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 | 23,5 | |||
Хлопковое |
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 | 690 ‑ 720 | 254 ‑ 255 | ||
Углеродное | 9 ‑ 15 | 230 ‑ 550 | ||
Карбид–кремниевое | 2 ‑ 8 | 400 ‑ 550 | ||
Борное | ||||
Нержавеющая сталь |