Стеклянное волокно (стекловолокно)
Стекловолокна изготовляют из расплавленного стекла в виде:
непрерывного волокна - элементарные нити неограниченной длины диаметром 3—100мкм
штапельного волокна – отрезки длиной 1—50см и диаметром 0,1—20 мкм.
Свойства стекловолокон определяются главным образом их химическим составом и характеризуются редким сочетанием высокой теплостойкости (например, теплостойкость кварцевого, кремнезёмного, каолинового волокон — выше 1000 °С), высоких диэлектрических свойств, низкой теплопроводности, малого коэффициента термического расширения, высокой хемостойкости и механической прочности.
Стекловолокно в виде жгутов (ровингов), кручёных нитей, лент, тканей различного плетения, нетканых материалов широко применяют в современной технике в качестве армирующего (упрочняющего) материала для стеклопластиков и др. композиционных материалов, а также для получения фильтровальных материалов и электроизоляционных изделий в электротехнической промышленности. Не горят.
Базальтовое волокно получают из природных минералов путем их расплава и последующего преобразования в волокно без использования химических добавок. Волокно производят из различных близких по химическому составу горных пород – базальта, базанитов, амфиболитов, габродиабазов или их смесей. Производство базальтовых волокон основано на получении расплава базальта в плавильных печах и его свободном вытекании через специальные устройства, изготовленные из платины или жаростойких металлов.
Свойства: пористость, температуростойкость, паропроницаемость и химическая стойкость.
Базальтовое волокно применяется для теплозвукоизоляции и огнезащиты в жилых и промышленных зданиях и сооружениях, банях, саунах, бытовках и т. д.; для теплоизоляции энергетических агрегатов, трубопроводов большого диаметра; бытовых газовых и электрических плит, жарочных шкафов и т.д.; в промышленных холодильниках и холодильных камерах, бытовых холодильниках;
Углеродные волокна (УВ) получают на основе вискозных и полиакрилонитрильных волокон путем их высокотемпературной обработки без доступа воздуха (пиролиз). Диаметр – 6-12 мм.
Основные виды УВ по условиям их получения
Виды волокон |
Температура ВТО, С |
Содержание углерода, % масс. |
Частично карбонизованные |
До 500 |
До 90 |
Угольные (карбонизованные) |
500-1500 |
91-99 |
Графитированные |
Выше 1500 |
Выше 99 |
Свойства УВ:
хрупкость, поэтому их текстильная переработка очень трудна; высокая пористость;
низкая растяжимость (до 2,5%); высокая прочность (прочность до 6 ГПа);
низкая горючесть; низкая гигроскопичность (до 3%); фотохимическая устойчивость и атмосферостойкость, высокая устойчивостью к действию проникающей радиации, хемостойкость ко многим видам реагентов: концентрированным кислотам, щелочам, всем видам растворителей, умеренным окислителям; биостойкость и биоинертость.
высокая теплостойкость: при тепловом воздействии до 1600—2000 °С в отсутствии кислорода механические показатели волокна не изменяются;
предельная температура эксплуатации в воздушной среде составляет 300—350°С.
Применение углеродных волокон и углеродных волокнистых материалов
Материалы |
Области применения |
Термостойкие и хемостойкие волокнистые слои, нетканые материалы и ткани |
Термическая изоляция Хемостойкие полимерные покрытия Абляционные покрытия Фильтрация агрессивных сред Уплотнительные материалы |
Нити и жгуты |
Сальниковые набивки |
Коротко резаные волокна как электропроводные дисперсные частицы |
Электропроводные бумаги для нагревателей и электрогидромоделироваания (метод ЭГДА) Разрядка (удаление электрического заряда) облаков |
Электропроводные бумаги с вложением резаных волокон, ткани |
Твердые пластинчатые нагреватели Гибкие нагреватели Обогреваемая одежда и обувь |
Коротко резаные волокна как антистатики |
Антистатические композиты и полимерные покрытия |
Волокна как наполнители для электрофизических целей |
Бумаги и пленки как электромагнитные экраны Электроды в емкостных аккумуляторах электрической энергии |
Волокна с поверхностной активностью
|
Пористые наполненные пленки (мембраны) для разделения ионов в растворах Электроды для электролитического выделения ионов тяжелых металлов из растворов |
Ткани и нетканые материалы с поверхностной активностью |
Сорбция из жидкостей и газов Хемосорбенты для ионного обмена Каталитические процессы |
Активированные волокна и нетканые материалы медицинского назначения |
Фильтрация крови и гемосорбция Хирургия Гастроэнтерология |
Резаные волокна и нетканые материалы как наполнители для композитов и покрытий
|
Конструкционные и хемостойкие композиты и эластомеры Фрикционные и антифрикционные композиты Армирование графитовых электродов в электрометаллургии и электрохимии Наполнение бетона |
Нити, ленты, ткани |
Высокопрочные и высокомодульные конструкционные композиты (однонаправленные, намотанные и текстолиты) |
Текстильные нити
Классификация текстильных нитей
Класс |
Подкласс |
|
Структура |
1. Мононити |
однородные |
металлические |
|
|
|
полимерные |
|
|
|
пленочные |
|
2. Комплексные нити |
однородные |
простые комплексные |
одиночные |
|
неоднородные |
текстурированные |
трощеные |
|
|
|
однокруточные |
|
|
|
многокруточные |
3. Пряжа |
однородная |
гребенная |
одиночная |
|
смешанная |
кардная |
трощеная |
|
|
пневмомеханическая |
крученая |
|
|
аппаратная |
|
|
|
высокообъемная |
|
4. Пленочные нити |
однородные |
комплексные |
одиночные |
|
|
фибриллированные |
трощеные |
|
|
|
однокруточные |
|
|
|
многокруточные |
5. Комбинированные нити |
однородные |
простые комбинированные |
однокруточные, многокруточные |
|
неоднородные |
фасонные |
петлистые, узелковые, спиральные, букле |
|
|
армированные |
синель, флокированные и др. |
Текстильная нить – прочное тело с небольшими поперечными размерами, но значительной длины, используемое для изготовления текстильных изделий.
Текстильные нити делят на первичные и вторичные.
Одиночная нить - крученая или некрученая нить, полученная за одну операцию формования.
Первичная нить – нить, получаемая сразу после процесса прядения или формования (пряжа, комплексная нить, мононить).
Элементарная нить (филамент)– не делится в продольном направлении без разрушения.
Вторичная нить – нить, получаемая из первичных путем изменения их внешнего вида или свойств в процессе дальнейшей технологической переработки.
Кручеными называют нити, полученные путем скручивания различного числа первичных нитей.
Однокруточная нить – состоит из двух или более первичных нитей, скрученных за одну операцию.
Многокруточная нить – получается в результате двух или более следующих друг за другом процессов скручивания.
Трощеная нить – состоит из двух и более параллельных элементарных нитей.