СТЕКЛОТКАНЬ, СТЕКЛОВОЛОКНО И СТЕКЛОМАТ В ЧЕМ РАЗНИЦА?
Стеклянное волокно было создано совершенно случайно. На стекольном производстве произошла авария, во время которой расплавленная масса раздулась подаваемым под давлением воздухом. Таким образом образовались тонкие гибкие нити. Для специалистов это стало неожиданностью, поскольку обычное стекло после охлаждения затвердевает, а тонкие нити сохранили гибкость и не ломались при деформации. С тех пор прошло уже более 150 лет. Промышленная добыча стеклянных волокон, а также производство на их основе технических материалов – стеклоткани, стекломатов, стеклопластиков и т.д., стало привычной мировой практикой. Стекловолоконные материалы используются во многих производственных сферах и быту до сих пор, несмотря на большое число аналогов, не теряют актуальности и остаются востребованными.
Предлагаем рассмотреть основные различия между стекловолокном и материалами, изготовленными на основе тонких гибких стеклянных нитей.
Современное стекловолокно
Итак, как добывают современное стекловолокно, что это за материал и как он используется в мировом производстве? Для изготовления стеклянного волокна сегодня используется стеклобой или кварцевый песок. Технология не подразумевает использования сложного оборудования: используются центробежно-дутьевая машина, сушильная машина с полимеризацией, камера для осаждения волокон и концевой конвейер.
Процесс производства происходит следующим образом:
- Битое стекло или кварцевый песок разогревают до температуры 1400°С.
- Вязкая расплавленная масса подается на формующее оборудование. Там расплав под высоким давлением пропускается через сотни отверстий микронной ширины, что придает материалу нитеобразную форму.
- Нити толщиной 3-100 микрон, пропитывают масляными составами, охлаждают и наматывают на специальную катушку.
Сырье для производства конструкционных, электроизоляционных материалов, изоляции и т.д.
Теперь мы подошли к ответу на часто задаваемый потребителями вопрос: чем стекловолокно отличается от стеклоткани, стекловолоконных утеплителей, стеклопластика, стекломата и т.д? Стекловолокно не является самостоятельным материалом, а служит сырьем для их производства. Свойства производных зависят от способа их изготовления и химического состава, однако все они перенимают характеристики исходного сырья – стекловолокна.
В числе таких характеристик:
- Повышенная прочность, превышающая прочность легированной стали;
- Жаростойкость. Структура стекловолокна, в особенности обработанного эпоксидными смолами, сохраняется даже при значительном нагревании. В таких условиях когда органические волокна уже полностью разрушаются.
- Толерантность к термически и химически агрессивных средам — горячей воде, щелочам, кислотам и воздействию пара высокого давления. Наибольшей стойкостью отличаются волокна , кварцевого, кремнеземного и каолинового происхождения;
- Звукопоглощающие. Стекловолокно отличается уникальным строением, в котором межволоконное пространство заполнено микроскопическими пузырьками воздуха. Благодаря этому материал обладает способностью к шумопоглощению.
- Теплоизоляционные свойства за счет содержание воздуха среди волокон и повышенной плотности материала. Изделия из стекловолокна, в составе теплоизоляции домов, обеспечивают удержание тепла зимой и перегрева помещения летом. Также их используют для термо и гидроизоляции труб.
- Негорючесть и экологическая безопасность. Пожаробезопасное стеклянное волокно не воспламеняется, не горит и не плавится. Не выделяет токсичных веществ при нагреве. Это является значительным преимуществом перед другими жаростойкими материалами (напр., асбеста), которые легко воспламеняются и отравляют воздух при воспламенении.
- Стойкость к деформации и естественному износу.
- Необработанное стекловолокно уязвимо перед изгибами и истиранием, однако смоляная или лаковая пропитка решает проблему.
Срок службы изделий при сохранении оптимальный условий эксплуатации — 50 лет.
Стеклоткань
Итак, стеклоткань – это техническая ткань из стекловолокна. Размотки стеклянных нитей с бобин поддаются комплексной крутке трощения нитей и вторичной крутке, поле чего из полученной пряжи на специальных ткацких станках прядут стеклоткань. Для этого обычно используются волокна диаметром 5-10 микрон, т.к. волокна большей толщины отличаются пониженной прочностью при изгибе и чаще трескаются в ходе текстильной переработки.
Готовые полотна сворачивают в рулоны.
Метод ткачества не отличается от обычного полотна и основывается на переплетении поперечных и продольных нитей между собой. В зависимости от типа переплетения – полотняного, сатинового, саржевого или шашечного, а также плотности и извилистости нитей стеклоткани отличаются между собой характеристиками и назначением. Они подразделяются на базальтовые, электроизоляционные, кремнеземные, строительные, конструкционные, и ровинговые.
Используются в как армирующая основа для стеклопластиков (которые используются в судо, авто, авиастроении), для электро, тепло и гидроизоляции, для производства стеклорубероида, в кровельном строительстве, при пошиве средств первой защиты при пожаре и т.д.
Стекломаты
В зависимости от плотности волокон и типа замасливателя стекломаты разделяются на:
- Порошковые.
Состоят из стеклонитей с небольшим содержанием щелочи. При производстве их кроят, нарезают, а для склеивания используется наполнитель из порошка.
- Эмульсионные.
Состоят из хаотично размещенных стеклянных нитей, соединенных друг с другом эмульсионным связующим составом.
- Длинноволокнистые.
Состоят из нескольких слоев стекловолоконных жгутов, соединенных друг с другом полимерным составом.
Итак, для чего нужен стекломат и как его используют? Чаще всего стекломаты используются для производства ламинатов, стеклопластиков, сложных форм. Также он нашел применение в создании композиционных конструкционных деталей в автомобилестроении, судостроении, машиностроении, авиастроении, строительстве и быту.
Например, в промышленном строительстве они нужны для устройства армированных наливных полов, гидрозащитных покрытий, а также в качестве теплоизоляции. При строительстве дорог стекломатами укрепляют откосы, армируют асфальтобетонные покрытия.
Что лучше?
Сферы применения стекловолоконных материалов во многом совпадают. Ткани делают изделия более прочными, а стекломаты проще в обработке (хорошо пропитываются смолой, удаляя воздух из волокон) и в сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы.
Более подробную информацию и характеристики стеклоткани можно посмотреть на этой странице.