Скляне волокно - хімічна енциклопедія

Скляного волокна (скловолокно), штучне волокно. формовані з розплавлені. неорг. скло. Розрізняють безперервне скляне волокно-комплексні скляні нитки довжиною 20 км (і більше), діаметром мононитей 3-50 мкм, і штапельне скляне волокно-довжиною 1-50 см, діаметром волокон 0,1-20 мкм.

Отримання. Безперервне скляне волокно отримують фільєрним формуванням пучка тонких монониток розплавлені. скломаси з послід. витяжкою, замасливанием і намотуванням комплексної нитки на бобіну при високих (10-100 м / с) лінійних швидкостях. Штапельне скляне волокно формують шляхом розриву струменя розплавлені. скла після виходу з фільєри повітрям. паром. гарячими газами або ін. методами. Його також отримують розрубанням комплексних ниток.

З безперервного скляного волокна роблять кручені комплексні нитки, односпрямовані стрічки, джгути. Комплексні скляні нитки розрізняють за складом скла, середнього діаметру волокна (3-15 мкм або більше), числу елементарних ниток (50-800), суканню. З крученої нитки виготовляють тканини. сітки, стрічки на ткацьких верстатах. Скляні тканини розрізняють по виду переплетення (полотняне, саржевое, сатинова і ін.) І щільності (числа ниток на 1 см по основі і качку). Їх ширина варіює в межах 500-1200 мм, товщина-0,017-25 мм, маса 1 м 2 -25-5000 р Джгути і стрічки отримують з'єднанням 10-60 комплексних ниток. Штапельні скляні волокна і пасма ниток, зрізані з бобін (довжина 0,3-0,6 м), використовують для виготовлення скловати, полотен, матів, плит. Полотна, отримані з рубленого скловолокна або безперервних ниток, зазвичай скріплюють смолами або хутро. прошивкою.

Склад і властивості скляного волокна визначаються складом і св-вами волокнообразующего скла, з к-якого його виготовляють. Залежно від складу розрізняють неск. марок такого скла (табл. 1).

А-скло називають також вапняно-натрієвих, С-скло -натрійборосілікатним, E-скло - алюмоборосилікатного, S-скло - магнезіальноалюмосілікатним. Наїб. важливі характеристики скляних волокон наведені в табл. 2.

Покращення. міцність скляного волокна (в порівнянні з вихідним склом) пояснюють по-різному: "заморожуванням" ізотропної структури високотемпературного розплаву скла або наявністю міцного поверхневого шару (товщина ок. 0,01 мкм), к-рий утворюється в процесі формування внаслідок більшої деформації і витяжки в порівнянні з внутр. шарами.

При короткочасному навантаженні скляне волокно поводиться практично як пружне тендітне тіло, аж до розриву підкоряючись закону Гука. При довгих. дії навантаження спостерігається зростання деформації. пружне післядія, залежне від складу скла і вологості повітря. Зі збільшенням діаметра волокна зростає опір вигину і кручення і зменшується міцність при розтягуванні. У вологому повітрі. в воді і в водних розчинах ПАР міцність скляного волокна знижується на 50-60%, але частково відновлюється після сушки.

З високолужних А-скла отримують волокна, к-які менш стійкі до води. ніж волокна з E-скла, але стійкі до дії лугів.

Більш високу хім. стійкість в порівнянні з А-склом забезпечує С-скло. Втрата маси волокон з таких стекол при обробці водою складає 0,02-0,05 г / м, а при обробці лугами-0,3-2,5 г / м.

Кварцові скла. складаються більш ніж на 99% з SiO2. використовують в произове жаростійких волокон, св-ва яких брало, в т. ч. діелектричної. проникність і тангенс кута діелектричної. втрат, мало змінюються до 700 ° С.

Доповнить. обробка пов-сті скляного волокна Замасліватель і шліхтою призводить до її гідрофобізації, зниження поверхневої енергії і електрізуемості, зниження коеф. тертя від 0,7 до 0,3, збільшення міцності при розтягуванні на 20-30%. Поверхневі св-ва скляного волокна і капілярна структура виробу визначають малу (0,2%) гігроскопічність для волокон і підвищену (0,3-4%) для тканин.

Застосування. Скляні волокна служать конструкційними, електро-, звуко- і теплоизоляц. матеріалами. Їх використовують в произове фільтрувальних матеріалів, склопластиків. скляній папери та ін. Як правило, А-скло переробляють в штапельні волокна і використовують у вигляді матів і плит для звуко- та теплоізоляції. Скловолокнисті матеріали завдяки високій пористості мають малий коеф "теплопровідності [0,03-0,036 Вт / (м · К)]. Тканини з С-скла застосовують в хім. Пром-сті для фільтрації кислотних і лужних розчинів, для очищення повітря і гарячих газів. Термін служби фільтрів зі скляного волокна значно вище, ніж фільтрів зі звичайних текстильних матеріалів. Тканини зі скла А і E використовують у виробництві стеклотексто-літів.

З високоміцних волокон S-скла отримують композити для літако- і апаратобудування. Кварцові волокна є високотемпературними діелектриками і жаростійкими матеріалами.

Для захисту від дії рентгенівського і радіоактивного випромінювання використовують т. Зв. многосвінцовие і многоборной скляні волокна. Оптичні (світлопрозорі) скляні волокна застосовуються в произове світловодів і скловолокнистих кабелів.

Літ. Скло. Довідник, під ред. Н. М. Павлушкін, М. 1973; Бартенєв Г. М. Надміцні і високоміцні неорганічні скла. М. 1974; Скляні волокна, М. 1979; Довідник по композиційним матеріалам. під ред. Дж. Любина, пров. з англ. кн. 1, М. 1988. В. І. Кисельов.