post

Текстилни материали с техническо предназначение

Ингредиенти за полимерни материали

Ингредиентите са добавки, които се въвеждат в полимерните материали за придаване на необходимите експлоатационни свойства, за облекчаване преработката на полимерните материали или за поевтиняване на изделията. По предназначение ингредиентите биват: пълнители, пластификатори, стабилизатори, съшиващи агенти, багрила, структурообразуватели, порообразуватели, смазки и модификатори.

Пълнителите могат да влияят върху твърдостта, якостта, топлопроводимостта, топлоустойчивостта и др. качества на полимерните материали. Пластификаторите служат за повишаване на пластичността и разширяване на интервала на високоеластично състояние. Стабилизаторите служат за защита от стареене. Съшиващите агенти служат за образуване на напречни връзки между полимерните макромолекули.

Багрилата оцветяват полимерните продукти. Структурообразувателите осигуряват по-добри физико-механични свойства на полимерните продукти. Порообразувателите създават пори с цел намаляване масата на крайния продукт. Смазките са вещества предотвратяващи залепването на полимера към работните повърхности. Модификаторите променят целенасочено свойствата на полимерните материали.

Полимерни композиционни материали

Композиционните материали са такива, които са съставени от два или повече материала и имат по-добри характеристики от съставящите ги материали поотделно. Използват се както в областта на високите технологии, така и в стоките за бита и ежедневието. Те са съставени от матрица и усилващ (армиращ) пълнител.

Като матрици могат да се използват метални, сплави, органични полимери, силикатни материали и други. Като усилващи влакнести пълнители могат да се използват моновлакна, нишки, кабели, мрежи, тъкани, ленти, хартия и други.

Матрицата осъществява пренасяне на напрежението върху отделните влакна за сметка на тангенциалните напрежения действащи по протежение на границата влакно-матрица. Матрицата определя механичните свойства (при натоварвания различни от ориентацията на влакната), термоустойчивостта, химическата устойчивост и технологията за получаването на изделието. Якостните деформационни характеристики на полимерните композиционни материали се определят от свойствата, размера, съдържанието и ориентацията на влакна в армиращия пълнител.

Полимерни матрици

микроскопска снимка на полимерна матрица със стъклени влакна

За получаване на пространствено омрежени полимерни матрици се използват мономери или олигомери, които после могат да се втвърдят по поликондензационен механизъм под действие на температура, лъчение, инициатори или втвърдители. Инициаторите предизвикват втвърдяването на олигомерите, съдържащи ненаситени групи по механизма на радикаловата полимеризация.

Същинските втвърдители реагират с молекулите на олигомерите и стават част от образуващия се полимер. Изборът на катализатор се определя от характера на функционалните групи на олигомерите. Той не участва в образуването на пространствената мрежа, но остава във втвърдения материал и може да влияе върху неговите свойства. Химичната реакция на втвърдяването се съпровожда с топлинни ефекти, обемно свиване, а в някои случаи и с отделяне на нискомолекулни летливи продукти.

Влакнопласти

Влакнопластите като вид композиционни материали са съставени от три елемента: влакна, матрица и фазова граница. Адхезионното взаимодействие на фазовата граница между влакна и матрица в решаваща степен определя свойствата на композиционните материали. Матрицата предава и разпределя напреженията на усилващите влакна. Важно изискване към нея е да има ниска проницаемост на течности.

Стъклени влакна

стъклени влакна, текстилни материали с техническо предназначение

стъклени влакна

Стъклените влакна се получават от стопилки на различни оксиди във вид на щапелни влакна, непрекъснати влакна и вата (Стъклената вата се използва главно за топлоизолация). Предимствата на стъклените влакна са, че имат висока твърдост, хемоустойчивост, термоустойчивост и висока якост на опън. Лесно се преработват на текстилно оборудване. Недостатъци са високата им крехкост и ниската здравина на умора.

Стъклото е вид прозрачен, аморфен, твърд при стайна температура материал, който има характеристики на преохладена течност, склонна към кристализация. Стъклата за производство на влакна имат различен състав, което определя и по-нататъшната им употреба. Някои са с повишвна корозионна устойчивост, други с повишена здравина и т.н. Основните показатели, които имат отношение към свойствата им са: химическа устойчивост във вода, плътност, модул на еластичност, разрушаващо напрежение при опън, температура на размекване, термичен коефициент на линейно разширение.

Базалтови влакна

Базалтовите влакна се оличават с по-висока топлоустйчивост и алакалиустойчивост в сравнение със стъклените влакна, а освен това и по-висока адхезия към полимерните матрици, особено при използване на епоксидни матрици. Методите за получаване на базалтовите влакна са сходни с тези за получаване на стъклени влакна. Те дори могат да ги заменят във всеки случай, когато не се изисква определен цвят на композиционния материал.

керамични влакна, текстилни материала с техническо предназначение

керамични влакна със силициево покритие наблюдавани под микроскоп; автори на изображението: Rebecca Gottlieb, Gavin Richards, Shannon Poges, and Steven Suib

Борни влакна

Отличават се с много добро съчетание на относително невисока плътност плюс висока якост и модул на еластичност. Около 90% от произвежданите борни влакна се използват за получаване на непрекъснати ленти, напоени с епоксидна матрица и се използват в самолетостроенето. Боралуминиевите композити пък се използват за фюзелажа на орбиталните космически кораби. Те са с по-добра термоустойчивост от борепоксидните.

Керамични влакна

Керамични влакна – получават се от метални оксиди. Главно тяхно предимство е високата им термоустойчивост, висок модул на еластичност и якост на натиск и висока химическа устойчивост. Якостта им на опън не е особенно висока.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!