Статьи

Пористые и волокнистые полимерные материалы 10.03.2018

Пористые и волокнистые полимерные материалы

Группы пластмасс и материалов для строительного и промышленного применения - это пластики с пористой структурой или термопласты с волокнистыми наполнителями. Обе группы активно используются для разных целей благодаря возможности изменять свойства исходного пластика в процессе производства и переработки.

Технологии работы с полимерами позволяют модифицировать их по составу и придавать различные физические свойства для применения в определенных качествах - от утеплителей и изоляторов для армирующих составов и наполнителей. Разработки, основанные на сочетании материалов искусственного и естественного происхождения, открывают большие возможности в промышленном применении:

  • создание промышленных и строительных утеплителей;

  • использование в качестве подложки под дорожное волокно;

  • изготовление промышленных фильтров для очистки воды и воздуха;

  • создание конструкционных и изолирующих составов;

  • улучшение свойств строительных смесей и монолита за счет добавления составов с волоконными добавками.

Получить такие материалы можно разными способами. Пористые полимерный структуры создаются путем насыщения газом исходной массы. Волокнистые композитные смеси изготавливают путем внесения в массу полимерного связующего заранее подготовленных волокон.

Волокнистые композиты - усиленные пластмассы

Если еще несколько десятилетий назад большую часть спроса на пластмассы удовлетворял листовой пластик и материал в виде гранул для формования и экструзии, то с появлением более сложных структурно пластмасс область их применения существенно расширилась.

Волокниты - составы с внедренными волокнами, в большинстве изготавливаются на основе термопластов. Цель такого смешивания состоит в том. чтобы придать термопласту дополнительную прочность. Проблема технологии, которую пока не удается преодолеть до конца - это свойство длинных волокон стороннего происхождения ломаться в процессе смешивания. Поэтому большинство составов имеет мелковолокнистую структуру.

Упрочнению подвергаются высокомодульные термопласты - АБС-пластики, полиамиды, поликарбонат, полипропилен. В процессе разработки и создания состава возникает необходимость повысить сцепление волокон со связующим. Волокна делят на две основные категории - короткие и непрерывные. Вторые получают искусственно, их происхождение может быть органическим, углеродным и безуглеродным.

Стеклянные волокна

Самый распространенный вид наполнителя для волокнитов, получаемый в процессе продавливания расплавленного стекла через фильеры. Материал может быть нитевидным, жгутовидным, скрученным, спутанным в маты. Характеризуется невысокой стоимостью и простотой в использовании.

Базальтовое волокно

Изготовление волокна для последующего внесения в композитный состав напоминает технологию изготовления стеклянного волокна. Это нити, жгуты и маты из горной породы, расплавленного камня. В отличие от стекла, характеризуются чуть меньшей прочностью, но обходятся гораздо дешевле в изготовлении.

Борный волокнистый наполнитель

Специфический и дорогой продукт, используемый в авиационной и аэрокосмической промышленности. Высокая стоимость объясняется сложной технологией производства. Используется там, где затраты имеют меньшее значение, чем полученный результат - такие материалы в сочетании с углепластиками позволяют создавать несущие конструкции высокой прочности с малым весом.

Керамическое волокно

Для изготовления этого вида наполнителя используются оксиды металлов. При невысокой прочности обладает высокой стойкостью в химическим воздействиям, способностью переносить высокие температуры. Используются для создания композитных деталей в машиностроении, автомобильной промышленности (диски и фрикционы), химической промышленности.

Углеродный волокнистый наполнитель

Обладает высоким модулем упругости, поэтому ценится в авиационной и аэрокосмической сфере несмотря на высокую стоимость. Применяется для создания прочных композитных силовых узлов конструкции, корпусов, центроплана больших воздушных судов. Постепенно захватывает рынок судостроения и проникает в строительство в виде углепластиковой арматуры.

Поропласты и пенопласты

Ячеистые или пористые полимеры - материалы, полученные в процессе наполнения газом исходной массы, Применяются в строительстве и промышленности более всего в качестве утеплителей, имеется опыт использования поропластов в качестве фильтров. Наибольшее распространение получили в области утепления зданий экструдированным пенополистиролом или пенопластом.

Принято различать такие полимеры и пластмассы на пенопласты с закрытыми порами и поропласты с сообщающимися внутренними полостями. Существует опыт производство и применения составов со смешанной структурой. Небольшая теплопроводность и минимальный вес объясняются тем, что поры составляют до 98 % всей массы, в то время как на стенки приходится всего 2 %. Из недостатков принято отмечать чувствительность к высокой температуре и горючесть.

Жесткие поропласты и пенопласты характеризуются высокой прочностью и способностью эффективно заменять толстые слои кирпича и газобетонных блоков. Допускается использование в теплоизоляции труб с эксплуатационной температурой не выше 60 С.

Возврат к списку