
• Плотность нитей по основе/утку – 22(+1)/13(+1)
• Поверхностная плотность – 385 гр/м2
• Толщина, мм 0,28 (±0,03)
• поверхностная плотность, г/м2 385 (±15)
• плотность ткани, нитей, см:
• по основе 22 (+1)
• по утку 13 (±1)
• разрывная нагрузка, Н (кгс), не менее:
• по основе 2744 (280)
• по утку 1568 (160)
• ширина ткани, см 92 (+ 1,84, -0,92)

Свойства и особенности:

Стеклоткань Т 11 выдерживает воздействие температур от — 200°С до +500°С. Материал не плавится, не подвержен горению, воздействию химических реагентов, коррозии. Тонкий, гибкий материал используется для изготовления стеклопластиковых деталей сложных форм. Стеклоткань Т не ломается, не крошится. Перед началом работ полотно нет необходимости отжигать.
Ячеистая структура плетения полотна и наличие в основе стекловолокон аминосиланового замасливателя способствует быстрой пропитке ткани эпоксидными смолами. Стеклопластик из стеклоткани Т 11 имеет высокий коэффициент прочности, обладает ударной сопротивляемостью, его можно сверлить, резать, прошивать. Материал безопасен для здоровья человека.

Область применения:

Основное применение стеклоткани Т 11:
— Изготовление стеклопластиков
— Теплоизоляция нагревающихся конструкций, трубопроводов и т.д
— Обмотка кабелей высокого напряжения
— В качестве очистных фильтров для газовой и химической промышленности
— Армирующий наполнитель в производстве стеклопластиков

Стеклоткань Т – основной компонент в композитном материале графитопласт. Сочетание эпоксидной смолы, пенопласта и стеклоткани Т 11 используется для самостоятельного конструирования лодок, емкостей для хранения горючих жидкостей, деталей в машиностроении и многого другого.
Заказать и купить стеклоткань можно по телефону или оставить заявку на сайте.

Свойства стекловолокна

Стекловолокно — это материал, состоящий из нескольких тонких волокон стекла . Этот продукт является одним из самых универсальных промышленных материалов, известных сегодня. Он имеет механические свойства, сравнимые с другими волокнами, такими как углеродное волокно и полимеры. Стекловолокно используется в качестве армирующего агента для многих полимерных продуктов, чтобы сформировать очень прочный и легкий материал, известный как стекловолокно .

Стекловолокно

обладает уникальными преимуществами перед другими материалами благодаря толщине , весу и прочности .Обладая таким широким диапазоном свойств, этот материал может удовлетворить проектные задачи во многих отраслях промышленности.

Свойства стекловолокна

• Высокая прочность на разрыв. Стекло имеет большую прочность на разрыв, чем стальная проволока того же диаметра, при меньшем весе.

• Стабильность размеров. Стекловолокно не чувствительно к колебаниям температуры и влажности. Имеет низкий коэффициент линейного расширения.

• Высокая термостойкость. Стеклоткани сохраняют 50% прочности на разрыв при комнатной температуре при 370 ° C, 25% при 480 ° C, температуру размягчения 845 ° C и точку плавления 1135 ° C.

• Хорошая теплопроводность. Стекловолокно — отличный теплоизолятор из-за высокого отношения площади поверхности к весу. Это свойство делает его очень полезным в строительной индустрии.

• Высокая огнестойкость. Стекловолокно является минеральным материалом, поэтому оно негорючее.Он не распространяет и не поддерживает пламя. При нагревании он не выделяет дыма или токсичных продуктов.

• Хорошая химическая стойкость. Стекловолокно обладает высокой устойчивостью к воздействию большинства химикатов.

• Отличные электрические свойства. Стекловолокно имеет высокую диэлектрическую прочность и низкую диэлектрическую проницаемость. Это отличный электроизолятор даже при небольшой толщине.

• Диэлектрическая проницаемость. Это свойство стекловолокна делает его пригодным для изготовления электромагнитных окон.

• Совместимость с органическими матрицами. Стекловолокно может различаться по размеру и может сочетаться со многими синтетическими смолами и некоторыми минеральными матрицами, такими как цемент.

• Высокая прочность. Стекловолокно не подвержено воздействию солнечного света, грибков или бактерий.

• Не гниет. Стекловолокно не гниет и не подвержено действию грызунов и насекомых.

• Очень экономичный. Это более экономичный выбор по сравнению с аналогичными материалами.

Благодарим вас за то, что вы нашли время прочитать нашу запись в блоге. Если вы думаете об обучении за границей, взгляните на нашу степень магистра в области композитов.

В PFH мы заботимся о том, чтобы вы получали высококачественное образование и максимально использовали свой опыт обучения за границей!

Свойства стекловолокна

Стекловолокно стало популярным материалом, используемым в нескольких промышленных отраслях, таких как нефтегазовая, морская и химическая, и это лишь некоторые из них.Стекловолокно также играет роль во многих промышленных изоляционных процессах и конечных продуктах, таких как ткани для высокотемпературных применений.

Стекловолокно — это материал, состоящий из нескольких тонких стекловолокон. Этот продукт является одним из самых универсальных промышленных материалов, известных сегодня. Он имеет механические свойства, сравнимые с другими волокнами, такими как полимеры и углеродное волокно. Продукт используется как армирующий агент для многих полимерных изделий; чтобы сформировать очень прочный и легкий материал, известный как стекловолокно.

Ткани из стекловолокна обладают некоторыми уникальными преимуществами по сравнению с другими тканями благодаря толщине, весу и прочности. Обладая таким широким диапазоном свойств, он позволяет материалу удовлетворять проектным и проектным целям во многих промышленных применениях. Ткани из стекловолокна обладают следующими свойствами:

• Высокая прочность на разрыв: Стекло имеет большую прочность на разрыв, чем стальная проволока того же диаметра; при меньшем весе.

• Стабильность размеров: Состоит из небольшой нагрузки на удлинение, обычно 3% или меньше.

• Высокая термостойкость: Стеклоткань сохраняет 50% прочности на разрыв при комнатной температуре при 700 ° F, 25% при 900 ° F, точку размягчения 1555 ° F и точку плавления 2075 ° F.

• Огнестойкость: Изготовлен из неорганических материалов, что делает продукт негорючим.

• Хорошая теплопроводность: Стекловолокно является отличным теплоизолятором из-за высокого отношения площади поверхности к весу.

• Хорошая химическая стойкость: Высокая устойчивость к воздействию большинства химикатов.

• Превосходные электрические свойства: Обладает высокой диэлектрической прочностью и низкой диэлектрической проницаемостью.

• Прочность: Не подвержен воздействию солнечного света, грибков и бактерий.

• Экономичный: Экономичный выбор по сравнению с аналогичными продуктами.

Стекловолокно производится во многих формах для конкретных целей и применений.Наиболее распространенным типом стекловолокна, используемым в стекловолокне, является электронное стекло, оно является наиболее распространенным и наименее дорогим. E-стекло можно найти в нашем GLT Mat, механически связанном изоляционном слое из электронного стекла, используемом при изготовлении съемных изоляционных покрытий.

Интернет-ресурс с информацией о материалах — MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы. Преимущества регистрации в MatWeb Премиум-членство Характеристика: — Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая: Как найти данные о собственности в MatWeb Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb. У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем к этому количеству, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями. База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами — сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.

Рекомендуемый материал: Меламино-арамидный ламинат

Армирование стекловолокном | Hexcel

Универсальность стекла как волокна делает его уникальным промышленным текстильным материалом.Тканые стекловолокна предлагают отличное сочетание свойств от высокой прочности до огнестойкости по более доступной цене. Широкий диапазон размеров пряжи и рисунков переплетения обеспечивает огромный потенциал дизайна, позволяя конечному пользователю выбрать наилучшее сочетание характеристик материала, экономичности и гибкости. Hexcel производит арматуру из стекловолокна различной плотности, от 48 до 1300 г / м2.

Стабильность размеров : стекловолокно — это конструкционный материал со стабильными размерами, который не растягивается и не сжимается после воздействия чрезвычайно высоких или низких температур.Максимальное удлинение для стекла «Е» при разрыве составляет 4,8% при 100% упругом восстановлении при напряжении, близком к точке разрыва.

Влагостойкость : стекловолокно не впитывает влагу и не изменяется физически или химически под воздействием воды.

High Strength : высокое соотношение прочности и веса стекловолокна делает его превосходным материалом в тех областях, где требуются высокая прочность и минимальный вес. В текстильной форме эта прочность может быть однонаправленной или двунаправленной, что обеспечивает гибкость конструкции и стоимости.

Огнестойкость : стекловолокно — неорганический материал, не горящий и не поддерживающий горение. Он сохраняет примерно 25% своей первоначальной прочности при 1000 ° F (540 ° C).

Химическая стойкость : большинство химикатов практически не влияют на стекловолокно. Неорганические стеклотекстильные волокна не образуют плесени, не гниют и не портятся. Стекловолокно подвержено воздействию плавиковой, горячей фосфорной кислоты и сильных щелочных веществ.

Электрические свойства : стекловолокно — отличный материал для электроизоляции.Сочетание таких свойств, как низкое влагопоглощение, высокая прочность, термостойкость и низкая диэлектрическая проницаемость, делает стеклоткань идеальной для усиления печатных плат и изоляционных лаков.

Теплопроводность : низкий коэффициент теплового расширения в сочетании с высокими свойствами теплопроводности делает стеклоткань стабильным по размеру материалом, который быстро рассеивает тепло по сравнению с асбестом и органическими волокнами.

KGF Co., ООО

Тип пряжи из стекловолокна

Пряжа из стекловолокна

Стекловолокно — это материал, состоящий из неорганического волокна диаметром 5-13 мкм, которое производится путем плавления смешанного рафинированного стеклянного сырья при высокой температуре 1200-1500 ℃. Пряжа из стекловолокна используется с двумя связями одинарной пряжи и крученой пряжи в зависимости от ее использования.

Описание пряжи	Диаметр нити.(㎛)	текс (г / 1000 м)	Предел прочности на разрыв (кгс)
ECD 900 1/0 1.0 Z	5	5,5	> 0,30
ECD 450 1/0 1.0 Z	5	11,0	> 0,56
ECE 225 1/0 0,9 Z	7	22,0	> 0.90
ЭКГ 150 1/0 0,7 Z	9	33,5	> 1,20
ЭКГ 150 1/2 3.8 S	9	67,5	> 2,10
ЭКГ 150 1/3 3,8 с	9	100,0	> 3,20
ЭКГ 75 1/0 0,7 Z	9	67.5	> 2,40
ЭКГ 75 1/2 3.8 S	9	135,0	> 4,20
ЭКГ 75 1/3 3.8 S	9	202,0	> 6,50
ЭКГ 37 1/0 0,7 Z	9	135,0	> 3,00
ЭКГ 37 1/3 3.8 S	9	405.0	> 8,50

Пряжа текстурированная из стекловолокна и ровинг

Текстурированная пряжа из стекловолокна производится из стекловолокна на текстурированной машине. И это используется в производстве изоляционной ткани и фильтровального мешка с использованием теплоизоляции и свойство фильтрации. Стеклянный ровинг используется для усиления прочности таких стеклопластиков, как сосуд. и септик.

Обычная стеклянная система Количество на дюйм		Диаметр нити.(㎛)	текс (г / 1000 м)	Денье (г / 9000)
Текстурированная пряжа	ECDE 75 1/2 (Т)	6	148	1,332
	ECDE 75 1/3 (T)	6	222	1,998
Ровница	300	13	300	2,700
	1,200	17	1,200	10 800
	2,400	24	2,400	21 600
	4 400	24	4 400	39 600

Швейная нить

Швейная нить используется для шитья, требующего высокой термостойкости и химической стойкости.Основное применение: шитье фильтровального мешка, изоляционного покрытия.

Стиль	Плотность пряжи (текс)	Цвет	Толщина (мм)	Непрерывное использование (℃)
Швейная нить из стекловолокна с тефлоновым покрытием	180	Темно-коричневый	0.30	300
Швейная нить из волокна PTFE	140	Белый	0,30	250
Швейная нить из базальтового волокна	160	Темно-зеленый	0,30	350
Швейная нить из стального волокна	200	серый	0.25	1,100

Собственность стеклоткани

Стеклоткани KGF в основном производятся из стекловолокна марки «E», а стеклоткань разрабатывается и поставляется клиентам в соответствии с требованиями клиентов.

Тип конструкции

Механические свойства

..

Высокая прочность на разрыв	Стекловолокно — одно из волокон с наивысшей прочностью на разрыв.Его вес легче, чем у стальной проволоки, но его прочность на разрыв выше, чем у стальной проволоки
Хорошая стабильность размеров	Стеклоткань имеет низкий процент удлинения (менее 3%) и, следовательно, отличную стабильность размеров
Высокая термостойкость	Стеклоткань применяется в условиях высоких температур с относительно дешевыми вложениями. Стеклоткань может выдерживать около 50% прочности на разрыв при 700 ℉ (371 ℃) и около 25% при 482 ℃.Температура размягчения составляет 846 ℃, а точка плавления — 1121 ℃
Негорючесть	Стеклоткань из неорганических материалов является негорючей тканью и применяется в особо опасных местах пожара.
Высокая теплопроводность	Стеклоткань быстрее выделяет тепло и подходит для изоляции
химическая стойкость	Как и само стекло, стеклоткань обладает высокой устойчивостью к воздействию большинства химикатов
Электроизоляция	Отличная термостойкость и низкая гигроскопичность.И имеет превосходную электрическую изоляцию, которая применяется в области электроэнергетики
Выносливость	Защищено от солнечного света, пыли, грибков и бактерий
Экономичный	Экономичный материал по сравнению с другими аналогичными тканями

Химический состав и основные механические свойства

	SiO₂	Al₂O₃	B₂O₃	MgO, CaO	R₂O	ZrO₂	Персонаж
Стекло E	52 ~ 56	12 ~ 16	5 ~ 10	20 ~ 25	0 ~ 0.8		Электроизоляция
C-стекло	60 ~ 67	2 ~ 6	0 ~ 8	10 ~ 20	8 ~ 15		Кислотостойкость
S-стекло	63 ~ 64	23 ~ 25	0,01 макс.	10 макс.	0 ~ 3		Высокая прочность на разрыв
Стекло AR	55 ~ 65	0 ~ 5	0 ~ 4	0 ~ 12	13 ~ 18	12 ~ 21	Устойчив к щелочам

Основные механические свойства (стекло E)

Удельная масса	2.54
Прочность на разрыв	150 кг / ㎟
Относительное удлинение (макс.)	4%
Влагопоглощение (макс.)	0,30%
Температура размягчения	846 ℃
Теплопроводность	0,86㎉ / м ч ℃

Справочный код KGF для стеклоткани

Стеклоткань KGF изготавливается различной толщины, веса и ширины в зависимости от способа изготовления.А также они классифицируются по методам окончательной обработки, таким как термообработка, обработка поверхности, препрег и покрытия

Термическая обработка и силановая отделка

Код	Условия обращения	Замечание
-HS	Ткацкий станок в состоянии
-S	Термическая обработка
-N1	Силановое покрытие для фенольной или эпоксидной смолы
-N2	Силановое покрытие для ненасыщенной полиэфирной смолы
-N3	Силановое покрытие для эпоксидной смолы

Препрег и покрытие

Код	Условия обращения	Замечание
-PHC	Препрег из фенольной смолы
-POC	Препрег из полиэфирной смолы
-EPC	Препрег на основе эпоксидной смолы
-AC	Акриловое связующее покрытие
-ПВХ	Покрытие из ПВХ-смолы
-MC	Покрытие из меламиновой смолы
-PU	Покрытие из полиуретановой смолы
-SR	Покрытие из силиконовой резины
-SV	Алюминиевое порошковое покрытие
-АЛ	Ламинирование алюминиевой фольгой

※ Пожалуйста, свяжитесь с нами для специального применения.Специальные спецификации доступны по запросу.

Термическая обработка и покрытия

Стекловолоконную ткань можно использовать без обработки, а также широко использовать в зависимости от конкретного применения с подходящими обработками или покрытиями, такими как термообработка, силановая отделка, препрег, покрытие и ламинирование.

Термическая обработка

Чтобы улучшить совместимость при скручивании / плетении, связующие, такие как масло, используются при формировании волокна и калибровке пучка.. В процессе термообработки удаляются различные связующие в зависимости от области применения.

Силановая отделка

Это обработка поверхности тканей связующими агентами, совместимыми с несколькими смолами.

Препрег

Чтобы сделать ткань, подвергают термической очистке и обработке связующим агентом до полуотвержденного состояния, пропитывая ее смесью с подходящим отвердителем. смолы, такие как эпоксидная смола, фенольная смола, ненасыщенный полиэфир и другие, в определенном соотношении

Покрытие

Это обработка поверхности акриловой смолой, силиконовой смолой, уретановой смолой или другой специальной смолой в зависимости от области применения.

Ламинирование

Это процесс скрепления стеклотканью и листом алюминиевой фольги, пленкой или бумагой.

Стекловолокно — типы, свойства и применение

Стекловолокно — это форма армированного стекловолокном 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, кровле и других применениях.

В этой статье мы подробнее поговорим о типах стекловолокна, а также об 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 называется щелочью. стекло и устойчиво к воздействию химикатов.Благодаря составу стекловолокна А оно 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.
• Стекло E : оно также называется электрическим стеклом и является очень хорошим изолятором электричества.
• AE-glass : Стекло, устойчивое 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:

• Стекловолоконная лента : Стекловолоконные ленты 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.
• Канат из стекловолокна : Канаты сплетены из стекловолоконной пряжи и используются для упаковки.

Свойства стекловолокна

• Механическая прочность : Стекловолокно имеет более высокое удельное сопротивление, чем сталь. Итак, он используется для изготовления высокопроизводительных материалов.
• Электрические характеристики : Стекловолокно — хороший электроизолятор даже при небольшой толщине.
• Негорючесть : Стекловолокно — минеральный материал, поэтому он негорючий. 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 широко предпочтительных материалов для промышленных прокладок. Они не только обеспечивают лучшую изоляцию, но также помогают защитить оборудование, сберечь энергию и обеспечить безопасность профессионального персонала. Возможно, это причина, по которой стекловолокно широко используется в отраслях, указанных ниже:

• Производство напитков : Решетка из стекловолокна используется во многих областях, например, на линиях 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 заделанной зернистой поверхности и обеспечения 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 осветительных приборов от повреждений. Это также не дает людям утонуть в фонтанах.
• Производство : Зернистая поверхность решетки из стекловолокна 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 электронного рафинирования, подверженных химической коррозии. Другие материалы для решеток здесь использовать нельзя.
• Электроэнергетика : Стекловолокно используется во многих областях энергетики, таких как нефтебазы, скрубберы и другие. Причина этого — непроводящие свойства стекловолокна.
• Гальванические установки : В данном случае 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 детали и обвесы.
• Aerospace & Defense : Стекловолокно используется для производства деталей как для военной, так и для гражданской авиакосмической промышленности, включая испытательное оборудование, воздуховоды, кожухи и прочее.

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.

доступных волокон — CNF

Иногда эксплуатационные требования требуют материалов, которые обладают превосходной прочностью, химической стойкостью, термической защитой или ударной вязкостью.Совершенного волокна не существует, и для каждого нового применения необходимо проводить тщательный анализ не только стоимости, но также сильных и слабых сторон волокон. Ниже приведены некоторые высокоэффективные волокна, обрабатываемые на CNF:

Стекловолокно

E-Glass — это стандартное стекловолокно, используемое в большинстве приложений. Наиболее экономичное волокно для композитных материалов.

Углеродное волокно

Углеродное волокно — очень прочное композитное волокно. Соотношение веса и прочности исключительное.

Пара-Арамид

Плотность отличная, около 25 грамм на денье (примерно в 5 раз больше полиэстера). Прочность и сопротивление порезам отличные. Не плавится и не распространяет пламя. Разлагается при 900 ° F. Хорошая стойкость к кислотам. Очень низкое удлинение при разрыве. К недостаткам можно отнести плохую устойчивость к щелочам, УФ-лучам и гамма-излучению.

Мета-Арамид

Отличная термостойкость. Не тает и не распространяет пламя.Разлагается при 700 ° F. Хорошая стойкость к кислотам и щелочам. Хорошая стойкость к растворителям.

Жидкокристаллический полимер (LCP)

Превосходная прочность, примерно такая же, как у Kevlar®. Превосходная устойчивость к кислотам и щелочам. Превосходная стойкость к порезам и прочность. На свойства не влияет воздействие радиации. Плавится при 500 ° F.

S2-Стекло

Более прочное и более высокое постоянное рабочее напряжение, чем стекло E. Состав составляет 65% SiO по сравнению с 54% для E-Glass.Стекло S2 не содержит бора. В атомной энергетике ленты не должны содержать бора. Точка размягчения достигается при 1932 ° F.

Кварцевое волокно

Кварцевое волокно на 99% состоит из SiO2 с превосходными тепловыми свойствами.

Керамика

Торговая марка Nextel-312®. Отличная термозащита. Обычно подается с вискозной пряжей, удаляемой при термоочистке.

Специальные ткани

CNF успешно сотрудничает с компаниями, которые предъявляют требования к ленте или ткани, которые должны быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с требованиями дизайна.Эти особые требования могут касаться прочности, термических свойств, совместимости смол и долговечности. Мы разработали ремни, используемые НАСА на космических челноках, ремни для подъема вооружения в самолет и защитные рукава для гидроцилиндров. Мы сотрудничали с медицинской компанией, чтобы разработать и запатентовать повязку для военных, которая остановит кровотечение из раны. Конвейерные ленты, предназначенные для работы в камерах насыщенного пара, были разработаны CNF.