Изделия на основе стеклянного волокна: их основные виды, свойства и технологии изготовления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный строительный университет

Институт Строительства и Архитектуры

Кафедра: «Технологии композиционных материалов и прикладной химии»

Реферат

на тему: Изделия на основе стеклянного волокна: их основные виды, свойства и технологии изготовления

Введение

Стекловолокном называют волокно, изготовленное из расплавленного стекла.

Стекловолокно обладает редким сочетанием свойств: высокой прочностью при растяжении и сжатии, негорючестью, стойкостью к нагреву, малой гигроскопичностью, стойкостью к химическому и биологическому воздействию. Из него изготовляют материалы с высокими электро-, тепло-, звукоизоляционными свойствами и механической прочностью. На основе стекловолокнистых материалов изготавливаются различные виды изделий, которые успешно заменяют традиционные материалы, а также, имеют только им присущие области применения.

Виды стекловолокна

Различают два вида стекловолокна:

· непрерывное - длинной сотни и тысячи метров

· штапельное - длинной до 0,5 м.

По внешнему виду непрерывное волокно напоминает натуральный или искусственный шелк, а штапельное - хлопок или шерсть. Изделия из непрерывного волокна имеют вид однонаправленных волокон, тканых материалов, нетканых материалов и волокнистых световодов.

стекловолокно непрерывный штапельный строительство

1. Производство стекловолокна

Непрерывное стекловолокно:

В настоящее время на территории России для получения непрерывного стекловолокна применяют два подхода - одностадийный и двухстадийный.

Двухстадийный (наиболее распространенный) способ получения волокна включает в себя стадию подготовки шихты, варки стекла, выработки эрклеза (кусочки оплавленного стекла), стеклошариков или штабиков и стадию плавления эрклеза и стеклошариков в плавильном сосуде и вытягивания волокна.

Вторая стадия получения волокна состоит из следующих операций:

· подготовка и подача стеклянных шариков или эрклеза в стеклоплавильный сосуд;

· плавление шариков и эрклеза и подготовка стекломассы к формованию;

· заправка грубых волокон (при использовании штабиков);

· формование волокон;

· охлаждение волокон;

· нанесение на волокна замасливателя и соединение их в нить;

· раскладка и намотка нити.

Одностадийная технология значительно опережает двухстадийную по соотношению цена/качество конечного продукта. Он является более современным, поэтому к настоящему времени не все производства смогли его внедрить. При применении этого подхода волокна вытягивают из стекломассы, поступающей в выработку сразу из стекловаренной печи, питаемой шихтой, т.е. исключается промежуточная стадия выработки эрклеза и стеклянных шариков, при этом расход энергии сокращается практически в два раза. Вместо нее осуществляется операция распределения потока стекла в распределителе стеклоплавильной печи по отдельным фильерным питателям. Надо отметить, что при этом качество стекловолокна может быть несколько хуже, чем при изготовлении по первой технологии, что связано с меньшей гомогенизацией расплава.

Фильерный способ производства непрерывного стекловолокна:

Позволяет получать непрерывное стекловолокно, которое вытягивается из расплавленной стекломассы через небольшие отверстия -- фильеры и наматывается на вращающийся барабан. Основной частью установки для получения непрерывного стекловолокна является стеклоплавильная печь с укрепленной на дне платинородиевой лодочкой и фильерами диаметром 1--2 мм. В печь с помощью уровнемера-питателя загружают стеклянные шарики, из которых получают более качественную и однородную стекломассу. Температура в печи 1350-1400° С. Расплавленное стекло под давлением собственной массы вытекает из печи через фильеры в виде капель, которые вытягиваются в волокна. Волокна, собранные в пучок, пропускают через замасливающее устройство. Непрерывное вытягивание стекловолокна через фильеры и отсутствие раздува расплава паром или другим видом энергоносителя позволяют получать продукцию без неволокнистых включений (корольков), равномерной толщины и высокого качества.

Штапельное волокно:

Штапельное стекловолокно формуют путём раздува струи расплавленного стекла паром, воздухом или горячими газами.

Дутьевой способ производства штапельного стекловолокна:

Дутьевой способ вертикального раздува паром ВРП - один из наиболее распространенных способов производства штапельного стекловолокна.

Центробежный способ производства штапельного стекловолокна:

Общий принцип формования стекловолокна при центробежном способе заключается в том, что центробежные силы сначала разделяют струю расплава на отдельные струйки или капли, а затем вытягивают их в волокна. Струя расплава через отверстие в фидере ванной печи льется на поверхность плоского или слегка конического диска, закрепленного в вертикальном валу центробежной машины.

Диск вращается со скоростью 3000--5000 об/мин. На верхней плоскости диска радиально расположены насечки, по которым растекаются тонкие струйки расплава, вытягивающиеся в волокна. Вокруг диска мощным вентилятором создается цилиндрический воздушный заслон, не дающий волокнам возможность разлетаться. Они прижимаются к конусу, на котором укреплен керамический диск.

2. Изделия на основе стеклянного волокна

На основе коротковолокнистых штапельных волокон получают:

· Вату

· Рулонные материалы

· Маты

· Плиты

Все эти материалы состоят из хаотически перепутанных волокон. Волокно, осажденное вместе с органическими синтетическими материалами (водные растворы фенол-альдегидного полимера) на конвейерной ленте, после обработки принимает вид непрерывного ковра толщиной 20-100 мм.

Рулонный материал представляет собой длинный кусок ковра, свернутый в рулон. Маты и плиты получают из неподпрессованного ковра. Маты в ряде случаев простегиваются нитями из непрерывного стеклянного волокна, тогда толщина из может быть уменьшена до 5 мм. Плиты покрываются с одной или обеих сторон стеклянной тканью.

Из длинноволокнистых штапельных волокон изготовляют:

· Холсты (малярный)

· Пластины

· Бумагу

Эти материалы (толщиной 0,5-1,5 мм) могут быть свернуты в рулоны или нарезаны на пластины. Для повышения механической прочности они могут армироваться нитями их непрерывного волокна. Из длинноволокнистых волокон получают по аналогии с шерстью штапельную крученую пряжу, ровницу и при последующей текстильной переработке - штапельные ткани, сетки, ленты. Свойства изделий из штапельного волокна в значительной степени зависят от диаметра волокна, состава стекла и вида связующего материала.

3. Свойства

· Стекловата

Теплопроводность 0,030…0,052 Вт/м·К.

Температуростойкость стеклянной ваты -- 450 °C.

Плотность в рыхлом состоянии не более 130 кг/м³

· Рулонная стекловата(Ode Lubaflex)

Теплопроводность 0,040 Вт/м·К

Плотность 120 кг/м³

Класс по горючести : НГ

· Плиты стекловолокнистые (шамотные)

Теплопроводность 0,18 Вт/м·К

Плотность 350…450 кг/м³

4. Применение

Изделия на основе стекловаты применяются для:

· Звукоизоляции

· Теплоизоляции

· Футеровки печей (шамотные плиты)

· Гидроизоляции

· Устройства кровель

Библиографический список

1. Козлов, В.В. Гидроизоляция в современном строительстве: учебное пособие/ В.В.Козлов, А.Н. Чумаченко.- М.: Издательство АСВ, 2003.- 118 с.

2. Технология гидроизоляционных материалов: учебник/ под ред. И.А. Рыбьева.- М.: Высшая школа, 1991.- 287 с.

3. Ю.П. Горлов А.П. Меркин, А.А. Устенко. Технология теплоизоляционных материалов, 1980.

4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4559/СТЕКЛОВОЛОКНО

5. http://vipremontclub.ru/steklovolokno-chto-eto-takoe/

Размещено на Allbest.ru