Особый акцент на пластике, армированном базальтовым и арамидным волокном

Пластмасса, армированная волокном, представляет собой смесь армирующих наполнителей и пластиковых смол, называемых матрицами . Этот метод увеличивает прочность на разрыв и модуль упругости композита. Эти наполнители также увеличивают температуру теплового отклонения материала, а также заставляют его сопротивляться усадке и деформации. Степень улучшения этих свойств зависит от механических свойств волокна и матрицы, их объема относительно друг друга, а также длины и ориентации волокна в матрице. Многие органические и неорганические наполнители используются для создания пластиков, армированных волокном. Возможно, вы слышали об углеродном волокне, поскольку в настоящее время оно все чаще используется в автомобильной промышленности и часто упоминается в новостях. Но есть и другие полезные полимеры, армированные волокном! В этом посте мы сосредоточимся на волокнистом минеральном наполнителе базальте и искусственных арамидных волокнах, таких как кевлар. ^TM

Базальтовые волокна

Базальтовые волокна встречаются в вулканических породах. Это очень тонкие волокна, сделанные из базальта, добытого в карьере, который был раздроблен, промыт и расплавлен в никуда. добавлены материалы. Базальт состоит из минералов плагиоклаза, пироксена и оливина. Для создания волокон базальт плавится при температуре около 1400 ° C (2550 ° F), а затем экструдируется через небольшие сопла для получения непрерывных волокон. Базальтовое волокно, как известно, обладает превосходной коррозионной стойкостью, высокой стойкостью к истиранию и огнестойкостью. Он также известен тем, что сохраняет свои характеристики при низких температурах и не разлагается под воздействием ультрафиолетового или электромагнитного излучения. До 1995 года технология базальтового волокна, используемая в военных и аэрокосмических приложениях, была классифицирована правительством США.

Прочность базальта выше, чем у стекловолокна и углеродного волокна, и лишь немного меньше, чем у стали. Также базальтовые композитные пластмассы более водостойкие и химически стойкие. Базальт используется как замена асбесту, поскольку он огнестойкий, а диаметр волокон его волокон намного превышает предел дыхания человека. Он используется в кузовах автомобилей, спортивном инвентаре, корпусах кораблей, лопастях ветряных мельниц, армировании бетона, штативах для фотоаппаратов и т. Д.

Арамидные волокна

Арамидные волокна являются синтетическими и производятся из семейства ароматических полиамидов. Федеральная торговая комиссия определяет арамидные волокна как промышленные волокна, в которых волокнообразующее вещество представляет собой длинноцепочечный синтетический полиамид, в котором не менее 85% амидных связей (-CO-NH-) присоединены непосредственно к двум ароматическим кольцам. Одним из самых известных является кевлар ™, поскольку он используется в защитных жилетах, которые носят полицейские и военные. Арамидные волокна были впервые разработаны DuPont в 1965 году и стали коммерчески доступными в 1973 году. Другие арамидные волокна известны под следующими торговыми названиями:Nomax, Conex, Arawin, New Star, X-Fiper и Kermel.

Кевлар ™ изготавливается с использованием особого метода плетения, называемого арамидным переплетением. Он устойчив к коррозии и нагреванию. Он очень легкий, прочный и гибкий. У него нет температуры плавления, но он начинает разлагаться при 500 ° C. Кевлар ™ имеет химическую структуру, в которой связи расположены вдоль оси волокна. Эта конструкция придает арамидам превосходную прочность, а также гибкость и устойчивость к истиранию. Хлор вызывает разложение кевлара, что делает его одним из немногих веществ, способных повредить этот прочный материал.

Кевлар используется для изготовления бронежилетов и бронежилетов. Он также используется для изготовления рам велосипедов и корпусов лодок и используется для замены тормозных колодок и накладок вместо асбеста. Другой вариант этого материала, называемый Nomex ™, используется для изготовления огнестойких костюмов, шлемов и перчаток. Арамид также используется для изготовления струн для теннисных ракеток, хоккейных клюшек, кроссовок и лыж.

Другие неорганические армирующие волокна включают стекло, углерод и бор. Следите за новостями, и в ближайшие несколько недель выйдет публикация об этих армированных волокном полимерах.

Вопросы? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже.

Ищете дополнительную информацию о высокопрочных пластмассах? Загрузите наше бесплатное руководство.