Стеклопластик

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Стеклопла́стики — вид композиционных материалов — пластические материалы, состоящие из стекловолокнистого наполнителя (стеклянное волокно, волокно из кварца и др.) и связующего вещества (термореактивные и термопластичные полимеры).

Основные сведения[править | править исходный текст]

Стекловолокно

Стеклопластик — материал с малым удельным весом и заданными свойствами, имеющий широкий спектр применения. Стеклопластики обладают очень низкой теплопроводностью (примерно, как у дерева), прочностью как у стали, биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью полимеров, не обладая недостатками, присущими термопластам.

Стеклопластики уступают стали по абсолютным значениям предела прочности, но в 3,5 раза легче её и превосходят сталь по удельной прочности. При изготовлении равнопрочных конструкций из стали и стеклопластика, стеклопластиковая конструкция будет в несколько раз легче. Коэффициент линейного расширения стеклокомпозита близок к стеклу (составляет 11-13‧10⁶ 1/°С), что делает его наиболее подходящим материалом для светопроницаемых конструкций. Плотность стеклопластика, полученного путем прессования или намотки, составляет 1,8-2,0 г/см³.

До недавнего времени стеклопластики использовались преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластиков сдерживалось, в основном, из-за отсутствия промышленной технологии, которая позволила бы наладить массовый выпуск профилей сложной конфигурации с требуемой точностью размеров. Эта задача успешно решена с созданием пултрузионной технологии. Существуют достаточно много методов, позволяющих массово производить стеклопластиковые изделия различной конфигурации, необязательно профили — например, RTM, вакуумная формовка. [источник не указан 1682 дня]

Стеклопластики являются одним из самых доступных и недорогих композиционных материалов. Основные затраты при производстве изделий из стеклопластика приходятся на технологическое оборудование и рабочую силу, затраты на которую велики за счет трудоемкости и больших временных затрат на производство. Соответственно, на данный момент изделия из стеклопластика проигрывают по цене изделиям из металла из-за трудоёмкого и длительного процесса выклейки стеклопластиковых деталей, что вызывает большие затруднения при массовом производстве. Наиболее выгодно использование стеклопластика при мелкосерийном производстве. Крупносерийное производство становится более выгодным при использовании вакуумного формования. Также выгодным может быть и контактное формование, в случае если цена рабочей силы невелика. [источник не указан 1682 дня]

Применение[править | править исходный текст]

Макетная плата на стеклотекстолите.

Из стеклопластиков производят следующие изделия: оконные и другие профили, стекла наручных часов, бассейны, купели, водные аттракционы, водные велосипеды, лодки, каноэ, рыболовные удилища, таксофонные кабины, кузовные панели и обвесы для грузовых и легковых автомобилей, диэлектрические лестницы и штанги для работ в опасной близости от конструкций под напряжением.

Очень удобно, что стеклопластик можно производить любой формы, цвета и толщины.

Стеклопластик — один из наиболее широко применяемых видов композиционных материалов. Из стеклопластиков в частности изготавливают трубы, выдерживающие большое гидравлическое давление и не подвергающиеся коррозии, корпуса ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), лодки, корпуса маломерных судов и многое другое. В США начало широкого применения конструкционных стеклопластиков было инициировано осуществлением программы «Поларис» во второй половине 1950-х годов — программы создания первой твердотопливной ракеты ВМФ США для подводного старта.

Трубы и трубчатые конструкции получают намоткой пропитанного связующим (смола + отвердитель + модифицирующие добавки) стекловолокна, на вращающуюся оправку (чаще всего стальную) с последующим отверждением и распрессовкой (снятием намотанной трубы со стальной оправки). Если диаметр трубы большой, то технически и экономически целесообразно использовать стеклопластиковую оправку.

Стойкость к действию химикатов и эксплуатационные показатели стеклопластика продемонстрированы за прошедшие 60 лет успешным использованием разнообразных изделий из композитов в сотнях различных химических сред. Практический опыт был дополнен систематической оценкой соединений, подвергнутых воздействию большого количества химических сред в лабораторных условиях.

Стеклопластиковые корпуса моделей судов, самолётов, машин и т. п. можно вручную изготавливать из эпоксидного клея и стеклоткани в условиях кружка или детской мастерской, что довольно часто практикуется в домах детского творчества.

Жилищное строительство[править | править исходный текст]

Дом из стекловолокна, Калифорния

Стеклопластик также используются на рынке жилищного строительства для производства кровельных ламинатов, дверей, навесы окна, дымоходы, пороги. Использование стекловолокна для этих приложений обеспечивает гораздо более быстрый монтаж и в связи с уменьшением веса и скорости обработки. С появлением высоко производственных процессов увеличился объем стекловолоконых панелей, которые могут быть использованы в конструкции стен домов. Эти панели могут быть сделаны с соответствующей изоляцией, которая снижает потери тепла.

Изделия[править | править исходный текст]

Изделия из химически стойкого стеклопластика[править | править исходный текст]

  • напорные и безнапорные трубопроводы для транспортировки агрессивных жидкостей и сред;
  • емкости — как горизонтальные, так и вертикальные — для хранения и транспортировки агрессивных жидкостей;
  • желоба для подачи электролита;
  • секции охлаждающих градирен, напорные коллекторы;
  • газоотводящие стволы дымовых труб;
  • скрубберы, абсорберы, циклоны, аппараты Вентури;
  • колонные аппараты, регенерационные колонны, корпуса электрофильтров;
  • травильные, гальванические и электролизные ванны;
  • вентиляционные системы для удаления паров вредных веществ от технологического оборудования;
  • корпусы различного оборудования.

Изделия из рулонного стеклопластика РСТ[править | править исходный текст]

Рулонные стеклопластики РСТ применяются для устройства верхнего слоя при изоляции различных трубопроводов. При устройстве такой изоляции непосредственно на трубу накладывается теплоизоляция из минеральной ваты или подобного материала и закрепляется вязальной проволокой. Так как минеральная вата при намокании теряет свои теплоизоляционные свойства (заметно увеличивается теплопроводность), её необходимо защитить от агрессивного воздействия окружающей среды. Для этой цели и используются рулонные стеклопластики РСТ. Они представляют собой стеклоткань, пропитанную различными лаками и смолами.

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]