Волокнистые армирующие наполнители: бороволокнистые, базальтоволокнистые, керамиковолокнистые наполнители

Базальт - это уникальный строительный материал, обладающий высокими прочностными, тепло- и звукоизоляционными свойствами. Он практически не реагирует на перепады температур, устойчив во всех агрессивных средах, является прекрасным облицовочным материалом. Сегодня в мире широко используется ремонт труб различного назначения и диаметров путем ввода во внутрь пластиковых шлангов. Если вместо пластиковых будут введены шланги на основе базальтовых тканей, которые устойчивы в агрессивных средах (в том числе и сероводорода, присутствующего в природном газе), высоких температур, то повторный ремонт таких труб потребуется не ранее следующего тысячелетия.Для технологических целей (плавка и т.д.) базальты подвергаются более мелкому дроблению с выпуском базальтовой крошки, с размерами частицы до 1 мм. И наконец еще более мелкая фракция - это базальтовая пыль, используемая для производства антикоррозионных покрытий, по своим свойствам превосходящие все ныне выпускаемые антикоры. Базальтовые антикоррозионные покрытия устойчивы во всех агрессивных средах, в том числе к щелочам и кислотам за исключением плавиковой. Такие антикоррозионные покрытия являются огнестойкими звуко- и теплоизоляционными. Особо широкое применение они должны найти в судостроении и автомобилестроении для защиты днищ автомобилей и кораблей.На основе базальтовых волокон развивается широкий ассортимент теплозвукоизоляционных и звукопоглощающих материалов: прошивные маты, рулонная теплоизоляция, плиты, шнуры, картон, взамен асбестового и др.Конструкционные и армирующие материалы: базальтопластики листовые, профильные, трубы и тому подобное; мелкодисперсная фибра, как армирующий заменитель асбестовых волокон и других композиционных материалов; крупнодисперсная фибра, заменитель металлической арматуры в строительных конструкциях на минеральных вяжущих; то же рулонные и пакетированные базальтоволокнистыеармокаркасы; износостойкие детали (валы, шестерни); смазки.

Базальтовые чешуйчатые материалы, как антикоррозионные покрытия; защитная посыпка рулонных кровельных материалов на битумной основе; теплоизоляционные, электроизоляционные и композиционные материалы.

Керамическиеволокна используюемые для армирования пластиков

изготавливают из тугоплавких, прочных и химически стойких Волокна из А1203 получают вытяжкой или экструзией из металлоорганических

растворов или суспензий с последующей термообработкой, обеспечивая

необходимые диаметры в диапазоне от 3 до 20 мкм. Аналогичным образом

получают тонкие (диаметром 10-12 мкм) волокна из SiC. Волокна большего

диаметра (100 мкм) получают (подобно борным волокнам) осаждением SiC на тонкое вольфрамовое или углеродное волокно. Главное достоинство армирующих керамических волокон — высокий модуль упругости и повышенная прочность (особенно при испытаниях на сжатие). Кроме того, отличительными особенностями этих волокон являются

термостойкость при 1400-1650° С и высокая химическая стойкость. Обработка аппретами, предназначенными для полимерной матрицы, значительно улучшает физико-механические свойства пластиков и снижает их влагопоглощение.

Борные волокна представляют собой непрерывные моноволокна диаметром до 200 мкм и неоднородные по сечению. Неоднородность обусловлена методом изготовления волокон, основанным на химическом осаждении бора при высокой температуре (1400 К) из смеси газов ВС13 + Н2 на вольфрамовую подложку в виде проволоки диаметром порядка 12 мкм. В результате осаждения формируется сердцевина из боридов вольфрама (WB, W2B5) диаметром 15-17 мкм, вокруг которой образуется слой поликристаллического бора. Кроме того, для повышения жаростойкости и защиты от воздействия некоторых матриц, в частности металлических, борные волокна покрывают карбидом кремния, осаждая его из парагазовой фазы в среде аргона и водорода. В последнем случае борные волокна называют борсиком. Разрушение волокон бора и борсика происходит главным образом по поверхностным дефектам, поэтому для уменьшения дефектности и повышения прочности волокон их подвергают поверхностному травлению. В таком состоянии прочность и модуль упругости волокон с повышением температуры вплоть до 400о С почти не изменяются. Помимо моноволокон, сматываемых на катушки, в промышленности выпускают комплексные армирующие наполнители в виде лент шириной от 5 до 50 см, основа которых образуется параллельно направленными борными волокнами толщиной от 90 до 110 мкм, а уток – полиамидными или другими волокнами. В виде тканей или других плетеных структур бороволокнистые армирующие структуры практически не применяются. В настоящее время бороволокнистые армирующие наполнители используются сравнительно редко, утратив основное преимущество по обеспечению жесткости конструкциям изделий по сравнению, например, с современными углеволокнистыми наполнителями, К тому же применение борных волокон для изготовлении боропластиков сдерживается их высокой стоимостью и низкой технологичностью. Последнее обстоятельство проявляется особенно заметно при изготовлении деталей с малыми радиусами кривизны поверхности, поскольку радиус изгиба волокон ограниен 100+150 мм. Кроме того, верхний предел давления при прессовании ограничен хрупкостью и толщиной борных волокон, а также быстрым абразивным износом поверхности металлических форм. По той же причине затруднена и механическая обработка готовыхборопластиков.