Lasikuitu

Lasikuitu (lasikuitu)  - kuitu tai kompleksi[ selventää ] lasista muodostettu lanka . Tässä muodossa lasilla on itsessään epätavallisia ominaisuuksia: se ei riko tai riko, vaan taipuu helposti rikkoutumatta. Tämä mahdollistaa sen kudonnan lasikuituun .

Luonnollista alkuperää olevia lasikuituja löytyy paikoista, joissa on tapahtunut tulivuorenpurkauksia , ja niitä kutsutaan Pelen hiuksiksi [1] . Niillä on basalttikivien kemiallinen koostumus , ne sisältävät kiteitä, eivätkä ne ole fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiltaan analogisia lasikuidun kanssa [2] .

Lasikuitutyypit (lasikuitu)

Lasikuitu ekstrudoidaan lasisulasta , jolla on erityinen kemiallinen koostumus. Ekstruusio, kuten muissakin tapauksissa, suoritetaan pakottamalla sula kehruukappaleiden läpi . Alkutuote, kuten muillakin kemiallisten kuitujen tuotannon aloilla , saadaan loputtomina peruskuituina ( filamentteina ), joista jatkokäsittelyprosessissa muodostuu joko monimutkaisia ​​lankoja (filamentin halkaisija 3-100 mikronia ( lineaarinen tiheys ). enintään 0,1 Tex )) ja pituus 20 km tai enemmän pakkauksessa ( jatkuva lasikuitu ), lineaarinen tiheys enintään 100 Tex tai lasi rovingissa (tuotteet, joiden lineaarinen tiheys on yli 100 Tex). Tässä tapauksessa tuote prosessoidaan yleensä kierretyiksi langoiksi (rovings) kierto- ja aukikelauskoneilla. Nämä puolivalmiit tuotteet voidaan sitten käsitellä millä tahansa tekstiilikäsittelyllä kierretyiksi tuotteiksi (monimutkaiset kierrelangat, narut , langat , köydet ), tekstiilikankaiksi ( kankaat , kuitukangasmateriaalit ), verkoiksi (kudotut, erikoisrakenne).

Lasikuitua voidaan valmistaa myös erillisessä ( niitti ) muodossa . Myös alkuperäinen lasi roving voidaan käsitellä leikkaamalla, pilkkomalla tai repimällä erillisiksi (katko-) kuiduiksi, joiden niitin pituus on 0,1 (mikrokuitu) - 50 cm, kuitutiitteri tässä tapauksessa on yleensä alhaisempi kuin kuitujen tiitteri. filamenttilangoista ja vastaa halkaisijaa 0,1–20 µm. Suurin osa katkotusta lasikuidusta jalostetaan kuitukangasmateriaaleiksi ( karstattu , neulalla ommeltu , lankaommeltu , lasikuitu ) käyttämällä erilaisia ​​tekniikoita ( karstaus , karstaus , vanuttaminen , neulalävistys , lankaommeltu , märkäpudotus ) , lasia villaa, katkottua lankaa. Ulkonäöltään jatkuva lasikuitu muistuttaa luonnon- tai raionsilkkilankoja , kun taas katkokuitu muistuttaa lyhyitä puuvilla- tai villakuituja .

Lasikuidun ja lasitekstiilimateriaalien pääasiallinen käyttöalue on lasikuitujen ja muiden komposiittien käyttö lujiteelementteinä . Myös lasikankaita voidaan käyttää itsenäisesti rakenne- ja viimeistelymateriaaleina. Tässä tapauksessa niille tehdään usein jonkinlainen viimeistely, pääasiassa kyllästäminen sideaineella ( lateksi , polyuretaani , tärkkelykset , hartsit , muut polymeerit ).

Tuotanto

Jatkuva lasikuitu muodostetaan vetämällä sulasta lasimassasta kehruurenkaiden (reikien määrä 200-4000) läpi mekaanisilla laitteilla, kelaten kuitua kelalle. Kuitujen halkaisija riippuu vetonopeudesta ja kehruun halkaisijasta. Teknologinen prosessi voidaan suorittaa yhdessä tai kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä tapauksessa lasikuitu vedetään sulasta lasimassasta (suoraan lasinsulatusuuneista), toisessa tapauksessa käytetään valmiiksi saatuja lasikuulia, -tankoja tai erkleziä (sulatettua lasia), jotka sulatetaan lasinsulatusuuneissa. tai lasinsulatuslaitteissa (astioissa).

Katkolasikuitu muodostetaan puhaltamalla sulaa lasia höyryllä, ilmalla tai kuumilla kaasuilla ja muilla menetelmillä.

Fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet

Kuitujen mekaaniset ominaisuudet: [3]

Kuitu Tiheys, 10 3 kg / m 3 Vetomoduuli, GPa Äärimmäinen vetolujuus, GPa
E-lasi 2.5 73 2.5
S-lasi 2.5 86 4.6
Piidioksidi 2.5 74 5.9

Korkeamoduulikuitujen ja yksisuuntaisten epoksikomposiittimateriaalien ominaisuudet : [4]

Kuitutyyppi Kuitulaatu 10 mm pitkien kuitujen ominaisuudet Komposiittimateriaalien ominaisuudet
σ sisään E σ sisään E σ in / (pg), km
GPa GPa GPa GPa
lasi- VM-1 3.82 102.9 2.01 69.1 98
>> VMP 4.61 93.3 2.35 64.7 114
>> M-11 4.61 107.9 2.15 72.6 98
Boric BN (luokka 2) 2.75 392,2 1.37 225,5 75
>> BN (luokka 1) 3.14 382,4 1.72 274,6 87
>> Borophili (USA) 2.75 382,4 1.57 225,5 80
Luomu SVM 2.75 117.7 1.47 58.5 111
>> Kevlar-49 (USA) 2.75 130.4 1.37 80.4 100

Täyteaineen tilavuusosuus on 60 %.

Kuitujen mekaaniset ominaisuudet: [5]

Lasi merkki Tiheys
ρ, 10 −3 kg/m 3
Kimmomoduuli
E, GPa		 Keskimääräinen
lujuus alustassa
10 mm, GPa 		Lopullinen
kanta
ε, %
Erittäin modulaarinen 2.58 95 4.20 4.8
VM-1 2.58 93 4.20 4.8
VMP 2.46 85 4.20 4.8
UP-68 2.40 83 4.20 4.8
UP-73 2.56 74 2.00 3.6
Haponkestävä 7-A

Huomautus

Lasin fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet

Lasin vetolujuuteen vaikuttavat mikroskooppiset viat ja pinnan naarmut. Rakenteellisiin tarkoituksiin käytetään pääasiassa lasia, jonka vetolujuus on 50 MPa. Lasien Youngin moduuli on noin 70 GPa. [3]

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Pelen hiukset // Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia  : [30 nidettä]  / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
  2. ↑ Ablesimov N. E., Zemtsov A. N. Rentoutumisvaikutukset epätasapainoisissa tiivistyneissä järjestelmissä. Basaltit: purkauksesta kuituun. — Kohta 6.1.1. Terminologia. - M.: ITiG FEB RAN, 2010.
  3. ↑ 1 2 Bolton W. Rakennemateriaalit, metallit, metalliseokset, polymeerit, keramiikka, komposiitit. Taskuopas / Per. englannista. — M. : Dodeka-XXI, 2004. — 320 s. — (Taskuopas). — ISBN 5-94120-046-3 .
  4. ↑ B. N. Arzomasov. Rakennusmateriaalit. - Mashinostroenie, 1990. - 688 s. — ISBN 5-217-01112-2 .
  5. ↑ Medvedev V.V., Chervyakov A.N. Perusteet komposiittimateriaalin valinnalle laivojen tärinänvaimentimissa . Arkistoitu alkuperäisestä 23. joulukuuta 2010.