Стеклянное волокно

Различные синтетические термореактивные смолы имеют низкое значение ударной вязкости, поэтому для ее повыше­ния широко используется введение в смолу различных упрочняющих наполнителей, например нарезанной ткани (лоскутной «крошки») асбестовых и целлюлозных волокон.

Первые попытки использовать стеклянные волокна в качестве упрочняющего наполнителя не дали положитель­ных результатов. Применявшиеся смолы требовали прило­жения высоких давлений при прессовании, что вело к раз­рушению волокон, а следовательно, и к потере прочности. В начале второй мировой войны были получены первые образцы смол полиэфирного типа. Эти смолы при отвержде­нии не выделяют побочных продуктов реакции и могут перерабатываться при низких давлениях. Таким образом, стало возможным применение стеклянных волокон в каче­стве упрочняющего наполнителя, а создание других типов модифицированных смол (фенольных, меламиновых и эпок­сидных), перерабатываемых при низких давлениях, значи­тельно расширило область применения стеклянных волокон.

Используемые в качестве упрочняющего наполнителя стеклянные волокна обнаруживают ряд преимуществ перед другими материалами, а именно:

- производятся из недефицитного сырья,

- обладают высокой прочностью на разрыв,

- имеют высокий модуль упругости,

- обладают высокой огнестойкостью,

- имеют хорошую грибостойкость,

- устойчивы против химического и атмосферного воздействий,

- обладают высокой стабильностью размеров,

- обладают высокой теплостойкостью,

- имеют низкую растяжимость,

- позволяют получать стекловолокнистые изделия различного вида в соответствии с назначением.

Типы стекла

Для стеклянных волокон, используемых в качестве упрочняющего наполнителя при производстве пластмасс, применяется стекло двух различных типов:

- малощелочное,

- боросиликатное.

Первоначально данные типы стекла предназначавшееся только для нужд электрохимической промышленности и обычно называемое Е-стеклом, и известково-натриевое стекло с содержанием щелочи в пределах 8—15%.

При выборе типа стекла для определенной области при­менения необходимо учитывать условия работы готового изделия. Е-стекло наиболее устойчиво против атмосферного воздействия, поэтому слоистый пластик на его основе реко­мендуется использовать в условиях влажной среды. Кроме того, Е-стекло применяется в тех случаях, когда требуются хорошие диэлектрические характеристики.

Стеклянные волокна на основе стекла щелочного состава обладают относительно малой стойкостью к действию влаги, однако в кислой среде они оказываются более стойкими, чем стеклянные волокна на основе Е-стекла малощелочного состава.

При производстве стеклопластиков почти исключительно применяется непрерывное стеклянное волокно. Процесс его изготовления заключается в следующем: стекло в виде стеклянных шариков или стеклянного боя поступает в пла­тиновый тигель (называемый «лодочкой»), снабженный электронагревателем для плавления стекла.

«Лодочка» имеет перфорированное днище с фильерами (обычно около 200), через которые проходит расплав­ленная стекломасса в виде элементарных волокон. Под влиянием собственного веса стекломасса вытекает из фильер, и при высокоскоростной механической вытяжке полу­чаются волокна диаметром 4—5 мкм. После выхода из «лодочки» пучок элементарных волокон подвергается шлих­товке с помощью «замасливателя»; получаемая при этом прядь волокон наматывается на бобину.