Характеристики стекловолокна

Характеристики стекловолокна относятся к характеристикам волокна в рабочих условиях. В основном он включает физические свойства, химические свойства и механические свойства.

Физические свойства

• Внешний вид

В отличие от других натуральных или искусственных органических волокон, стекловолокно представляет собой гладкий цилиндр, каждое его поперечное сечение представляет собой почти полный круг. Эта особенность обеспечивает небольшое сцепление между стекловолокнами и не способствует связыванию матриц.

• Плотность

Таблица 1 Плотность стекловолокна, углеродного волокна и некоторых обычно используемых текстильных волокон и металлических материалов

Как показано в приведенной выше таблице, плотность стекловолокна выше, чем у органического волокна, но ниже, чем у обычного металла, она примерно такая же, как у алюминия. Следовательно, возможно, удастся заменить алюминиево-титановый сплав на стекловолокно в промышленности. Кроме того, плотность стекловолокна во многом зависит от его состава. Например, плотность стекловолокна, не содержащего щелочи, обычно выше, чем плотность стекловолокна из щелочного металла.

• Электрические свойства

Электрические свойства стекловолокна зависят в основном от химического состава стекла, особенно от содержания оксида щелочного металла. Чем ниже содержание, тем лучше диэлектрические свойства. Стекловолокно, не содержащее щелочи, имеет самую низкую диэлектрическую проницаемость (около 6,5), оно широко используется в электроизоляционных материалах.

• Термические свойства

Стекловолокно - отличный теплоизоляционный материал, его теплопроводность очень мала, особенно изделия из стекловаты. Поэтому он обычно используется для теплоизоляции,
теплоизоляции зданий и промышленных предприятий. Чем больше зазор между волокнами, тем меньше плотность и ниже теплопроводность, потому что теплопроводность воздуха мала. Во-вторых, поскольку стекловолокно является неорганическим материалом, оно негорючее и обладает хорошей термостойкостью, которой нет у других текстильных волокон.

Механические свойства

Таблица 2 Прочность на разрыв и относительное удлинение стекловолокна, углеродного волокна и некоторых обычно используемых текстильных волокон и металлических материалов

Как видно из таблицы, стекловолокно обладает уникальными свойствами в следующих аспектах.

• Разрывная нагрузка

Хотя стекловолокно изготовлено из стекла, его прочность на разрыв намного выше, чем у того же состава. При одинаковом весе прочность на разрыв в 2-4 раза выше, чем у стали. Отсюда и название FRP.

• Стабильность размеров

Стекловолокно не деформируется из-за изменений температуры окружающей среды, а его удлинение составляет всего от 2% до 3%. Стабильность размеров выше, чем у других текстильных волокон и металлических материалов.

• Твердость

Стекловолокно имеет высокую твердость, примерно в 15 раз превышающую твердость нейлона. Комбинация твердости стекловолокна и присущей ему хрупкости составляет заметное низкое сопротивление изгибу, что не способствует текстильной обработке стекловолокна. Уменьшая диаметр стекловолокна, можно улучшить сопротивление волокна изгибу.

• Износостойкость и устойчивость к изгибу.

Износостойкость и сопротивление изгибу относятся к антифрикционным и противоразрывным свойствам, но оба свойства стекловолокна не являются хорошими. Чтобы удовлетворить потребности в текстильных волокнах, обычно используется обработка поверхности, чтобы сделать стекловолокно мягким и износостойким.

Химические свойства

Стекловолокно обладает стабильными химическими свойствами, оно редко вступает в химическую реакцию с окружающей средой, даже обладает хорошей устойчивостью к коррозионным химическим веществам, таким как кислоты и основания, и оно устойчиво к большинству неорганических соединений.

Другие свойства

Стекловолокно обладает антивозрастными, антикоррозийными, антиплесневыми, анти-ультрафиолетовыми и другими свойствами. Технологические свойства стекловолокна могут быть улучшены соответствующей обработкой поверхности. Кроме того, сломанная головка волокна может вызвать зуд при соприкосновении с телом человека. Поскольку стекловолокно вообще не может всасываться и разлагаться, если человек будет вдыхать его в течение длительного времени, это нанесет определенный вред легким. Кроме того, стекловолокно имеет низкую гигроскопичность, очень трудно поддается окрашиванию и имеет очень высокие производственные затраты.