Стекловолокно — основные типы, характеристики

17.01.2018

Доля стеклопластиковых изделий, больше чем все остальные виды волокнисто армированных КМ вместе взятых.Стеклопластик намного дешевле, чем карбон. Основная часть композитов в быту – это стеклопластик.

Тем не менее, производителю КМ и в наше время легко нарваться на такие дефекты волокна как: некондиционное волокно, разнотолщинность мононити, несовместимость замасливателя, недостаточную пропитываемость волокна.

Структура

Стекловолокно состоит из микротонких филаментов диаметром 5-24 мкм. Филаменты, получаются когда жидкая стекломасса охлаждается сразу после прохождения через фильеры.

Сама смесь (жидкое стекло) состоит из таких компонентов как песок, каолин, известняк, колеманит расплавленных при температуре 1600 °С. Изменяя состав, можно получать различные «типы» продукта.

Типы

Е - стекло: Алюмоборосиликатное бесщелочное. Чаще остальных типов используется в композитных материалах. Имеет хорошее сопротивление сжатию, жесткость.

А - стекло: Натриевое щелочное.

С - стекло: Щелочное кислотостойкое. Для изготовления пластиков с повышенной кислотостойкостью.

S – стекло (США): Магнезиальное алюмосиликатное. Для высокопрочных и высокомодульных стеклопластиков. Более высокая прочность на растяжение и более высокий модуль. Меньший диаметр филаментов, лучшая смачиваемость. Аналоги: тип-R (Европа), тип-Т (Япония).

L- стекло: свинцовое. Для радиационной защиты.

Определения

Могут быть разные формы (типы) намотки волокна. Вообще, стекловолоконный жгут, проходит под определением – «ровинг» или «стеклоровинг».

Ровинг бывает прямой или трощенный (ассемблированный). При намотке ассемблированного ровинга, элементарные нити сначала формируются в комплексную, а затем, из комплексных, формируется ровинг.

Комплексная нить – это нить, состоящая из двух или более элементарных волокон (филаментов).

Элементарная нить -  моноволокно, не делящееся в продольном направлении без разрушения. Получается при прохождении стекломассы через фильеру.

          Прямой ровинг – ровинг, формирующийся в процессе вытягивания филаментов через фильеры.Говоря об отличиях прямого и ассемблированного жгута – отличие лишь в том, что для получения ассемблированного соединяют вместе несколько прямых ровингов. Это делают когда линейной плотности прямого ровинга недостаточно.Линейная плотность стекловолокна обуславливается количеством моноволокон в жгуте и их диаметром.

При необходимости для заказчика конкретного диаметра мононити, нужная линейная плотность достигается изменением их количества в жгуте. Количество нитей, в свою очередь, обусловлено количеством отверстий в фильере, через которую протягивается стекломасса.

Так вот когда количества элементарных (отверстий в фильере) не хватает для формирования конечного жгута, берут прямой ровинг и складывают его до достижения необходимой линейной плотности (толщины) жгута.

Количество комплексных нитей в составе жгута, линейная плотность, и диаметр всегда указан в маркировке волокна.

Маркировка стекловолокна

В качестве примера рассмотрен ассемблированный ровинг, производства ООО «П-Д Татнефть-Алабуга Стекловолокно»:

Факты

• Стоимость ровинга из Е-стекла на уровне 100 руб./кг. Что примерно в 10 раз дешевле углеродного.
• Стекловолокно превосходит углеродное в ударной прочности.
• Наличие влаги на поверхности волокна значительно снижает его прочность.
• Стекловолокнистые наполнители стали первыми армирующими компонентами пластиков.