Основные характеристики стеклянных крученых комплексных нитей

Окончание табл. 1.2

Марка	Техническая документация	Линейная плотность, текс	Крутка, кр/м	Тип замасливателя, потери при прокаливании, % (масс.)
ТС8-26х1х2	То же 52+4			ПЭ1,5-0,5
	Нити кремнеземные из стекла № 11
К11С6-180	ОСТ-11-389-74 180+14		150+10
К11С6-180-13	То же То же		150+10	№ 13
К11С6-170-БА	ОСТ-11-389-74 170±20		150+10	№ 13
	Нити кварцевые
КС11-17x4x3	ТУ6-11-82-75 204		100+15	ПЭ н/б 2,5
КС11-17x2x3	То же 102		100+15	То же

Обозначение марки крученой комплексной нити, например: БС6-3,4х1х2 ( 150)-80; ТС8-26х1х2; К11С6-180-БА; КС11-17x4x3; состоит из трех частей:

1 - тип стекла и номинальный диаметр элементарной нити
(волокна), где Б — бесщелочное алюмоборосиликатное, Т —
стекло состава Т-273А, К11 — кремнеземные нити из стекла
N11, К — кварцевая нить, С — стеклонить непрерывная,
6,8,6,11 — диаметр элементарной нити, мкм;

2 — номинальная линейная плотность комплексной нити (3,4;26;180;17), текс. Цифровое обозначение после знака "х": 1 — количество одиночных нитей в комплексной, 2 — количество скручиваемых одиночных нитей; цифры в скобках — количество кручений на 1 м нити;

3 — тип замасливателя (например, № 80). При выработке нити на технологическом замасливателе из парафиновой эмульсии индекс в марке нити не указывают. В кремнеземных нитях: БА — безусадочная аппретированная нить.

Для использования в качестве армирующего наполнителя в композитах конструкционного назначения отечественная промышленность выпускает различные текстильные структуры из высокопрочных и высокомодульных волокон. Для волокон различной природы номенклатура текстильных структур армирующих наполнителей разная, исторически она предопределена

однонаправленные наполнители: непрерывные элементарные нити (однонаправленные волокна, одиночные нити); комплексные нити (крученые однонаправленные нити); ровинги (жгуты);

тканые наполнители: тканые ленты; ткани и сетки (однослойные и многослойные);

нетканые материалы: полотна нитепрошивные, иглопробивные, холстопрошивные и другие; маты (поверхностные, из рубленных нитей, скрепленных полимерным связующим и др.); полотна трикотажные.

Основные физико-механические свойства СВ, наиболее распространенных в производстве волокнистых стеклопластиков, приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3 Характеристики стеклянных волокон

Свойства	Марка стекла*
Свойства	MAC	АБС	КС
Физические:
плотность ρ, кг/м³	2480	2540	2490
Механические:
предел прочности при растяжении ст{,
МПа: При 22 °С	4585	3448	3033
при 371 °С	3768	2620	-
при 533 °С	2413	1724	-

Окончание табл. 1.3

*Примечание.MAC — магнийалюмосиликатные, АБС — алюмоборосиликатные, КС — кислотостойкие.

В настоящее время изделия из стеклопластиков являются наиболее дешевыми и широко используемыми в производстве малотоннажных судов, лодок, катеров, яхт, элементов кузова автомобилей, нефтепроводов, обтекателей летательных аппаратов, узлов ветряных электростанций и многих других товаров массового потребления.

Органические волокна

Прогресс в области создания синтетических материалов обусловил возможность получения армирующих волокон, способных конкурировать с неорганическими.

Высокомодульные и высокопрочные волокна на основе ароматических полиамидов (арамидов) обладают уникальным комплексом свойств: высокими прочностью при растяжении и модулем упругости, термостабильностью, позволяющей эксплуатировать их в широком температурном интервале, хорошей защитной стойкостью при ударе, негорючестью, повышенными усталостными и диэлектрическими свойствами. Вследствие низкой плотности арамидные волокна превосходят по удельной прочности все известные в настоящее время армирующие волокна и металлические сплавы, уступая по удельному модулю упругости углеродным и борным волокнам.

Рис.1.4. Схема двух вариантов аппаратурного оформления «сухого — мокрого» формования нити:

а — горизонтальная заправка; б — вертикальная заправка; / — червяк; 2 — прядильная головка; 3 — фильера; 4 — элементарные волокна; 5 — газовая прослойка; 6 — нитепроводник; 7 — осадительная ванна; 8 — упрочнение формуемой нити; 9 - приемная бобина; 10 - корпус; 11 — прядильная трубка; 12 — тубус для оборотной ванны; 13 - насос; 14 — секция упрочнения формуемой нити; 15 — приемный бачок осадительной ванны

В зависимости от состава полимера и метода формования получают органические волокна, имеющие плотность 1410... 1450 кг/м , предел прочности при растяжении 70... 150 ГПа. Волокно сохраняет исходные характеристики до температуры 180 °С, а при повышении температуры, не плавясь, карбонизируется. Криогенные температуры не вызывают охрупчивания волокон. При разрыве (до 4,5 %) органические

Общий недостаток арамидных волокон — сорбирование влаги, что приводит к ухудшению их свойств примерно на 15...20 %. Арамидные волокна отличаются хорошей способностью к текстильной переработке, сохраняя после ткачества 90 % исходной прочности нитей, что позволяет их использовать для производства различных тканых армирующих материалов.

В середине 80-х годов была разработана технология получения самых легких (с плотностью 0,97 г/см ) волокон из полиэтилена, обладающих упругопрочностными свойствами на уровне арамидных, таких как Спектра (США), Дайнема (Нидерланды), Текмилон (Япония).

Исходным материалом для получения таких волокон является высокомолекулярный полиэтилен.

Полиэтиленовые волокна обладают невысокой температурой эксплуатации, обычно не более 400 К, однако вследствие низкой плотности, устойчивости к агрессивным средам, абразивной стойкости и ряда других достоинств являются весьма перспективными материалами. Основные механические характеристики арамидных и полиэтиленовых волокон представлены в табл. 1.4.

Таблица 1.4 Механические характеристики арамидных и полиэтиленовых волокон

Окончание табл. 1.4

Органические волокна широко применяют для изготовления корпусов РДТТ,сосудов давления, защитных бронежилетов, шлемов, термостойких перчаток, деталей планера самолета, спортивного снаряжения, канатов, автомобильных кордов и многих других изделий.

Углеродные волокна

По ряду показателей углеродные волокна обладают уникальными механическими и физическими свойствами. Им присущи высокая теплостойкость, низкие коэффициенты трения и термического расширения, высокая стойкость к атмосферным воздействиям и химическим реагентам, различные электрофизические свойства (от полупроводников до проводников). Углеродные волокна имеют высокие значения удельных механических характеристик. Углеродные волокна подразделяют на карбонизированные, содержащие 80...90 % углерода, (температура термообработки 1173...2273 К) и графитизирован-ные с содержанием углерода выше 99 % (температура термообработки до 3273 К). Исходными материалами для получения углеродных волокон являются: химические волокна — вискозные или полиакрилонитрильные — и углеродные пеки.

Технологический процесс получения углеродных волокон включает в себя стадии текстильной подготовки материала, окисления, карбонизации и графитизации.

Рис. 1.5. Непрерывные схемы карбонизации с различными вариантами вытягивания волокна: а — вытягивание на второй и третьей стадиях термической обработки; б- вытягивание на второй стадии обработки; в - вытягивание на третьей стадии обработки; / — питающее устройство; 2 — ванна для нанесения катализатора; 3 - первая печь; 4, 8 — тянущие ролики; 5, 9 - направляющие ролики; 6, 10 - грузы; 7 -вторая печь; 11 — третья печь

Схема совмещенного окисления и карбонизации ПАН-волокна показана на рис. 1.6.

1 2 J 4 8 9 10 11 12 13

I'm-. 1.6. Схема совмещенного окисления и карбонизации ПАН-волокна:

1 - шпулярник; 2 — система питающих роликов; 3 — впускное устройство; 4 -Печь окисления; 5 - комплект роликов; 6 — вентилятор; 7 - выпускное устройство; 8- система тянущих роликов; 9- приемные вальцы; 10- штуцер для подачи инертного газа; 11 - печь карбонизации; 12- высокотемпературная зона печи карбонизации; 13 — вакуумная камера; 14 — штуцера для отвода отходящих газов

Наиболее дешевые и доступные исходные материалы для производства углеродных волокон — нефтяные и каменноугольные пеки, представляющие собой сложную смесь олигомерных продуктов. Процесс получения волокон из пеков включает в себя следующие стадии: приготовление пека, формование волокна, карбонизацию и графитизацию.

Механические свойства углеродных волокон (отечественных и зарубежных) приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1186; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!