Trm-parking.ru

ТРМ Паркинг
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

История стеклокомпозита

История стеклокомпозита

Первыми цивилизациями, которые изготовили стекло, были древние финикийцы и египтяне. И те и другие могли расщеплять стекло в волокна. Однако они использовали очень малое количество этих волокон и их качество было весьма грубым. Они использовали их для декораций и не подозревали о скрытом потенциале волокон стекла.

В 1870 человек по имени Джон Плэер разработал метод массового производства стеклянного волокна с использованием сильной подачи струи пара и изобрёл то, что называется минеральной ватой. Этот материал использовался в качестве эффективной изоляции. В 1880 Герман Хаммесфах получил патент на стекловолокнистую ткань с шелковыми вплетениями. Такая ткань была прочной и огнестойкой.

Первое стекловолокно, которое используется в настоящее время, тем не менее, было получено совершенно случайно. Молодой исследователь Дэйл Клейст из компании «Corning Glass» пытался соеденить два стеклянных блока чтобы сделать воздухонепроницаемый затвор. Внезапно струя сжатого воздуха ударила в поток расплавленного стекла и создала фонтан стеклянных волокон, показав Дэйлу простой метод изготовления стекловолокна.

В 1935 «Corning Glass» совместно с «Owens-Illinois», другой экспериментирующей со стекловолокном компанией, продолжали работать над развитием технологии. В 1936 они запатентовали продукт «Fiberglas», только с одной буквой «s», а в 1938 обе компании слились в одну под названием «Owens-Corning», которая существует и по сей день.В конце 30-ых и начале 40-ых годов они разработали идею свёртывания волокон в ткань в качестве материала. В 1941 проводились успешные эксперименты с горячей очисткой и обработкой стекловолоконной ткани. Термообработка сделала ткань более гибкой и стала ключевым звеном в укреплении слоистых пластиков.

В 1936 Карлтон Эллис получил патент на производство полиэфирной смолы. Её можно было смешивать со стекловолокном чтобы получать композитные материалы. Немцы затем усовершенствовали процесс произодства полиэфирной смолы. Во время второй мировой войны британские агенты выкрали секрет изготовления смолы и передали её американским компаниям. Американская компания «Cyanamid» занималась изготовлением «предшественников» современной полиэфирной смоле уже в 1942 и тогда же «Owens-Illinois» занималась изготовлением стекловолоконных и полиэфирных частей для военных самолетов. Это были пластиковые листы из запантетованной ткани «Fiberglas» со смоляной пропиткой.

Первая композитная лодка была сделана в 1937 Рэйем Грином. Он работал с материалами компании «Owens Corning». Когда он изготавливал лодку, он не пытался развить из этого глобальную идею, а экспериментировал с подходящим пластиком для композитного материала. В 1942 он закончил работу и изготовил лодку из полиэфирного стеклокомпозита.

Сегодня практически в каждой американской семье есть та или иная вещь из стеклокомпозита. Это может быть водяной кран или держатель для душа, а может быть лодка или автомобиль. Или же это может быть даже изоляция стен дома. Перечень предметов из стеклопластика может продолжать практически бесконечно.

Первое структурное использование стеклопластика в авиастроении применялось в изготовлении первых военных вертолётов.

В 1964 первый полностью стеклопластиковый планер под названием H-301 Libelle («Dragonfly») получил немецкий и американский типовую сертификацию. Подобное использование стеклопластика показыват насколько он лёгок. Этот планер мог оставаться в воздухе длительное время без использования двигательной силы, лишь за счёт планирования по воздуху.

В 1944 «Owens Corning» разработала первый стеклопластиковый корпус для лодки. В 1946 они изготовили стеклопластиковые удочки, подносы и прогулочные лодки.

В 1953, совместно с «General Motors» был изготовлен первый в мире автомобиль, корпус которого был целиком изготовлен из стеклопластика. Это был Chevrolet Corvette.

Это был первый прототип американского спортивного автомобиля. Этот Шевроле Корвет Роадстер 1953-го был представлен на выставке «Motorama» в Нью Йорке. Выставки под этим названием представляли технические и стайлинговые достижения и проходили в нескольких крупных городах.

Статья перепечатана с сайта Стеклотехнология

Стеклопластик. История стеклокомпозита

Стекло – незаменимый современный отделочный и декоративный материал, который научились изготавливать древние египтяне и финикийцы. Качество первого стекла оставляло желать лучшего – грубые волокна использовались преимущественно в декоративных целях. Длительное время изобретатели и не догадывались о безграничных возможностях стеклянных волокон и их скрытом потенциале.

Массовое производство стеклянных волокон началось в 1870 году. Джон Плэер разработал уникальный метод изготовления стекла с помощью мощной струи пара. Так появилась первая минеральная вата, которая стала эффективным изоляционным материалом. В 1880 году Герман Хаммесфах усовершенствовал этот метод и получил патент на производство прочной и огнестойкой стекловолокнистой ткани с уникальными шелковыми вплетениями.

Удивительно, но стекловолокно, каким мы привыкли видеть его сегодня, получилось изготовить совершенно случайно. Дэйл Клейст – молодой сотрудник исследовательской компании «Corning Glass» в процессе эксперимента пытался соединить два стеклянных блока, чтобы получить воздухонепроницаемый затвор. Струя сжатого воздуха, которая случайно попала на поток расплавленной стеклянной массы, превратила его в фонтан из стеклянных волокон. Таким образом, самый простой способ изготовления стекловолокна был открыт благодаря удачному стечению обстоятельств.

С этого времени многие экспериментирующие со стекловолокном компании начали активно работать над развитием и усовершенствованием технологий производства. Две наиболее успешные корпорации «Corning Glass» и «Owens-Illinois»в 1936 году запатентовали инновационный продукт «Fiberglas» (в правописании присутствовала только одна буква «s»). А в 1938 году два концерна соединились в один под названием «Owens-Corning», который успешно существует и в наши дни. Годы экспериментов увенчались успехом – в 40-41 годах была разработана идея свертывания стеклянных волокон в ткань. Горячая очистка и термическая обработка материала сделали ткань более гибкой, тем самым позволив использовать ее для укрепления слоистых пластиков.

Первый патент на изготовление полиэфирной смолы в 1936 году получил Карлтон Эллис. Ее смешивание со стекловолокном позволяло создавать уникальные по своим свойствам композитные материалы. Активно над усовершенствованием качественных показателей полиэфирных смол работали немцы. Но во время второй мировой войны все их разработки были украдены британскими агентами, а затем переданы в американские компании. Полученные сведенья использовались производителями в самых разных сферах. Так с 1942 года американская компания «Cyanamid» занялась изготовлением полиэфирной смолы по формулам «предшественников», и компания «Owens-Illinois» запустила производство пластиковых листов из ткани Fiberglas» со смоляной пропиткой для американских военных самолетов.

Еще в 1937 году Рэй Грин разработал эскиз первой композитной лодки, в которой использовались преимущественно материалы компании «Owens Corning». Интересно, что в процессе создания макета лодки, Рэй не ставил перед собой цель развить глобальную идею — он просто экспериментировал с имеющимися образцами композитного пластика. Результат экспериментов появился в 1942 году, когда была изготовлена первая лодка из полиэфирного стеклокомпозита.

Сегодня сложно представить американский быт без деталей интерьера и экстерьера из стеклокомпозита, список предметов обихода из этого материала практически безграничен: это и водяные краны, держатели для душа, автомобили и лодки, изоляция стен и крыши дома и множество других, не менее важных и полезных вещей.

Кроме того уникальные свойства стеклокомпозита позволяют активно использовать его в авиа и машиностроении. Так, в 1964 году был сертифицирован первый стеклопластиковый планер Н-301 Libelle («Dragonfly»). Преимущества этого агрегата – легкость и маневренность, длительное время пребывания в воздухе без использования дополнительной двигательной силы, а исключительно благодаря возможности свободного планирования.

С 1944 года компания «Owens Corning» активно занимается разработкой стеклопластиковых корпусов для различных видов лодок, удочек, подносов и других рыболовецких снастей.

Chevrolet Corvette – первый в мире автомобиль, корпус которого полностью изготовлен из стеклопластика. Машина увидела мир в 1953 году благодаря разработкам компании «General Motors».

Пултрузионный профильный стеклопластик

Патент 2602161

Пултрузионный профильный стеклопластик

Изобретение относится к составам и способу получения стеклокомпозиционного профильного материала методом пултрузии для изготовления профильных стеклопластиков по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы. Стеклопластик содержит наполнитель в виде порошка диоксида титана, антипирен — тугоплавкую алюмосиликатную глину, смолу эпоксидную, отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид), ускоритель — Алкофен, песок кварцевый, пластификатор — смолу эпоксидную алифатическую ДЭГ-1. Изобретение обеспечивает химически стойкий и огнестойкий стеклопластик. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к составу и способу получения одноосноориентированного пластика по высокоинтенсивному методу получения стеклопластиков, называемому также «протяжкой». Он основан на протягивании пучка стеклянных волокон, предварительно пропитанных полимерной композицией, через нагретую фильеру заданного профиля. В ней происходит формирование и отверждение стеклопластикового профиля. На выходе из фильеры получается готовый материал, имеющий сечение, задаваемое фильерой, и стабильные свойства как по длине, так и по сечению. Установленный после фильеры узел отрезания позволяет нарезать изделия любой длины с высокой точностью, причем заданная длина может определяться только транспортными возможностями заказчика и достигать десятков метров. Пултрузионная технология позволяет получать прямолинейные изделия любого постоянного сечения.

Готовый стеклопластик — многокомпонентный материал, поэтому технология его получения достаточно сложна. При получении стеклопластика методом пултрузии требуется максимальная синхронизация всех технологических операций, в противном случае изготовление профиля станет невозможно. Готовый стеклопластик обладает хорошими физико-механическими и диэлектрическими свойствами.

Известен состав связующего для стеклопластика и пултрузионный профиль из стеклопластика (патент РФ №2502602), указанное связующее включает полиэфирную смолу на основе изофралевой кислоты, наполнитель — антипирен в виде нанопорошка на основе арагонитового песка с размером кристаллов 30-100 нм, ускоритель отверждения, инициатор отверждения и ингибитор. Недостатком данного прототипа является ограниченная область применения композиционного связующего — для тонкостенного оконного профиля.

Известен огнестойкий стеклопластик, выполненный из слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного отверждаемым связующим на основе полиэфирмалеинатной смолы, галогенсодержащего антипирена в сочетании с гидроксидом алюминия, трехоксидом сурьмы, оксидом цинка или железа (патент РФ №2015927, B32B 17/04, 1994 г. ).

Данный стеклопластик имеет низкую температуру отходящих газов, но при этом обладает повышенным дымовыделением и поэтому не может быть использован для оконных профилей.

Известен огнестойкий малотоксичный стеклопластик, сформированный из слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного ненасыщенным полиэфирным связующим, содержащим оксид сурьмы, гидроксид алюминия, инициатор перекисный, ускоритель нафтената кобальта (патент РФ №1552518, B32B 27/36, 1995 г. ).

Недостатками стеклопластика являются токсичность и повышенное дымовыделение при горении.

В заявках США №№2006/0202177 и 2006/0202178 (опубл. 14109.2006) описаны огнестойкие композиции на основе полиэфира или пластмассы, в которые введены наночастицы меди и глина. Как известно, использование глин, т.е. силикатов с различной температурой деструкции (тальк, каолин и т.п.), обеспечивает каскадный эффект снижения горючести материала, в который добавлены эти глины. Этот эффект усиливается наночастицами меди. Однако входящая в наночастицы медь в таких композициях стремится окислиться, особенно в случае изделий, получаемых в пултрузионном процессе. При этом огнестойкость связующего понижается, что весьма негативно сказывается на возможности использования изделий, изготовленных с применением такого связующего.

Известен пултрузионный профиль из композиционного материала на основе стекловолокна (патент РФ №2336404, опубл. 20.10.2008), включающий в качестве связующего полиэфирную смолу, в качестве наполнителя могут быть использованы до 40% мела, доломита, талька, микрокальцита, каолина и до 40% антипиреновых добавок.

Однако из патента неизвестно соотношение компонентов связующего, его состав, природа антипирена и физико-химические свойства материала, в особенности его огнестойкость.

Задача изобретения — создание стеклокомпозиционного профильного материала методом пултрузии для изготовления профильных стеклопластиков по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы, такой как прямоугольной, трапецеидальной, круглой, полукруглой, сегментной, обладающего улучшенными физико-механическими характеристиками, химической стойкостью и огнестойкостью.

Достигается это тем, что при изготовлении изделий используются следующие материалы:

Стеклорровинг 2400-4800 tex;

Смола эпоксидная ЭД-20;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид);

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм;

Антипирен в виде огнеупорной глины;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана.

Соотношение потребления ровинга к связующему составу равно 70/30…80/20.

Профильный стеклопластик получают методом пултрузии следующим образом. Используют следующие сырьевые материалы: стеклорровинг, смола эпоксидная, отвердитель, пластификатор, ускоритель.

Особенность технологии заключается в непрерывной протяжке через фильеру ровинга из нитей-волокон (стеклянных, базальтовых, синтетических и других), предварительно пропитанного многокомпонентной системой на основе связующих из различных смол, отвердителей, разбавителей, наполнителей, красителей. Конфигурация сечения пултрузионных профилей обеспечивается конструкцией фильер; длина профилированных изделий может быть любой.

В качестве связующего обычно используются низковязкие смолы, быстро отверждающиеся при повышенных температурах, например эпоксидные, ненасыщенные полиэфирные. Для снижения вязкости композиции и придания ей необходимой пропитывающей способности, а также высоких показателей физико-механических характеристик готовой продукции применяются хорошо совмещающиеся со смолой активные разбавители, то есть вступающие в химическое взаимодействие с основными компонентами. Отверждение пропитывающей полимерной композиции происходит в присутствии специальных катализаторов.

Оптимальные свойства и относительно низкая стоимость стеклопластика обеспечиваются за счет добавления недорогого наполнителя в состав пропитывающей композиции, что, в конечном итоге, способствует повышению конкурентоспособности изделия на рынке аналогичной продукции. Сечение стеклопластикового профиля может быть прямоугольным, трапецеидальным, круглым, полукруглым, сегментным.

Наполнитель в виде порошка диоксида титана TiO2 — это стабильное, нелетучее, нерастворимое в кислотах, щелочах и растворах при нормальных условиях вещество. Двуокись титана отличается высокой реакционной устойчивостью к различным соединениям, в том числе и к токсичным, содержащимся в воздушной среде. Из-за своей инертности диоксид титана нетоксичен и, в общем, считается очень безопасным веществом.

Стеклопластику наполнитель в виде диоксида титана придает химическую стойкость и огнестойкость.

Дополнительно вводится антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина, которая при горении образовывает защитный слой на поверхности стеклопластика, непроницаемый для кислорода и изолирующий от дальнейшего нагревания. Этот слой состоит из нелетучих остатков (главным образом, оксидов металлов), образующихся при разложении неорганических соединений, создает своего рода физический барьер действию пламени на стеклопластик, затрудняет диффузию горючих газов в пламя.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная ЭД-20 — 100;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 10.

Технология пултрузии основана на протягивании волокнистых армирующих материалов, предварительно пропитанных полимерной композицией, через нагретую формообразующую фильеру, в которой происходит управляемый термореактивный процесс полимеризации связующего полимера. Армирующий состав (стеклорровинг) подается и пропускается через преформовочное устройство, которое придает ему желаемую форму и выравнивает волокна. После прохождения преформовочного устройства материал пропускается через инжекционный бокс, где он пропитывается связующим полимером и подается в нагретую фильеру.

Комплект нагревателей, находящийся в прямом контакте с фильерой, нагревает ее до необходимой температуры 130°C. Под действием тепла полимерная матрица обволакивает армирующие материалы и происходит процесс полимеризации.

На выходе получается армированный профиль заданной конфигурации, имеющий сечение, задаваемое фильерой, и стабильные свойства как по длине, так и по сечению. Он извлекается из фильеры тянущим устройством и направляется к отрезной машине для нарезки на готовые изделия.

Параметры обработки оказывают значительное влияние на целостность композитного изделия. Правильный выбор скорости протяжки, температурный профиль фильеры, оптимальный объем волокна, выбор и совместимость волокон и полимерной матрицы, хорошая упаковка волокон, кинетические свойства полимера и правильная пропитка полимером являются ключевыми факторами, определяющими качество продукта.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная KER-828, производство Kumho Р&В Chemicals, Южная Корея — 100;

Отвердитель Изо-МТГФА (Изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 12.

Готовую композицию подавали в пропиточную ванну стеклоровинга пултрудера перед секцией горячего формования профиля. Температура в секции формования составляла 130°C.

Для испытания был взят состав, мас. ч.:

Смола эпоксидная BE-188 производства компании Chang Chun Chemical (Jiangsu) Co., Китай — 100;

Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;

Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;

Ускоритель Алкофен — 4;

Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;

Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;

Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 8.

Готовую композицию подавали в пропиточную ванну стеклоровинга пултрудера перед секцией горячего формования профиля. Температура в секции формования составляла 130°C.

Огнезащитные свойства готового профиля проверяли по значениям линейных и массовых скоростей выгорания материала, величине коксового остатка, скорости тепловыделения и дымообразования согласно ГОСТ 21207.81 и стандартам ASTM 1354-92 и ISO/DIS 13927. Результаты испытаний, проведенных на составах, описанных выше, приведены в таблице 1.

Испытания на механическую прочность были Проведены на образцах готового профиля, полученного пултрузией. Прочность, деформация и модуль упругости при растяжении определяли согласно ASTM D638M; прочность и модуль упругости на изгибу — согласно ASTM D790; ударная прочность по Шарпи — согласно ASTM D256. Результаты испытаний на механическую прочность, проведенных на составах, описанных в настоящем изобретении, приведены в таблице 2.

Химическую стойкость оценивали по потере массы и прочности образцов стеклопластика, подвергнутого воздействию 20% серной кислоты, нагретой до 50°C.

Результаты, приведенные в таблицах 1 и 2, демонстрируют, что многофункциональный наполнитель в виде диоксида титана согласно примеру 3, используемый с разработанной рецептурой полимерного связующего для производства профильного стеклопластика пултрузионным способом, дает лучшие результаты с точки зрения химической и огневой стойкости, механических свойств.

Пултрузионный профильный стеклопластик, получаемый из стеклокомпозиционного материала методом пултрузии по поперечному сечению со сплошным сечением разной формы, такой как прямоугольной, трапецеидальной, круглой, полукруглой, сегментной, при этом содержит стеклорровинг 2400-4800 tex и связующее в виде композиции, содержащей наполнитель в виде порошка диоксида титана, антипирен — тугоплавкую алюмосиликатную глину, смолу эпоксидную, отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид), ускоритель — Алкофен, песок кварцевый, пластификатор — смолу эпоксидную алифатическую ДЭГ-1, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:Смола эпоксидная — 100;Отвердитель изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — 4;Пластификатор — смола эпоксидная алифатическая ДЭГ-1 — 4;Ускоритель — Алкофен — 4;Песок кварцевый 0,4-0,8 мм — 10;Антипирен — тугоплавкая алюмосиликатная глина — 14;Наполнитель в виде порошка диоксида титана — 8.

О стеклопластике

Стеклопластик — перспективный композиционный материал, объединяющий в себе устойчивость к агрессивным средам, высокую удельную прочность и удивительную лёгкость.

Стеклопластик представляет собой комбинацию материалов из стеклонаполнителя (волокно, нить, лента, ткань) и полимерного связующего. Их грамотное сочетание позволяет создавать надёжное оборудование (конструкции) с необходимыми физико-механическими и химическими характеристиками.

Вся продукция производиться из самых высококачественных материалов, европейского производства. У нас Вы также можете приобрести все материалы, для производства стеклопластиковых изделий, а именно:

  1. Смола (К 530 ТВ, М 604 ТВ, Аркпол 10 ТП, ЭД — 20);
  2. Отвердитель (Бутанокс М 50, ПЭПа);
  3. Гелькаут (1000 белый);
  4. Стекломат (300, 450, 600);
  5. Стеклоткань (ОРТЕКС 360, ТС 26, ТР 0,33);
  6. Вуаль;
  7. Ровинг;
  8. Воск;
  9. Парафин;
  10. Аэросил;

Коррозионная стойкость

Любое оборудование и конструкции, контактирующие с агрессивными средами, должно обладать устойчивостью к их воздействию — коррозии. Изделия из стеклопластика обладают устойчивостью к основным видам коррозии.

Стойкость к химической коррозии

Оборудование и конструкции из стеклопластика изготавливаются с требуемой химической стойкостью по отношению к воздействующей агрессивной среде, обеспечивая тем самым высокую надёжность и долговечность.

Отсутствие электрохимической коррозии

Стеклопластик не проводит электрический ток, поэтому вероятность развития электрохимической коррозии в изделиях из стеклопластика исключена.

Отсутствие биологической коррозии

Основные составляющие стеклопластика — это полимерные смолы, которые не являются питательной средой для микроорганизмов, бактерий и грибков.

Долговечность и надёжность

Главным требованием к оборудованию, эксплуатируемым в условиях воздействия агрессивных сред являются долговечность и высокая надёжность в процессе эксплуатации. Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам изделия из стеклопластика имеют длительный срок службы (свыше 30 лет) и не требуют особого ухода в процессе эксплуатации.

Отсутствие сварных соединений

Сварные швы являются слабыми местами любой конструкции, они в наибольшей степени подвержены коррозии. Элементы оборудования и конструкций из стеклопластика не требуют сварки. Их стыковка производиться при помощи фланцевого или раструбного соединений, а также путём склейки.

Низкая теплопроводность

Благодаря низкой теплопроводности стеклопластика снижается перепад температур между стенками оборудования, и как следствие количество агрессивного конденсата на внутренней поверхности.

Морозостойкость

Оборудование и конструкции из стеклопластика устойчивы к любым погодным условиям. Они сохраняют свои свойства при температуре до — 50 ºС и без проблем выдерживают многократное замораживание, чередующие с оттаиванием.

Высокая ремонтопригодность

Ремонт повреждённых участков производиться без демонтажа конструкции в кратчайшие сроки. Для ремонта применяются полимерные материалы, использованные при первоначальном изготовлении конструкции.

Малый вес

Изделия из стеклопластика значительно легче объектов — аналогов из стали, алюминия, меди, титана или железобетона. При этом конструкции из стали и железобетона требуют обязательной противокоррозионной защиты, существенно увеличивающей общий вес технологического оборудования и трудоёмкость его монтажа.

Малый вес оборудования и конструкций из стеклопластика позволяет значительно снизить трудозатраты при монтаже, осуществить строительство (реконструкцию) в минимальные сроки, а также использовать более лёгкие опорные и поддерживающие конструкции.

Сравнение характеристик материалов

Материалы

Плотность (вес), г/см³

Пределы плотности относительно стали

Экономическая эффективность применения

Применение любого типа антикоррозионной защиты должно быть экономически обоснованным и целесообразным. Стоимость изготовления оборудования из стеклопластика сравнима со стоимостью аналогов из стали, защищенными традиционными способами. Но затраты на монтаж и эксплуатационные расходы у изделий из стеклопластика значительно меньше, что в сочетании с продолжительным сроком службы приносит ощутимую выгоду.

Замена дорогостоящих материалов

Изделия из стеклопластика эффективно заменяют собой аналоги из дефицитных и дорогостоящих материалов — титана, алюминия, меди и нержавеющей стали.

Уменьшение затрат при монтаже

Для монтажа изделий из стеклопластика используют простейшие подъёмные механизмы (электролебёдки) или краны малой грузоподъёмности. Благодаря малому весу готовых изделий, монтажные работы производятся в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. Отсутствие сварочных работ при стыковке элементов оборудования не требует дополнительных затрат и существенно экономит время.

Уменьшение простоя производственных мощностей

Сокращение сроков работ по монтажу и вводу в эксплуатацию приносит клиенту дополнительную выгоду — уменьшения простоя производственных мощностей.

Снижение эксплуатационных расходов

В процессе эксплуатации изделия из стеклопластика не требуют особого ухода и затраты на их обслуживание минимальны. Они включают в себя периодическую инспекцию и обновление лакокрасочного покрытия оборудования и поддерживающих конструкций (каждые 3-5 лет)

Технология изготовления

Изготовление химстойкого оборудования и конструкций из стеклопластика осуществляет специализированное подразделение.

Намотка

На прочную оправку, повторяющую форму будущего изделия, наматывается армирующий наполнитель (волокно, нить, лента, стеклоткань). Для пропитки наполнителя используются полимерные смолы. Широкий диапазон применяемых смол, как импортного так и отечественного производства позволяет получить изделия с уникальными характеристиками: по химической стойкости, теплостойкости, морозостойкости, водопоглащению, огнестойкости и т.д., а также удовлетворяющие техническим требованиям по физико-механическим характеристикам, удовлетворяющие техническим требованиям по физико-механическим характеристикам, предъявляемым к аналогам из стали и цветных металлов. После отверждения смолы оправка извлекается, и может быть использована повторно. Крупногабаритное оборудование диаметром до 3 метров (вытяжные трубы, газоходы, каплеуловители и т.п.) изготавливаются путём тканевой намотки, а трубопроводы и воздуховоды диаметром до 400 мм. С помощь. Ровинговой.

Контактное формование

При контактном формовании армирующий наполнитель (рубленое волокно, стеклоткань) укладывается в заранее заготовленную форму (матрицу) и послойно пропитывают полимерным составом. Для ускорения процесса пропитки каждый слой наполнителя уплотняется специальным прикаточным валиком и отверждается. При помощи контактного формования получают изделие прямоугольной формы, переходы патрубки и т.п.

Применяемые полимерные и армирующие материалы обязательно проходят входной контроль качества. В процессе работ осуществляется операционный контроль, а после процесса изготовления внутрифирменный, включающий в себя контрольную сборку и испытания. Контролирующие мероприятия осуществляют аккредитованные химическая и испытательная лаборатория нашего предприятия.

В случаях, когда требуется изготовить крупногабаритное оборудование с размерами больше допустимых пределов по транспортировке, мы предлагаем осуществлять производство непосредственно на объекте клиента, используя при этом мобильную линию по намотке изделий из стеклопластика.

Стеклопластик

Стеклопластик – композитный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (ровингов), тканей, матов, рубленых волокон, а связующим в основном полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. Так же, как стальная арматура придает высокую прочность бетону в строительных конструкциях, так и стекловолокно повышает прочность смолы материала пластика. Таким образом, стеклонаполнители придают прочность стеклопластику, а смолы связывают волокна стеклонаполнителей между собой и придают герметичность конструкции и в основном определяют его свойства. Стеклопластик, как и другие композитные материалы, разработан и применяется давно.

Изделия из стеклопластика – достойная альтернатива металлу. Стеклопластик намного дешевле металла, не ржавеет, выдерживает любые температуры, не трескается на солнце и не изменяет форму. Некоторые сооружения, отвечающие особым техническим требованиям, могут быть сконструированы только из стеклопластика. Изделия из стеклопластика получили распространение в областях, связанных с экстремальными условиями эксплуатации: авиаракетной и космической технике, в судостроении, нефтехимической промышленности и др.

К преимуществам использования изделий на основе химически стойкого стеклопластика относятся:

  • высокая стойкость к воздействию агрессивной среды и увеличение срока службы,
  • существенное снижение массы изделия (плотность стеклопластика 1,7-1,8 г/куб.см.), что немаловажно для транспортных емкостей,
  • высокая удельная прочность,
  • высокая удельная ударная вязкость,
  • огнестойкость,
  • низкие эксплуатационные затраты и простота обслуживания,
  • возможность осуществления ремонта на месте (без демонтажа),
  • широкие возможности по конфигурации изделия.

Используя современные технологии, компания «FloTenk©» производит из стеклопластика прочные эффективные очистные сооружения, крупногабаритные емкости, а также ряд элементов конструкций и готовые к эксплуатации сооружения:

  • Стеклопластиковые профили
  • Скамейки стеклопластиковые
  • Ограды стеклопластиковые
  • Ангары стеклопластиковые

Производство стеклопластиковых изделий

Важным преимуществом технологии производства стеклопластика является небольшой цикл освоения и подготовки производства, который составляет две недели. Технология производства изделий из стеклопластика даёт возможность изготавливать конструкции любой сложности, а значит, завод стеклопластика в малый срок может начать производство любых конструкций. Стеклопластики производят различными методами, такими как: пропитки, намотки, протяжки и прямого прессования.

«FloTenk©» при изготовлении композитных изделий использует:
– ручную формовку;
– вакуумное формование;
– напыление;
– перекрестную и параллельную намотку.

Сферы применения изделий из стеклопластика

Архитектура и строительство

Технология производства стеклопластика позволяет инженерам и архитекторам реализовывать сложнейшие проекты, получая продукт с заданными физическими свойствами, воплощенный практически в любой форме. При строительстве отелей, торговых заведений, городского и загородного жилья, композитные профили позволяют создавать интересные архитектурные и дизайнерские решения как внутри, так и снаружи зданий. Стеклопластиковые ограждения на крышах и балконах, заборы стеклопластиковые, стеклопластиковые скамейки – прочные долговечные изделия, выдерживающие большие нагрузки и самые сложные погодные условия.
Лестницы стеклопластиковые диэлектрические выигрывают благодаря своему низкому весу и высокой прочности.

Сельское хозяйство

Свинарники, коровники, хранилища кормов и другие животноводческие здания, построенные с применением композитных профилей, дадут ускорение строительства, удобство при эксплуатации и снимут необходимость в покраске и ремонте конструкций. Стеклопластиковые теплицы (стеклопластик идеален для производства светопроницаемых конструкций) и стеклопластиковые ангары значительно выигрывают по сравнению с такими же конструкциями, выполненными из других материалов. Стеклопластик обладает низкой теплопроводностью, сохраняя в теплице или ангаре нужную температуру при меньших энергозатратах.

Кроме того, в сельском хозяйстве пултрузионные профили используются для заборов, столбов. Стеклопластиковые ограды, заборы, ангары и пр. могут быть изготовлены в любом цветовом исполнении.

Строительство автодорог

Погодные воздействия, ультрафиолетовое солнечные лучи, загазованность и соль — все это накладывает особые требования к конструкциям, устанавливаемым вблизи автомобильных дорог. Композитные материалы в таких условиях работают надежно, их использование выгодно. Щиты стеклопластиковые шумозащитные, настилы стеклопластиковые диэлектрические, мосты, пешеходные переходы, пандусы, стеклопластиковые бытовки, арматура стеклопластиковая – далеко не полный список применения пултрузионных профилей.

Купить стеклопластик

Данный композиционный материал отличается великолепными механическими характеристиками, используется во многих отраслях.

Вы можете купить стеклопластик, обратившись к нашим представителям:

Инновационный портал Алтайского края

ООО «Бийский завод стеклопластиков»

659316, г. Бийск,
ул. Ленинградская, 60/1

ООО «Бийский завод стеклопластиков»

ООО «Бийский завод стеклопластиков» – якорное предприятие Алтайского полимерного композитного кластера, которое более 30 лет развивается и совершенствуется в области исследования и производства изделий из полимерных композиционных материалов строительного назначения, а также для электроэнергетики, нефтедобывающей промышленности. География поставок охватывает не только территорию России, но и страны ближнего и дальнего зарубежья.

Главное направление деятельности завода ‑ выпуск высококачественной продукции, основанный на всестороннем изучении свойств материалов. Предприятием разработаны собственные оригинальные методики испытаний, ведутся исследования в области прогнозирования долговечности работы композитов. Все изделия проходят полный комплекс испытаний и сертификацию в ведущих научных центрах России.

За качество производимой продукции и экономическую устойчивость предприятие дважды признавалось победителем Всероссийского конкурса «1000 лучших предприятий и организаций России», многократно отмечено наградой «Лучшее промышленное предприятие Алтайского края». На предприятии внедрена система менеджмента качества по международному стандарту ISO9001:2015. В настоящее время является одной из организаций, составляющих научно-производственный комплекс города Бийска, как наукограда. Является членом Союза производителей композитов России, членом технического комитета Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) ТК 497 «Композиты, конструкции и изделия из них».

ООО «Бийский завод стеклопластиков» является одним из авторов межгосударственного стандарта ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций». Также специалисты завода принимали активное участие в разработке стандартов на методики испытаний изделий из композитных материалов, стандартов по правилам проектирования бетонных конструкций армированных композитной арматурой, железобетонных панелей с композитными гибкими связями и других стандартов. В настоящее время несколько проектов СП и ГОСТ находятся в стадии разработки.

Завод принимает активное участие в разработке проектов и поставке материалов для инновационных конструкций и сооружений высокой степени ответственности, таких как подземные сооружения станций метрополитена г. Москвы и Санкт-Петербурга, переходных плит примыкания автодорог к мостам, элементов временного крепления грунтов при строительстве автомобильных проездов под железнодорожными путепроводами. ООО «Бийский завод стеклопластиков» разработана непрерывная технология изготовления стеклопластикового профиля, конструкция крепи анкерной композитной винтовой с клинораспорным замком для крепления пород при добыче полезных ископаемых шахтным способом, проведены исследования коррозионного разрушения композитов в кислых средах.

Основные преимущества применения стеклопластиковых полимерных лотков

Стеклопластиковые кабельные лотки ЕВО изготавливаются из усиленного стекловолокном полимерного композитного материала, который состоит из основного наполнителя – стекловолокна (это стеклянные нитеобразные волокна или ткани), и связующего — полиэфирной смолы определённого вида. Наполнитель в виде стекловолокна выполняет армирующую функцию и придает нужную механическую прочность и высокую несущую способность. Полиэфирная смола обеспечивает материалу монолитность и способствует эффективному использованию прочности стеклоткани и распределению усилий между волокнами. Полиэфирная смола применяется в высококоррозийных условиях, во взрывоопасных средах, а также в тех сегментах рынка, когда предъявляются высокие требования к огнестойки и малодымности.

Наибольшей прочностью обладают лотки, содержащие ориентировано расположенные непрерывные волокна. Они подразделяются на однонаправленные ( волокна расположены параллельно) и перекрёстные (где волокна расположены под заданным углом друг к другу). Изменяя направление волокон, можно регулировать механические свойства полимерных лотков в широких пределах.

Состав полимерных кабеленесущих систем

Состав полимерных кабеленесущих систем удовлетворяет требованиям ГОСТ 27380-87 и относится к 511 типу стеклопластиков.

Лотки из полимера, в которых прокладывается кабельная линия, удовлетворяют следующим требованиям защиты:

  1. механическая защита линий связи и кабельных линий до 500 кВ от воздействия окружающей среды;
  2. защита обслуживающего персонала от электричества.

Лотки из полимера изготавливаются на заводе по двум технологиям – метод горячего прессования и метод пултрузии, благодаря чему система стеклопластиковых лотков очень прочная.

Технология горячего прессования состоит в том, что стеклянные волокна в полимерном лотке распределяются хаотично и это позволяет производить широкий лоток до 600 мм при небольшой длине свободного пролета.

В то время, при изготовлении лотка методом пултрузия направление стекловолокна в одной серии продольное, в другой серии лотка часть компонентов направлена продольно, а другая — поперечно. Такая технология позволяет производить монтаж полимерных лотков на пролетах от 4 до 6 метров.

Преимущества полимерных кабеленесущих систем

Основные характеристики полимерных лотков:

  1. усиленная конструкция
  2. высокая механическая прочность
  3. повышенная стойкость к вибрациям
  4. устойчивы к коррозии при разных температурах и агрессивном воздействии химических веществ и ультрафиолетовом излучении
  5. простота и легкость монтажа.

Лотки из полимера ЕВО обладают низкой теплопроводностью и долговечностью, а также являются хорошим диэлектриком и не подвержены гниению. Полимерные кабельные лотки легкие по отношению к металлическим лоткам. Качество кабеленесущих систем из полимера говорит само за себя – при пожаре они не выделяют сильнодействующий газ диоксин в отличие от пластмасс. В то же время смола, из которой изготавливаются полимерные лотки, не является полностью огнеупорной, она является самозатухающей. То есть, пока существует внешний источник горения, эти смолы меняют цвет, дымят и обугливаются, но как только источник пламени устраняется, смолы гаснут сами собой. Это и является основным преимуществом применения стеклопластиковых полимерных лотков.

Сравнительная характеристика свойств стеклопластика, стали и алюминиевых сплавов

Стойкость лотков ЕВО к кратковременному нагреву в течение 24 часов 250 0С (ГОСТ 27380-87).

Эксплуатация полимерных кабельных лотков происходит при рабочем температурном диапазоне от -60 0С до +180 0С.

Стеклопластиковые кабельные лотки ЕВО не теряют свои первоначальные физические свойства при колебании температур (особенно при резких её перепадах), поскольку в пределах рабочей температуры в полимерах практически не происходят какие-либо процессы, в отличие от металлических лотков (может и увеличиваться, и наоборот происходить уменьшение электропроводимости, изменяться предел текучести и т.д.).

Компания EBO Systems, которая занимается производством полимерных лотков, следует требованиям экологических стандартов ISO 14001. Компания гарантирует возможность вторичной переработки своей продукции. В настоящее время на предприятии разрабатывается и стандартизируется новая линейка безгалогеновых и самозатухающих материалов, которые при горении выделяют совсем небольшое количество дыма. Наши кабельные системы полностью прошли все необходимые испытания, соответственно и болтовые и безболтовые соединения будут выдерживать все нагрузки.

Сфера применения

Кабеленесущие системы из стеклопластика имеют самые разные сферы применения:

  1. химические производства и объекты нефтегазодобывающей отрасли;
  2. морские нефтегазодобывающие платформы, порты и терминалы;
  3. горнодобывающие предприятия;
  4. объекты железнодорожного транспорта, электростанции и тоннели;
  5. пищевые предприятия;
  6. объекты гражданского строительства.

Блок товаров

Доступные виды полимерных лотков

Композитные (полимерные) лотки

Компания ООО «ФердиналГрупп» предлагает 4 вида лотков из стекловолокна:

  1. Полимерные кабельные лотки серии К2 – изготавливаются по технологии горячего прессования из полиэстера. Для стыковки лотков используется соединение внахлест, т.е. без фиксаторов и болтов. Используются для сложных разветвленных кабельных трасс. Поставляются изделия шириной от 50 мм до 600 мм, длина до 1,5 м.
  2. Лотки стеклопластиковые КР – изготовлены методом пултрузии из полиэстера, армированного стекловолокном. Соединение лотков происходит благодаря защелкивающимся фиксаторам. Стеклопластиковые пултрузионные кабельные лотки имеют защелкивающиеся крышки. Модели шириной от 60 мм до 300 мм, монтаж на опоры осуществляется до 4 м.
  3. Лестничные лотки из стеклопластика UL – также производятся методом пултрузии. Данная серия лотков полимерных имеет запатентованную конструкцию защелкивающихся перекладин без использования металлических или термопластичных элементов. Изделие является огнестойкой. Предназначены для монтажа на опоры до 6 м.
  4. Стеклопластиковый лоток BK – применяются для укладки вне помещений, как правило, для прокладывания в грунт либо для их заливки бетоном. Соединение лотков может производиться одним человеком, т.к. монтаж происходит без соединительных элементов (пластин и болтов). А вот крепление крышки к лотку осуществляется благодаря защелкивающимся фиксаторам. Доступны модели шириной от 200 мм до 400 мм. Секции имеют длину в 2,5 метра.

Для крепления полимерных лотков используются монтажные системы, состоящие из таких аксессуаров, как:

  • Кронштейн для разных весовых нагрузок (крепится на кабельную стойку или непосредственно на стену).
  • Кронштейн настенный Z-образный (для горизонтального и вертикального крепления кабельного лотка).
  • Опоры подвесная для наклонных поверхностей.
  • Подвесная/напольная стойка
  • Распорка (предотвращает деформацию профиля при сквозном болтовом креплении кронштейнов).
  • Защитный торцевой колпачок (применятся в тех случаях, когда есть риск повреждений для обслуживающего персонала).
  • Профиль стальной U-образный (используется для изготовления несущих конструкций в качестве кабельных стоек).
  • Траверса стальная (применяется для профиля U-образного при его монтаже на прямые горизонтальные и вертикальные поверхности).
  • Крепежный комплект.
  • Монтажный профиль С-образный.

Для монтажа полимерных лотков используются следующие комплектующие:

  1. Соединительные пластины
  2. Разделительная перегородка
  3. Т-образный отвод
  4. Поворот горизонтальный (45 и 90) и вертикальный (90 — внутренний и внешний)
  5. Переходник правый и левый
  6. Соединитель шарнирный
  7. Монтажная пластина
  8. Фиксатор крышки (защелкивающийся и шарнирный)
  9. Шпилька
  10. Болт с круглой, выпуклой или шестигранной головкой
  11. Поворотная секция вертикальная и горизонтальная (внутренняя и внешняя — 90)
  12. Рейка зубчатая
  13. Разделительный штырь
  14. Крестовина
  15. Прижим
  16. Уголок стальной

Компания ООО «ФердиналГрупп» предлагает приобретать кабеленесущие системы из стеклопластика у нас, официального поставщика данной продукции. Позвоните нам по телефону или оставьте свою заявку на сайте или отправляйте просто по электронной почте, и получите изделия для прокладки кабеля для применения в особых условиях с доставкой по всей стране. Изделия идут как стандартные по размерам в короткие сроки, либо под заказ на изготовление от 14 дней.

Использование композитных материалов, таких как GRP (полиэфир, армированный стекловолокном), в морской и нефтяной промышленности будет постоянно развивается в последующие годы по мночисленным причинам.

Петер Вилчак, исполнительный директор NIEDAX GROUP

Стеклопластики. Их свойства. Производство. Методы изготовления.

Доброго времени суток.
Сегодня будем повышать культуру производства. Обязательно к прочтению 🙂 особенно новичкам.

Стеклопластик — композиционный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (роввингов), тканей, матов, рубленых волокон; связующим — полиэфирные, феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, полиимиды, алифатические полиамиды, поликарбонаты и др. Для стеклопластика характерно сочетание высоких прочностных, диэлектрических свойств, сравнительно низкой плотности и теплопроводности, высокой атмосферо-, водо- и химстойкости. Механические свойства стеклопластика определяются преимущественно характеристиками наполнителя и прочностью связи его со связующим, а температуры переработки и эксплуатации — связующим.

Наибольшей прочностью и жёсткостью обладают стеклопластики, содержащие ориентированно расположенные непрерывные волокна. Такие стеклопластики подразделяются на однонаправленные и перекрёстные; у первых волокна расположены взаимно параллельно, у вторых — под заданным углом друг к другу, постоянным или переменным по изделию. Изменяя ориентацию волокон, можно в широких пределах регулировать механические свойства стеклопластиков.

Большей изотропией механических свойств обладают стеклопластики с неориентированным расположением волокон: материалы на основе рубленых волокон, нанесённых на форму методом напыления одновременно со связующим, и на основе холстов (матов). Диэлектрическая проницаемость стеклопластиков 4-14, тангенс угла диэлектрических потерь 0,01-0,05.

Изделия из стеклопластика с ориентированным расположением волокон изготавливают методами намотки, послойной выкладки или протяжки с последующим автоклавным, вакуумным или контактным формованием либо прессованием, из пресс-материалов — прессованием и литьём.
Примеры изделий из стеклопластика

Стеклопластик применяют как конструкционный и теплозащитный материал при производстве корпусов лодок, катеров, судов и ракетных двигателей, кузовов автомобилей, цистерн, рефрижераторов, радиопрозрачных обтекателей, лопастей вертолётов, выхлопных труб, деталей машин и приборов, коррозионностойкого оборудования и трубопроводов, небольших зданий, бассейнов для плавания и др., а также как электроизоляционный материал в электро- и радиотехнике.

Свойства стеклопластиков.
Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего. Ниже перечислены некоторые из них.

Малый вес.
Удельный вес стеклопластиков колеблется от 0,4 до 1,8 и в среднем составляет 1,1 г/см3. Напомним, что удельный вес металлов значительно выше, например, стали – 7,8, а меди — 8,9 г/см3. Даже удельный вес одного из наиболее легкого сплава, применяемого в технике, — дуралюмина составляет 2,8 г/см3. Таким образом, удельный вес стеклопластика в среднем в пять-шесть раз меньше, чем у черных и цветных металлов, и в два раза меньше, чем у дуралюмина. Это делает стеклопластик особенно удобным для применения на транспорте. Экономия в весе на транспорте переходит в экономию энергии; кроме того, за счет уменьшения веса транспортных конструкций (самолетов, автомобилей, судов и т.п.) можно повысить их полезную нагрузку и за счет экономии топлива увеличить радиус действия.

Диэлектрические свойства.
Стеклопластики являются прекрасными электроизоляционными материалам при использовании как переменного, так и постоянного тока.

Высокая коррозионная стойкость.
Стеклопластики как диэлектрики совершенно не подвергаются электрохимической коррозии.
Существует целый ряд смол (некоторые полиэфирные смолы, смолы Norpol DION), позволяющие получить стеклопластики стойкие к различным агрессивным средам, в том числе и к воздействию концентрированных кислот и щелочей.

Хороший внешний вид.
Стеклопластики при изготовлении хорошо окрашиваются в любой цвет и при использовании стойких красителей могут сохранять его неограниченно долго. Прозрачность. На основе некоторых марок светопрозрачных смол можно изготовить стеклопластики, по оптическим свойствам немногим уступающим стеклу.

Высокие механические свойства.
При своем небольшом удельном весе стеклопластик обладает высокими физико-механическими характеристиками. Используя некоторые смолы и определенные виды армирующих материалов, можно получить стеклопластик, по своим прочностным свойствам превосходящий некоторые сплавы цветных металлов и стали.

Теплоизоляционные свойства.
Стеклопластик относится к материалам с низкой теплопроводностью. Кроме того, можно значительно повысить теплоизоляционные свойства путем изготовления стеклопластиковой конструкции типа “сэндвич”, используя между слоями стеклопластика пористые материалы, например пенопласт. Благодаря своей низкой теплопроводности, стеклопластиковые сэндвичевые конструкции с успехом применяются в качестве теплоизоляционных материалов в промышленном строительстве, в судостроении, в вагоностроении и т.д.

Простота в изготовлении.
Существует много способов изготовления стеклопластиковых изделий, большинство из которых требует минимальных вложений в оборудование. Например, для ручного формования потребуются только матрица и небольшой набор ручных инструментов (прикаточные валики, кисти, мерные сосуды и т.д.). Матрица может быть изготовлена практически из любого материала, начиная с дерева и заканчивая металлом. В настоящие время широкое распространение получили стеклопластиковые матрицы, которые имеют сравнительно небольшую стоимость и длительный срок службы.

Стеклопластик получают путем горячего прессования стекловолокна(Здесь имеется ввиду метод производства СТЕКЛОМАТЕРИЛА. Rules26), перемешанного с синтетическими смолами. В стеклопластиках стекловолокно играет роль армирующего материала, придающего изделиям высокую механическую прочность при малой плотности.

В настоящее время существует целый ряд различных смол, используемых в производстве стеклопластиковых изделий. Наибольшее распространение получили полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. В зависимости от метода формования, химсостава и области применения все смолы можно разделить на следующие группы:
а) по методу формования:
для ручного формования
для вакуумной инжекции
для горячего прессования
для процессов намотки
для пултрузии

б) по области применения:
обычные конструкционные
химстойкие
огнестойкие
теплостойкие
светопрозрачные

Основные методы изготовления стеклопластиковых изделий.

1. Ручное (контактное) формование.

При этом методе стеклоармирующий материал вручную пропитывается смолой при помощи кисти или валиков. Затем пропитанный стекломат укладывается в форму, где он прикатывается прикаточными валиками. Прикатка осуществляется с целью удаления из ламината воздушных включений и равномерного распределения смолы по всему объему. Отверждение ламината происходит при обычной комнатной температуре, после чего изделие извлекается из формы и подвергается мехобработке (обрезка облоя, высверливание отверстий и т.д.)
Применяемые материалы:
Смолы: Любые, например эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые, стойкие к используемым смолам.
Основные преимущества:
Широко используется в течении многих лет.
Простота процесса.
Недорогие используемые инструменты, если используются смолы, отверждаемые при комнатной температуре.
Широкий выбор поставщиков и материалов.
Более высокое содержание стеклянного наполнителя и более длинные волокна по сравнению с методом напыления рубленного роввинга.
Основные недостатки:
Качество смеси смолы и катализатора, качество ламината, содержание стеклообразующего в ламинате очень зависят от квалификации рабочих.
Высокая вероятность воздушных включений в ламинате.
Малая производительность метода.
Вредные условия труда.

2. Метод напыления рубленного ровинга.

Стеклонить подается в ножи пистолета, где она рубится на короткие волокна. Затем они в воздухе смешиваются с струей смолы и катализатора и наносятся на форму. После нанесения рубленного роввинга, его необходимо прикатать с целью удаления из ламината воздушных включений. Прикатанный материал оставляют отвердевать при обычных атмосферных условиях.
Применяемые материалы:
Смолы: Прежде всего полиэфирные.
Волокна: Только стеклонить в виде роввинга (ровницы).
Наполнители: Любые, стойкие к стиролу. Укладываются вручную.
Основные преимущества:
Широко используется много лет.
Быстрый путь нанесения волокна и смолы.
Дешевые формы.
Основные недостатки:
Ламинаты имеют тенденцию быть очень богатыми смолой и поэтому чрезмерно тяжелыми.
Присутствуют только короткие волокна, которые ограничивают механические свойства ламината.
Смолы должны быть с низкой вязкостью для возможности их напыления. Это приводит к уменьшению их механических свойств и теплостойкости.
Вредные условия труда, большое содержаний в воздухе мелких частиц стекла.
Качество конечного продукта в основном зависит от мастерства оператора установки.

Стеклоармирующий материал укладывается на матрицу в виде заранее заготовленных выкроек. Затем укладывается пуансон, который прижимается к матрице при помощи прижимов. Смола подается в полость формы под рассчитанным давлением. Иногда, для облегчения прохода смолы через материал используется вакуум, который создается внутри формы. Как только смола пропитала весь стекломатериал, инжекцию останавливают и ламинат оставляют в форме до полного отверждения. Отверждение может проходить при обычной или повышенной температурах.
Применяемые материалы:
Смолы: эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые. Желательно использовать специально предназначенные для этого стекломатериалы с проводящим слоем и механически связанными волокнами.
Наполнители: Любые стойкие к стиролу, кроме материалов в виде сот.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможно сокращение трудовых затрат и времени на изготовление изделия. Один рабочий может обслуживать одновременно несколько аппаратов, производяших инжекцию.
Вся форма изделия имеет глянцевую поверхность.
Минимизированы отходы материалов.
Основные недостатки:
Дорогие и сложные формы.
Сложность процесса.
Необходимость иметь инжекционное оборудование.

4. Метод пултрузии.

Волокна подаются от катушечной рамы до ванны со смолой и затем проходят через нагретую фильеру. В фильере убираются излишки смолы, происходит профилирование ламината и отверждение материала. После этого отвержденный профиль автоматически обрезается на необходимые длины.
Применяемые материалы.
Смолы: Эпоксидная смола, полиэфирная смола, винилэфирная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Не используются.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый процесс пропитки и отверждения материала.
Автоматизированное управление содержанием смолы в ламинате.
Недорогие материалы.
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Закрытый процесс пропитки волокна.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.

5. Метод намотки.

Этот процесс прежде всего используется для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Волокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения.
Применяемые материалы:
Смолы: Любые.
Волокна: Любые, волокна подаются напрямую от рамы для катушек без дополнительного сшивания в ткань.
Наполнители: Любые.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый и поэтому экономически выгодный метод укладки материала.
Регулируемое соотношение смола/стекло.
Высокая прочность при малом собственном весе.
Неподверженность коррозии и гниению
Недорогие материалы
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.
Волокно трудно точно положить по длине сердечника.
Высокие затраты на сердечник для больших изделий.
Рельефная лицевая поверхность.

6. Метод RFI (Resin Film Infusion).

Сухие ткани выкладываются вместе со слоями полутвердой пленки из смолы. Весь полученный пакет закрывается специальной пленкой. Сначала между пленкой и формой создается вакуум, после чего форму помещают в термошкаф или автоклав. Под воздействием температуры смола переходит в текучее состояние и благодаря вакууму пропитывает материал. После некоторого времени смола полимеризуется.
Применяемые материалы:
Смолы: Только эпоксидная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Почти все, хотя ПВХ пена нуждается в специальной обработке из-за высоких температур процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Высокие физико-механические характеристики из-за твердого начального состояния полимера и высоких температур отверждения.
Более низкая стоимость процесса по сравнению с методом препрегов.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Основные недостатки:
Мало применяется вне аэрокосмической промышленности.
Для процесса необходима система вакуумного мешка, термошкаф или автоклав.
Требования к оборудованию и инструменту по температуростойкости.

7. Метод препрегов.

Препрег — предварительно пропитанная смолами стеклоткань.
Ткани и волокна предварительно пропитаны пред-катализированной смолой под высокой температурой и давлением. В таком виде препреги могут хранится до нескольких недель, однако для увеличения срока хранения, их хранят при пониженных температурах. Смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются на поверхность формы и закрываются вакуумным мешком. Затем происходит их нагревание до температуры примерно 120 — 180 град.C при этой температуре смола переходит в текучие состояние и препрег принимает размеры формы. Далее при дальнейшем повышении температуры происходит отверждение смолы. Дополнительное давление (до 5 атмосфер) для формования обычно обеспечивается автоклавом.
Применяемые материалы:
Смолы: Эпоксидные, полиэфирные, фенольные и высокотемпературные смолы типа полиимидных др.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые стойкие к температурам процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающая среда. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможность автоматизировать процесс и снизить трудовые затраты.
Основные недостатки:
Высокая стоимость материалов
Для отверждения необходимы автоклавы, которые ограничивают размеры выпускаемых изделий.

Надеюсь выше преведеная классификация была Вам полезна и поможет разобраться в основах стеклоластикового производства.

Кратко о методах производства изделий из композитных материалов

Часть 2. Поскольку статья получилась внушительных размеров, разбили ее на две части. В данной части затрагиваются вопросы методов производства стеклопластиков и углепластиков.

Стеклопластик получают путем горячего прессования стекловолокна (здесь имеется ввиду производство стеклопластика методом пултрузии), перемешанного с синтетическими смолами. В стеклопластиках стекловолокно играет роль армирующего материала, придающего изделиям высокую механическую прочность при малой плотности.

В настоящее время существует целый ряд различных смол, используемых в производстве стеклопластиковых изделий. Наибольшее распространение получили полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. В зависимости от метода формования, химсостава и области применения все смолы можно разделить на следующие группы:

По методу формования:

При этом методе стеклоармирующий материал вручную пропитывается смолой при помощи кисти или валиков. Затем пропитанный стекломат укладывается в форму, где он прикатывается прикаточными валиками. Прикатка осуществляется с целью удаления из ламината воздушных включений и равномерного распределения смолы по всему объему. Отверждение ламината происходит при обычной комнатной температуре, после чего изделие извлекается из формы и подвергается мехобработке (обрезка облоя, высверливание отверстий и т.д.)
Применяемые материалы:
Смолы: Любые, например эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые, стойкие к используемым смолам.
Основные преимущества:
Широко используется в течении многих лет.
Простота процесса.
Недорогие используемые инструменты, если используются смолы, отверждаемые при комнатной температуре.
Широкий выбор поставщиков и материалов.
Более высокое содержание стеклянного наполнителя и более длинные волокна по сравнению с методом напыления рубленного роввинга.
Основные недостатки:
Качество смеси смолы и катализатора, качество ламината, содержание стеклообразующего в ламинате очень зависят от квалификации рабочих.
Высокая вероятность воздушных включений в ламинате.
Малая производительность метода.
Вредные условия труда.

Стеклонить подается в ножи пистолета, где она рубится на короткие волокна. Затем они в воздухе смешиваются с струей смолы и катализатора и наносятся на форму. После нанесения рубленного роввинга, его необходимо прикатать с целью удаления из ламината воздушных включений. Прикатанный материал оставляют отвердевать при обычных атмосферных условиях.
Применяемые материалы:
Смолы: Прежде всего полиэфирные.
Волокна: Только стеклонить в виде роввинга (ровницы).
Наполнители: Любые, стойкие к стиролу. Укладываются вручную.
Основные преимущества:
Широко используется много лет.
Быстрый путь нанесения волокна и смолы.
Дешевые формы.
Основные недостатки:
Ламинаты имеют тенденцию быть очень богатыми смолой и поэтому чрезмерно тяжелыми.
Присутствуют только короткие волокна, которые ограничивают механические свойства ламината.
Смолы должны быть с низкой вязкостью для возможности их напыления. Это приводит к уменьшению их механических свойств и теплостойкости.
Вредные условия труда, большое содержаний в воздухе мелких частиц стекла.
Качество конечного продукта в основном зависит от мастерства оператора установки.

Стеклоармирующий материал укладывается на матрицу в виде заранее заготовленных выкроек. Затем укладывается пуансон, который прижимается к матрице при помощи прижимов. Смола подается в полость формы под рассчитанным давлением. Иногда, для облегчения прохода смолы через материал используется вакуум, который создается внутри формы. Как только смола пропитала весь стекломатериал, инжекцию останавливают и ламинат оставляют в форме до полного отверждения. Отверждение может проходить при обычной или повышенной температурах.
Применяемые материалы:
Смолы: эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные.
Волокна: Любые. Желательно использовать специально предназначенные для этого стекломатериалы с проводящим слоем и механически связанными волокнами.
Наполнители: Любые стойкие к стиролу, кроме материалов в виде сот.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможно сокращение трудовых затрат и времени на изготовление изделия. Один рабочий может обслуживать одновременно несколько аппаратов, производяших инжекцию.
Вся форма изделия имеет глянцевую поверхность.
Минимизированы отходы материалов.
Основные недостатки:
Дорогие и сложные формы.
Сложность процесса.
Необходимость иметь инжекционное оборудование.

Волокна подаются от катушечной рамы до ванны со смолой и затем проходят через нагретую фильеру. В фильере убираются излишки смолы, происходит профилирование ламината и отверждение материала. После этого отвержденный профиль автоматически обрезается на необходимые длины.
Применяемые материалы.
Смолы: Эпоксидная смола, полиэфирная смола, винилэфирная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Не используются.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый процесс пропитки и отверждения материала.
Автоматизированное управление содержанием смолы в ламинате.
Недорогие материалы.
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Закрытый процесс пропитки волокна.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.

Этот процесс прежде всего используется для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Волокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения.
Применяемые материалы:
Смолы: Любые.
Волокна: Любые, волокна подаются напрямую от рамы для катушек без дополнительного сшивания в ткань.
Наполнители: Любые.
Основные преимущества:
Это может быть очень быстрый и поэтому экономически выгодный метод укладки материала.
Регулируемое соотношение смола/стекло.
Высокая прочность при малом собственном весе.
Неподверженность коррозии и гниению
Недорогие материалы
Хорошие структурные свойства ламинатов, так как профили имеют направленные волокна и высокое содержание стекломатериала.
Основные недостатки:
Ограниченная номенклатура изделий.
Дорогое оборудование.
Волокно трудно точно положить по длине сердечника.
Высокие затраты на сердечник для больших изделий.
Рельефная лицевая поверхность.

Сухие ткани выкладываются вместе со слоями полутвердой пленки из смолы. Весь полученный пакет закрывается специальной пленкой. Сначала между пленкой и формой создается вакуум, после чего форму помещают в термошкаф или автоклав. Под воздействием температуры смола переходит в текучее состояние и благодаря вакууму пропитывает материал. После некоторого времени смола полимеризуется.
Применяемые материалы:
Смолы: Только эпоксидная смола.
Волокна: Любые.
Наполнители: Почти все, хотя ПВХ пена нуждается в специальной обработке из-за высоких температур процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Высокие физико-механические характеристики из-за твердого начального состояния полимера и высоких температур отверждения.
Более низкая стоимость процесса по сравнению с методом препрегов.
Хорошие условия труда и окружающей среды. Нет большого выброса вредных веществ.
Основные недостатки:
Мало применяется вне аэрокосмической промышленности.
Для процесса необходима система вакуумного мешка, термошкаф или автоклав.
Требования к оборудованию и инструменту по температуростойкости.

Препрег — предварительно пропитанная смолами стеклоткань.
Ткани и волокна предварительно пропитаны пред-катализированной смолой под высокой температурой и давлением. В таком виде препреги могут хранится до нескольких недель, однако для увеличения срока хранения, их хранят при пониженных температурах. Смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются на поверхность формы и закрываются вакуумным мешком. Затем происходит их нагревание до температуры примерно 120 — 180 град.C при этой температуре смола переходит в текучие состояние и препрег принимает размеры формы. Далее при дальнейшем повышении температуры происходит отверждение смолы. Дополнительное давление (до 5 атмосфер) для формования обычно обеспечивается автоклавом.
Применяемые материалы:
Смолы: Эпоксидные, полиэфирные, фенольные и высокотемпературные смолы типа полиимидных др.
Волокна: Любые.
Наполнители: Любые стойкие к температурам процесса.
Основные преимущества:
Могут быть получены ламинаты с высоким содержанием стекла и с минимальным содержанием пустот.
Хорошие условия труда и окружающая среда. Нет большого выброса вредных веществ.
Возможность автоматизировать процесс и снизить трудовые затраты.
Основные недостатки:
Высокая стоимость материалов
Для отверждения необходимы автоклавы, которые ограничивают размеры выпускаемых изделий.

Технология состоит в том, что вакуум сам распределяет смолу по стекломатериалу, далее вакуум сохраняется до кристаллизации смолы.
предварительно необходимо по периметру матрицы приклеить спираль из пвх, с ее помощью вакуум будет равномерно по всей матрице засасывать смолу.
Далее наносится гелькоут. После укладываются стекломатериалы в нужном количестве, далее укладывается на всю поверхность стекломатериала проводящий смолу слой, сверху на него впитывающий слой, далее из специальной пленки делается либо мешок, в который полностью входит матрица, либо пленка приклеивается по периметру матрицы. В пленке предусматриваются два отверстия, одно под сосок для вакуума, устанавливается впритык к вакуумной магистрали, второе под сосок для подачи смолы. Возможны варианты с большим количеством резервуаров для подачи смолы, все зависит от конфигурации матрицы.
Когда все подготовлено включается насос. При достижении максимального вакуума, открываем магистраль подачи смолы. При заполнении полностью всего стекломатериала подачу смолы прекращают. Так же на вакуумной магистрали желательно предусмотреть резервуар под лишнюю смолу.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector