Skleněné vlákno (skleněné vlákno) - vlákno nebo komplex[ objasnit ] nit vytvořená ze skla . V této podobě vykazuje sklo pro sebe neobvyklé vlastnosti: neláme se ani neláme, ale místo toho se snadno ohýbá bez rozbití. To umožňuje jeho tkaní do sklolaminátu .
Sklolaminátová vlákna přírodního původu se nacházejí v místech, kde došlo k sopečným erupcím , a nazývají se Peleho vlasy [1] . Mají chemické složení jako čedičové horniny, obsahují vměstky krystalů a nejsou z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností analogické se sklolaminátem [2] .
Sklolaminát je vytlačován ze skleněné taveniny speciálního chemického složení. Vytlačování se, stejně jako v jiných případech, provádí protlačováním taveniny zvlákňovacími nástroji . Výchozí produkt, stejně jako v jiných oblastech výroby chemických vláken , se získává ve formě nekonečných elementárních vláken ( filamentů ), ze kterých se dále v procesu zpracování formují buď složité nitě (průměr vlákna 3-100 mikronů ( lineární hustota do 0,1 Tex )) a délka v balení 20 km nebo více ( kontinuální sklolaminát ), měrná hmotnost do 100 Tex, nebo ve skleněných rovingech (výrobky s délkovou hustotou vyšší než 100 Tex). V tomto případě je výrobek zpravidla zpracováván na skané nitě (přásty) na skacích a odvíjecích strojích. Tyto polotovary lze následně podrobit libovolné formě textilního zpracování na kroucené výrobky (nitě složitého zákrutu, šňůry , motouzy , provazy ), textilie ( tkaniny , netkané materiály ), sítě (tkané, speciální struktura).
Sklolaminát lze vyrábět také v diskrétní ( staplové ) formě. Původní skleněný roving lze také zpracovat řezáním, sekáním nebo trháním na diskrétní (staplová) vlákna s délkou střiže 0,1 (mikrovlákno) - 50 cm, titr vlákna je v tomto případě zpravidla nižší než u vlákna a odpovídá průměru 0,1–20 µm. Převážná část střižového sklolaminátu se zpracovává na netkané materiály ( mykané , vpichované, šité nití, sklolaminát ) různými technologiemi (mykání, mykání, vatelín, jehlování, šití nití, "mokré kladení"), sklo vlna, střižová příze. Nepřetržité skleněné vlákno svým vzhledem připomíná nitě z přírodního hedvábí nebo hedvábí , zatímco staplové vlákno připomíná krátká vlákna bavlny nebo vlny .
Hlavní oblastí použití sklolaminátových a skleněných textilních materiálů je použití sklolaminátu a dalších kompozitů jako výztužných prvků . Také skleněné tkaniny mohou být nezávisle použity jako konstrukční a dokončovací materiály. V tomto případě jsou často podrobeny nějaké formě povrchové úpravy, především impregnaci pojivem ( latex , polyuretan , škroby , pryskyřice , jiné polymery ).
Kontinuální skleněné vlákno vzniká tažením z roztavené skleněné hmoty přes zvlákňovací trysky (počet otvorů je 200-4000) pomocí mechanických zařízení, navíjením vlákna na cívku. Průměr vlákna závisí na rychlosti tažení a průměru zvlákňovací trysky. Technologický proces může být proveden v jedné nebo dvou fázích. V prvním případě je sklolaminát tažen z roztavené skleněné hmoty (přímo ze sklářských tavicích pecí), v druhém případě se používají předem získané skleněné kuličky, tyče nebo erklez (kousky roztaveného skla), které se taví ve sklářských tavicích pecích. nebo ve sklářských tavicích přístrojích (nádobách).
Staplové sklolaminát vzniká foukáním proudu roztaveného skla párou, vzduchem nebo horkými plyny a dalšími metodami.
Mechanické vlastnosti vláken: [3]
Vlákno | Hustota, 103 kg / m3 | Modul pevnosti v tahu, GPa | Maximální pevnost v tahu, GPa |
---|---|---|---|
E-sklo | 2.5 | 73 | 2.5 |
S-sklo | 2.5 | 86 | 4.6 |
Silica | 2.5 | 74 | 5.9 |
Vlastnosti vysokomodulových vláken a jednosměrných epoxidových kompozitních materiálů: [4]
Typ vlákna | Třída vlákna | Vlastnosti vláken délky 10 mm | Vlastnosti kompozitních materiálů | |||
---|---|---|---|---|---|---|
σ v | E | σ v | E | σ v / (pg), km | ||
GPa | GPa | GPa | GPa | |||
sklenka | 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 (třída 2) | 2,75 | 392,2 | 1,37 | 225,5 | 75 |
>> | BN (1. stupeň) | 3.14 | 382,4 | 1,72 | 274,6 | 87 |
>> | Borophil (USA) | 2,75 | 382,4 | 1,57 | 225,5 | 80 |
organické | SVM | 2,75 | 117,7 | 1.47 | 58,5 | 111 |
>> | Kevlar-49 (USA) | 2,75 | 130,4 | 1,37 | 80,4 | 100 |
Objemový podíl plniva je 60 %.
Mechanické vlastnosti vláken: [5]
Značka skla | Hustota ρ, 10 −3 kg/m 3 |
Modul pružnosti E, GPa |
Průměrná pevnost na základně 10 mm, GPa |
Mezní napětí ε, % |
---|---|---|---|---|
Vysoce modulární | 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 |
Odolný vůči kyselinám 7-A |
Pevnost skla v tahu je ovlivněna mikroskopickými defekty a povrchovými škrábanci. Pro konstrukční účely se používá především sklo s pevností v tahu 50 MPa. Skla mají Youngův modul asi 70 GPa. [3]
Textilní vlákna | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Přírodní (přírodní) |
| ||||||
Chemikálie |
|