3.4.Непрерывные наполнители композиционных наполнителей

Непрерывные наполнители – волокна находят как самостоятельное применение в виде тканей, так и как армирующий наполнитель (резиновых фартуки, бронежилеты и т.п.) Наша одежда (пальто, шуба) – это тоже композиционный материал, так как в ней есть вата или синтипон, обеспечивающие сохранения тепла, подкладка – щелк, внешняя ткань, обеспечивающая декоративный вид.

Волокна – гибкие и протяженные тела с малым поперечным разрезом. В зависимости от исходного сырья волокна делятся на две большие группы: натуральные и химические.

Натуральные (природные) волокна – волокна растительного, животного или минерального происхождения. Например, шелковые, асбестовые, шерстяные волокна.

Таблица 3.2. Сравнительная характеристика шерстяных и хлопковых волокон

Тип волокна	Плотность	Разрушающее напряжение , МПа	Относительное удлинение , %	Водопоглащение, %
Шерстяное	1320	365	23,5	20
Хлопковое	1520	365	10	28

Эти волокна гигиеничны, сохраняют тепло, но горят, не очень прочные, гниют.

Химические волокна получают из природных или синтетических полимеров.

Химические волокна делятся на три группы:

а) волокна из неорганических материалов – стеклянные, углеродные, карбид-кремневые, борные;

б) искусственные, получаемые искусственным путем из природных полимеров – вискозные, ацетатные, медноаммиачные, лавсан;

в) волокна синтетические, получаемые из синтетических полимеров – полиакрилнейтрильные, поливинилспиртовые, поливинилхлоридные, полиуретановые высокоэластичные, полиэтилентерефталатные и т.д.

Волокна выпускаются в виде либо одиночного непрерывного волокна (это элементарное волокно бесконечной длины, формирующееся из одного отверстия фильеры), либо в виде нитей (совокупность филаментов – одиночных волокон, собранных в единый пучок за счет склеивания или скручивания – УКН-5000 – углеродно – комплексная нить 5000 волокон).

Нити делятся на:

‑ нити комплексные первичные – нить, полученная в результате вытягивания пряди элементарных волокон из фильеры стеклоплавильного сосуда и применяемые для изготовления стеклопластиков;

‑ нити комплексные крученные – совокупность одно, двух, четырех первичных нитей с числом крутки от 50до 180 на один метр и 6, 8, 9, 12 ,18 или 27 сложений, соединенных пучок.

По технологическим свойствам все волокна выпускаются в виде:

1. текстильных волокон – волокна, перерабатываемые в пряжу, из которой изготавливают сетки и ткани;

2. молотое волокно для наполнения премиксов;

3. волокно штапельное – длиной от 12 до 150 мм, получаемое резкой непрерывного жгута, состоящего из множества одиноких нитей.

Нити используются для получения различных материалов из непрерывных и штапельных волокон: тканей, матов, сеток, холстов.

Ткани – текстильный материал, получаемый путем переплетения нитей – основы и утка, применяемого в качестве армирующего наполнителя.

Мат – это волокнистый нетканый армирующий материал, состоящий из хаотически расположенных волокон или нитей, скрепленных полимерным связующим.

Сетка – материал, получаемый из редко переплетенных продольных или поперечных нитей.

Холст – материал на основе рубленного или непрерывного хаотически расположенного волокна, содержание волокна – 2000-3000.

Таблица 3.2. Сравнительная характеристика различных наполнителей

Тип наполнителя	Диаметр волокна, мкм	Плотность	Прочность при растяжении, МПа	Модуль упругости, МПа
Стеклянное	10	2540	690 ‑ 720	254 ‑ 255
Углеродное	9 ‑ 15	1540	3000	230 ‑ 550
Карбид–кремниевое	2 ‑ 8	1700	2500	400 ‑ 550
Борное	20	2600	3450	414
Нержавеющая сталь		7900	4000	200

Лекция 10.