Файл: УП Наполнители.doc

Измельченные волокна.

Непрерывное стекловолокно может быть разрублено на очень короткие волоконца (длиной 0,40 - 0,35 мм). Реальная длина волокон определяется диаметром отверстий в ситах, через которое оно просеивается. Измельченное волокно используют как инерт­ный наполнитель для термо- и реактопластов.

Для стекловолокнистых пластиков в качестве упрочняю­щего наполнителя применяют стеклянные волокна в раз­личных видах. Стеклянные ткани, если исходить из стои­мости единицы веса, являются наиболее дорогостоящим наполнителем; применение стеклянного волокна нетка­ного типа (маты и ровница) наиболее экономично. Стеклотекстолиты, получаемые на основе тканей, обладают опти­мальными физическими свойствами, поэтому их применяют в тех случаях, когда требуется получить наиболее высокие механические свойства и когда стоимость изделий имеет второстепенное значение, например при изготовлении обте­кателей радиолокационных станций.

Маты и заготовки обычно используются в тех случаях, когда стоимость изделий имеет решающее значение, напри­мер при изготовлении прозрачных листов стеклопластика для кровли, корпусов лодок, касок и т. д.

Использование стеклянных волокон обеспечивает возможность получения таких материалов и изделий на их основе, характеристики которых значительно превосходят характеристики обычных пластических масс и которые соче­тают в себе высокие физические свойства наряду с высокой ударной вязкостью. Каждый вид стеклянного волокна имеет свою отличительную характеристику, на основе которой могут быть получены слоистые пластики различных физических свойств и различной стоимости; изготовление любого изделия из стеклопластика требует тщательного рассмотрения вопроса о выборе типа упроч­няющего наполнителя.

Литература:

1. Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие. /Под ред. Г.С. Каца и Д.В. Милевски.; Пер. с англ. /Под ред. П.Г. Бабаевского. – М.: Химия, 1981. – 736 с.

2. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн.: Кн.1. Пер с англ. / Под ред. Дж. Любина. - М.: Машиностроение, 1988, - 448 с.

3. Пластики конструкционного назначения (реактопласты). / Под ред. Е.Б. Тростянской. - М.: Химия, 1974. - 304 с.

4. Армированные пластики: Справ. пособие. / Бунаков В.А., Головкин Г.С., и др. - М.: МАИ, 1997. - 402 с.

5. Калинчев В.А., Макаров М.С. Намотанные стеклопластики. – М.: Химия, 1986. – 272 с.

6. Бартенев Г.М. Строение и прочность стеклянных волокон. / В сб. Структура, состав, свойства и формование стеклянных волокон. Ч. 1. Материалы первого Всесоюзного симпозиума по стеклянному волокну. / Под ред. д. хим. наук, проф. М.С. Аслановой. – М.: Химия, 1968. – С. 52–64.

7. Асланова М.С. Микроструктура и свойства стеклянных волокон различных стеклообразных систем. / В сб. Структура, состав, свойства и формование стеклянных волокон. Ч. 1. Материалы первого Всесоюзного симпозиума по стеклянному волокну. / Под ред. д. хим. наук, проф. М.С. Аслановой. – М.: Химия, 1968. – С. 8–10.

8. Трофимов Н.Н., Каленчук А.Н., Канович М.З. Анализ физико-химических процессов, проходящих в переходном слое системы стекловолокно-аппрет-связующее. – М.: НИИТЭХИМ, 1991. – 105 с.

9. Стеклопластики. Пер с англ. / Под ред. Я.Д. Аврасина. – М.: Издательство иностранной литературы, 1961. – 482с.

16 Базальтовые волокна

Базальтовые волокна (БВ) также как и стеклянные относят к классу оксидных волокон, так как базальт на основе которого получают базальтовые волокна представляет собой сплав различных оксидов. В последнее время возрастает спрос на базальтовые волокна различного ассортимента и функционального назначения: нити, ровинги, штапельные волокна, холсты, маты, вата, войлок. Они относятся к числу весьма перспективных материалов XXI века, сочетающих в себе экологическую чистоту, долговечность и пожаробезопасность.

Базальтовые волокна имеют практически все положительные свойства стеклянных волокон, но отличаются при этом еще и рядом преимуществ, например, более высокими тепло- и щелочестойкостью. Химический состав базальтовых волокон определяется составом природного минерала базальта. БВ являются природным аналогом стеклянных волокон (СВ) и состоят из сплавов оксидов, основными из которых являются SiO₂, Al₂O₃, TiO, Fe₂O₃. Наличие ионов Fе придает БВ коричневатый оттенок. В БВ практически отсутствуют ионы щелочных металлов, что означает повышенную химическую стойкость по сравнению с СВ. Для получения базальтовых волокон используют то же оборудование, что и для получения стекловолокон.

Состав базальтовых масс определяется типом месторождения, где его добывают. Базальты, добываемые из разных месторождений, различаются в какой-то степени по составу, но для базальта одного и того же месторождения характерен постоянный химический состав. Вне зависимости от месторождения базальтовые волокна имеют примерно одни и те же свойства. Технологический процесс получения базальтовых волокон не требует смешения каких-то отдельных компонентов. Получению расплава из природного базальта предшествует лишь его дробление и промывание водой. Правильным подбором исходного базальта можно получать волокна со специфическими свойствами, например, с повышенной щелочестойкостью.

16.1 Общая характеристика базальтовых волокон

Базальты по содержанию кремнезема и глинозема наиболее близки к Е-стеклу, из которого производят лучшие стеклянные нити. Но температурный интервал применения базальтовых волокон составляет от -270°С до +700-900°С, а стеклянных от -60°С до +450°С [1]. В зависимости от температуры и времени нагрева в них существенно из­меняется содержание оксида железа. Переход FeO и Fe₂О₃, происходит при температуре выше 600°С. При нагреве базальтовых волокон до 450-500°С отмечается небольшое снижение массы, обусловленное потерей химически связанной воды, а при дальнейшем нагревании — увеличение массы, вызванное присоединением кислорода воздуха при окислении двухвалентного железа в трехвалентное [1,2]. Гигроскопичность базальтовых волокон менее 1%, стеклянных - до 10-20%. В целом базальтовые волокна превосходят стеклянные по термическим, физическим, электрическим и акустическим характеристикам, а также по химической стойкости (таблица 16.1).

Таблица 16.1 – Сравнительные свойства базальтовых и стеклянных волокон [2].