Файл: УП Наполнители.doc

Пряжа или жгут имеют S-крутку, если скручиваемые элементы располагаются справа — вверх — налево, и Z-крутку, когда скручиваемые элементы располагаются слева — вверх — направо. Просто скрученный жгут (при числе кручений более 40 м^-1) будет образовывать петли, скрутки и запутываться, так как все эле­менты закручены в одном направлении. Для избежания этого явления при трощении общая крутка производится, в направле­нии, противоположном «простой» крутке. Например, при Z-крутке, первичные элементы пряжи должны иметь S-крутку, что обеспе­чивает получение «уравновешенной» пряжи. В результате опера­ций кручения и трощения получают пряжу, прочность, гибкость и диаметр которой могут варьироваться. Это является важной предпосылкой для создания различных тканей, из которых в даль­нейшем получают композиты.

Текстурированная пряжа.

Текстильная стекловолоконная пряжа («простая» или троще­ная) может быть подвергнута воздействию струи воздуха, кото­рое вызывает случайное, но контролируемое разрушение эле­ментарных стекловолокон, расположенных на поверхности пряжи, и «распушение» пряжи (пряжа — нить, состоящая из относительно коротких текстильных волокон, соединенных с помощью скручивания). Этот процесс известен как «текстурирование», или создание «объемной» пряжи. Эффект текстурирования контролируется давлением воздуха и скоростью подачи пряжи. Хотя происходит разрушение поверхностных элементарных воло­кон, пропитываемость такой пряжи повышается. Использование текстурированной пряжи в тканях наиболее выгодно тогда, когда необходимо сочетание максимальной прочности с низким содержанием связующего в композите.

Ткани из стекловолокон.

Свойства и условия получения стеклотканей зависят от строе­ния этих тканей, плотности переплетения, извитости пряжи, плот­ности исходной пряжи и от условий ткачества.

Плотность нитей в основе и утке определяется числом нитей в 1 см ткани соответственно в продольном и поперечном направ­лениях. «Основа» — это пряжа, расположенная вдоль длины ткани, а «уток» перевивает ткань в поперечном направлении. Сле­довательно, плотность ткани, ее толщина и прочность при разрыве пропорциональны числу нитей и типу пряжи, используемой при ткачестве. Эти параметры могут быть определены, если известна конструкция ткани.

Существуют различные виды переплетений основы и утка для создания прочных тканей. Варьируя вид ткани, можно создать разнообразные армирующие структуры, влияющие в определен­ной степени на свойства композитов из них. В ряде случаев при­менения стеклотканей требуются специальные виды переплетений.

Простая ткань с полотняным переплетением, в которой уток проходит под каждой нитью основы и над ней, обладают самой высокой степенью устойчивости относительно проскальзывания пряжи и менее всего повреждается. Такая ткань стабильна как по плотности утка и основы, так и по расходу пряжи (рисунок 15.9).

Рисунок 15.9 - Схема полотняного переплетения [9].

Сеточное переплетение («рогожка»): два и более элементов основы переплетены двумя или более нитями утка. Эти ткани ме­нее стабильны, чем ткани полотняного переплетения, но более гибки и легче принимают необходимую форму при выкладке.

Саржевое («диагональное») переплетение создается переплете­нием одного или более элементов основы двумя или более элемен­тами утка в правильном чередовании. В результате получают ткань с прямым или изломанным диагональным рисунком. Осо­бенностью такой ткани является большая гибкость и лучшая драпирующая способность, нежели у тканей е полотняным или сеточным переплетениями.

Саржевое ломаное 3/1-переплетение характеризуется тем, что одна нить основы перекрывается тремя нитями утка сверху и од­ной снизу с образованием нерегулярного рисунка. В результате получают гибкую ткань, хорошо приспосабливающуюся к любым формам выкладки (рисунок 15.10).

Рисунок 15.10 - Схема саржевого переплетения (2X2). (Обратная сторона) [9].

Восьмиремизновое сатиновое переплетение: одна нить основы перекрыта семью нитями утка сверху и одной нитью снизу с обра­зованием нерегулярного рисунка. В результате получают очень гибкую и удобную для различных выкладок ткань. Эта ткань, имеющая высокую плотность по утку и основе, обладает макси­мальной изотропной прочностью в композите (рисунок 15.11).

Рисунок 15.11 - Схема 8-ремизкого сатинового переплетения [9].

Другие переплетения, в которых использованы прочные нити основы и тонкие нити утка носят название однонаправленных. Такие ткани используются при создании композитов с высокой прочностью в направлении армирования.

Нетканые однонаправленные материалы могут быть получены с использованием процесса склеивания основы и утка вместо ме­ханического переплетения их. От вида такой связи зависит гео­метрическая устойчивость КМ. Однако эти материалы получаются обычно жесткими и с трудом могут быть приспособлены к необ­ходимой форме при выкладке.

Другие виды тканей.

Стекловолоконная пряжа может перерабатываться в тесьму, контурные ткани, ткани с гофрированными волокнами и в трехмерные многослойные ткани.

Тесьма представляет собой узкую (менее 30,5 см шириной) ткань, которая может содержать распущенную кромку (т. е. за­полняющую пряжу, выступающую за пределы тесьмы).

Контурные ткани — это такие ткани, в которых геометриче­ская форма совпадает с формой армируемых деталей. Такие ткани изготовляются на специально сконструированных для этой цели станках.

Ткани с гофрированными нитями состоят из двух слоев, соеди­ненных вместе нитями так, что конфигурация соединений представ­ляет собой либо треугольник, либо прямоугольник.

Трехмерных тканей в истинном смысле этого слова не сущест­вует. Обычные плоскостные ткани соединяются пряжей в третьем направлении. Эта пряжа проходит в основном направлении машины (1), затем под углами +45° (2) и —45° (3) от этого направ­ления.

Применяемые в промышленности стеклянные ткани и сетки конструкционного назначения вырабатываются практически из всех известных составов стекла. Наиболее пригодными стеклотканями для производства теплонагруженных изделий, используемых в авиастроении, находят ткани из волокон бесщелочного алюмоборосиликатного состава, а так же применяют волокна из стекла магнезиального алюмоборосиликатного состава (стекло ВМ-1, ВМП, за рубежом - S-994). Они обладают достаточно высокой теплостойкостью, прочностью и модулем упругости, и хорошими диэлектрическими свойствами по сравнению с другими марками стекол. Свойства и характеристики этих тканей, приведены в таблицах 15.8-15.10.

Стеклоткани конструкционного назначения (буква «Т» в обозначении марки ткани) изготавливают из крученых комплексных нитей толщиной 26-320 текс и из ровингов толщиной 505 - 1680 текс. Используемые в стеклотканях комплексные стеклонити изготавливают в основном из волокон диаметром 10-13 мкм. С увеличением диаметра волокна значительно возрастает производительность их выработки и снижается их стоимость, но затрудняется их текстильная переработка. Стоимость единицы массы ровинговой ткани меньше, чем тканей из комплексных нитей.

Обозначение марок тканей конструкционного назначения состоит из трех частей:

1. вид материала: Т - ткани конструкционные; МТ - многослойные конструкционные ткани, А - авиационные ткани;

2. цифровое обозначение - условное изображение структуры ткани, П - ткань выработана на бесчелночном ткацком станке;

3. тип поверхностной обработки.

Таблица 15.8 - Стеклоткани конструкционного назначения из алюмоборосиликатного стекла [4].

Таблица 15.9 - Стеклоткани конструкционного назначения из алюмоборосиликатного стекла [4].

Таблица 15.10 - Ткани стеклянные многослойные из алюмоборосиликатного стекла [4].