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.
Механические свойства
При своем небольшом удельном весе стеклопластик обладает высокими физико-механическими характеристиками. Используя некоторые смолы, например Norpol Dion, 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.
Технологии производства изделий из стеклопластиков
Одним из важнейших преимуществ технологии производства изделий из стеклопластика является короткий цикл освоения и подготовки производства изделий из стеклопластика, который составляет всего 2 недели. А так же технология производства позволяет производить изделия практически любой сложности. Это говорит о том, что предприятие в коротких срок может начать производство любых изделий и любой цветовой гаммы. Стеклопластики и базальтопластики получают различными методами: протяжки, пропитки, намотки и прямого прессования.
Открытые методы формования
Метод ручной выкладки
Наиболее простой по аппаратурно-технологическому оформлению. Его применяют для изготовления крупных изделий: строительных конструкций, корпусов лодок, кузовов автомобилей. Примером наиболее крупного изделия, получаемого ручной выкладкой, является корпус тральщика длиной 50 и шириной 8 м. При этом методе исключена возможность регулирования содержания наполнителя. К другим недостаткам относятся:
- большие затраты ручного труда
- высокие расходы на материал
- длительный цикл изготовления изделия.
Достоинством метода является его универсальность, т.е. получение изделий практически любых форм и размеров.
Метод напыления
Более всего подходит для изготовления недорогих деталей простой конфигурации из полиэфирных стеклопластиков, особенно санитарно-технических изделий. В основном их получают из органического стекла, усиленного с наружной стороны слоем из ненасыщенных полиэфирных смол. Чаще всего формы, используемые для изготовления изделий напылением, выполняют из дерева или стеклопластиков, а при больших партиях изделий — из стеклопластиков с металлической облицовкой.
Метод напыления более производительный и менее дорогой, чем ручная выкладка, но имеет ряд недостатков:
затруднено изготовление изделий сложной конфигурации;
стекловолокнистая пыль, находящаяся во взвешенном состоянии, а также пары мономера загрязняют воздух, ухудшая условия труда.
Закрытые методы формования
Закрытыми способами формуют препреги и премиксы на основе реактопластов и термопластов. Из них преимущественно получают детали, отличающиеся высокой термостойкостью, стойкостью к тепловому старению, жесткостью и твердостью поверхностного слоя, хорошими звуко-, электро- и теплоизоляционными свойствами.
Пропитка под давлением
Процесс был запатентован в 40-х годах под названием Marco-метод. Пропитка под давлением предназначена преимущественно для мелкосерийного производства (менее 20 тыс. шт.) и характеризуется минимальным выделением мономера по сравнению с другими методами, позволяет быстро перейти на выпуск новой продукции, так как при этом используют недорогую и простую по конструкции оснастку. К недостаткам относятся:
- невозможность получения деталей с высоким качеством поверхности без последующего покрытия;
- невысокая производительность;
- значительная усадка изделий.
Метод прессования
Используется для изготовления мебели (столы, стулья), для производства спортивных товаров, создания игровых площадок и бассейнов. Цикл прессования составляет 4-7 мин в зависимости от размеров изделия. Прессование армированных пластиков в зависимости от способа пропитки волокнистого наполнителя имеет две разновидности:
- прессование сухих, предварительно пропитанных холстов и тканей (препрегов) и премиксов;
- прессование с пропиткой непосредственно в форме («холодное» прессование).
Литье под давлением
Метод начали применять в промышленных масштабах во второй половине 60-х годов. По сравнению с прессованием литье под давлением имеет следующие преимущества:
- высокая степень автоматизации процесса;
- точность дозирования материала;
- незначительные потери материала;
- непродолжительное время цикла;
- незначительная последующая обработка готовых деталей вследствие лучшего качества поверхности.
Недостатки процесса литья под давлением:
- прочность, вязкость и сопротивление ударным нагрузкам деталей из композиций, усиленных коротким волокном, ниже чем прессованных деталей;
- литьевое оборудование имеет большой расход материала на литниковую систему.
Пултрузия
Отдельным направлением в изготовлении стеклопластика является метод непрерывной вытяжки (пултрузии) через формообразующую фильеру. Изготовление профиля таким образом осуществляется с помощью специальной пултрузионной машины. Стеклопластиковый профиль трудногорючий и не выделяет при пожаре сильнодействующий газ диоксин, в отличие от поливинилхлорида.
Благодаря своим удивительным свойствам стеклопластиковый профиль находит широкое применение в гражданском и промышленном строительстве, транспортном машиностроении, при изготовлении оконных и балконных блоков, электротехнических коробов, несущих конструкций, труб, лестниц, стеновых блоков и т.д.
Метод протяжки
Один из немногих непрерывных методов изготовления изделия из армированных волокнами реактопластов.
72.Материалы СВАМ, АГ-4С.
Стеклопластики — это листовые материалы из стеклянных волокон или тканей, связанных полимером. Стеклянные волокна служат армирующими элементами; они воспринимают основные нагрузки при работе материала в конструкциях. Полимер не только связывает стеклянные волокна, но и распределяет усилия между ними, защищает материал от внешних воздействий. Совместная работа стеклонаполнителя и полимера обеспечивает стеклопластикам высокую ударную прочность, стойкость к атмосферным и химическим воздействиям, высокие тепло-, электро- и звукоизоляционные свойства.
Стеклопластики на основе ориентированных волокон. К ним относятся материалы типа СВАМ и АГ-4С. Связующим служат модифицированные фенольные, эпоксидные, эпоксидно-фенольные полимеры. Стеклопластики этой группы обладают наибольшей прочностью, что в сочетании с химической стойкостью делает их эффективным материалом для строительных конструкций, арматуры, труб, емкостей.
1)Пресс - материалы типа СВАМ (стекловолокнистый анизотропный пресс- материал) является одним из первых высокопрочных стеклопластиков, полученных путем прессования стеклошпонов (шпонов из однонаправленного стекловолокна). Получают его таким образом: после намотки определенного числа слоев пропитанной нити однонаправленный материал срезают. В развертке он представляет собой квадратный лист размером 3х3 м2. Затем поворачивают лист на 90 градусов и вновь наматывают слой нитей. Таким образом, получается стеклошпон с взаимно-перпендикулярным расположением волокон. Предел прочности СВАМ при растяжении и сжатии составляет 400-500 МПа, а при изгибе, приблизительно, 700 МПа.
2)Пресс - материалы АГ-4С и АГ-4В. АГ-4С представляет собой однонаправленную ленту, полученную на основе крученых стеклянных нитей и аминофинолоформальдегидной смолы. АГ-4В представляет собой стекловолокнит на основе срезов первичной нити.
Стеклопластики типа СВАМ, АГ-4С и АГ-4В используют для изготовления соединительных деталей (болтов, фасонок) и для профильных изделий, эксплуатируемых в химически агрессивных средах, где металл быстро корродирует. Все перечисленные стеклопластики являются светонепроницаемыми Весьма перспективны стеклопластики для совмещенных пространственных конструкций.
73.Материалы на основе пластмасс. Оргстекло, винипласт.
К пластмассам, применяемым в строительных конструкциях, относятся стеклопластики, оргстекло, винипласты, пенопласты, сотопласты, древесные пластики, синтетические клеи и др.
К строительным конструкциям с применением пластмасс относятся: трехслойные конструкции (плоские панели, складки, оболочки, своды и т. п.) с обшивками из высокопрочных листовых материалов (металла, асбестоцемента, фанеры, стеклопластика) и средним слоем из пенопласта или сотопласта; трехслойные конструкции с ребристым средним слоем; однослойные и многослойные светопрозрачные элементы ограждений (панели, купола, волнистые листы) из полиэфирного стеклопластика, оргстекла и винипласта, пневматические (надувные) и тентовые конструкции из воздухонепроницаемых тканей и пленок.
Органическое стекло состоит из полимера полиметилметакрилата. Оргстекло представляет собой бесцветную пластмассу. При температуре 20ºС органическое стекло имеет сравнительно высокие прочностные характеристики (55 МПа при растяжении и 80 МПа при сжатии).При температуре 105-170ºС хорошо формируется в изделия криволинейной формы, легко подается механической обработке. Применяется для остекления криволинейных поверхностей, в виде зенитных фонарей, сводов, куполов и т.п.Этот материал весьма эффективен для покрытия теплиц, парников и оранжерей.
используется в строительных конструкциях в виде листов и блоков толщиной 0,8-35 мм. Достоинствами оргстекла являются высокая светопрозрачность (до 90%) и способность пропускать до 73% ультрафиолетовых лучей. В строительных конструкциях применяется стекло органическое авиационное (сорта специальное, А, В) и поделочное (сорта ПА и ПБ).
ВИНИПЛАСТ листовой, представляющий собой, как правило, не пластифицированную поливинилхлоридную композицию, применяется в виде листов толщиной 2-20 мм марки ВП (прозрачный) для светопрозрачных ограждающих конструкций (купольные элементы и волнистые листы) и марки ВН (непрозрачный) для обшивки панелей, перегородок и подвесных потолков.Винипласт выпускается пластифицированным и непластифицированным (жестким).
Одним из главных достоинством винипласта является его исключительная антикоррозионная стойкость в химически агрессивной среде.Он легко обрабатывается, практически водонепроницаем, легко сваривается и склеивается. Недостаток- малая теплостойкость (всего до 600 С и морозостойкость до-300 С), большой коэффициент линейного расширения (в 7 раз больше, чем у стали) и малая ударная вязкость.По основным механическим свойствам винипласт близок к органическому стеклу.Винипласт используется для гидроизоляции, в качестве кровельного покрытия.Из него изготавливают трубы, профили, поручни и другие погонажные изделия.