Министерство Образования Российской Федерации

Алтайский Государственный Университет им. И.И. Ползунова

Контрольная работа

по физикохимии композиционных материалов

на тему: Волокна

г. Барнаул

2009

Стеклянное волокно

Стеклянное волокно (стекловолокно), искусственное волокно, формуемое из расплавленного неорганического стекла. Различают непрерывное стеклянное волокно-комплексные стеклянные нити длиной 20 км (и более), диаметром мононитей 3-50 мкм, и штапельное стеклянное волокно длиной 1-50 см, диаметром волокон 0,1-20 мкм.

Получение

Непрерывное стеклянное волокно получают фильерным формованием пучка тонких мононитей из расплавленной стекломассы с последующей вытяжкой, замасливанием и намоткой комплексной нити на бобину при высоких (10-100 м/с) линейных скоростях. Штапельное стеклянное волокно формуют путем разрыва струи расплавленного стекла после выхода из фильеры воздухом, паром, горячими газами или другими методами. Его также получают разрубанием комплексных нитей.

Из непрерывного стеклянного волокна делают крученые комплексные нити, однонаправленные ленты, жгуты. Из крученой нити изготовляют ткани, сетки, ленты на ткацких станках. Штапельные стеклянные волокна и пряди нитей, срезанные с бобин (длина 0,3-0,6 м), используют для изготовления стекловаты, холстов, матов, плит.

Состав и свойства стеклянного волокна определяются составом и свойствами волокнообразующего стекла, из которого его изготовляют. В зависимости от состава различают несколько марок такого стекла (табл. 1).

Наиболее важные характеристики стеклянных волокон приведены в табл. 2.

Повышенная прочность стеклянного волокна (по сравнению с исходным стеклом) объясняют по-разному: "замораживанием" изотропной структуры высокотемпературного расплава стекла или наличием прочного поверхностного слоя (толщина ок. 0,01 мкм), который образуется в процессе формования вследствие большей деформации и вытяжки по сравнению с внутренними слоями.

При кратковременном нагружении стеклянное волокно ведет себя практически как упругое хрупкое тело, вплоть до разрыва подчиняясь закону Гука. При длительном действии нагрузки наблюдается возрастание деформации, упругое последействие, зависящее от состава стекла и влажности воздуха. С увеличением диаметра волокна возрастает сопротивление изгибу и кручению и уменьшается прочность при растяжении. Во влажном воздухе, в воде и в водных растворах ПАВ прочность стеклянного волокна снижается на 50-60%, но частично восстанавливается после сушки.

Дополнительная обработка поверхности стеклянного волокна замасливателями и шлихтой приводит к ее гидрофобизации, снижению поверхностной энергии и электризуемости, снижению коэффициента трения от 0,7 до 0,3, увеличению прочности при растяжении на 20-30%. Поверхностные свойства стеклянного волокна и капиллярная структура изделия определяют малую (0,2%) гигроскопичность для волокон и повышенную (0,3-4%) для тканей.

Применение

Стеклянные волокна служат конструкционными, электро-, звуко- и теплоизоляционными материалами. Их используют в производстве фильтровальных материалов, стеклопластиков, стеклянной бумаги и др. ............