Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Производство стеклянных волокон и тканей

..pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
21.99 Mб
Скачать

Т а б л и ц а 19.4. Характеристики и назначение нетканого перекрестного материала из стеклянных жгутов

 

 

 

 

 

Разрывная

нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полоски

размером

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25x100 мм,

кгс

Содержание

 

 

 

 

Ширина

Толщина.

Масса 1 м%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связующее

 

 

замасливателя

 

 

 

 

материала,

мм

г

 

 

и

связующего,

 

Назначение

 

мм

 

 

 

в

продольном

в

поперечном

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направлении

направлении

 

 

 

 

 

340

0,3

300

С-230 (жидкое)

400

 

9,0

Для

намотки

в судострое­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии

 

 

340

0,3

250

То

же

250

 

15

10

Для

изготовления

стекло­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

текстолита

CT

в элек­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тротехнике

 

 

340

0,37

388

Термопластичное

182

 

216

3,5

Для

изготовления

стекло­

 

 

 

волокнокапрон

 

 

 

 

пластиков

намоткой и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контактным

формовани­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ем

 

 

340

0,36

424

То

же

250

 

120

3,5

То

же

 

 

340

0,25

267

 

»

224

 

14

3,0

»

 

 

 

наматываются в рулоны 16, а тросы 5, обогнув натяжные ролики 17, возвращаются к направляющим валикам 4.

Кроме рассмотренной схемы заправки возможен другой ее ва­ риант. Нити основы делятся на две равные части (левая сторона

S 4 7

.?

г

i

/

/

\

 

10 ß

\

 

 

15,

15

'6

Рис. 19.9. Технологическая схема получения нетканого перекрестного материала на барабанной установке:

/ — шпулярник;

2 — стеклянные жгуты;

3 — нитеводитель; 4 — валик;

5 — трос;

6 — сушильный

б а р а б а н ;

7 — ротор; 8 уточные жгуты; 9 — паковка; 10 — рас­

порная

рамка;

— нож;

12 — гуммированный валик;

13 — ванночка;

14 — тяну­

щий

валик;

15 — готовый материал;

16 — рулон;

17 — натяжной

ролик.

, п

п п щ

, п

п

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

т

1

с

3

 

 

 

1

с

3

 

 

 

 

 

 

 

 

г:

D

' и

Ü и ~ Т Г

"TJ—1

U

с

 

 

 

Рис. 19.10. Структура нетканого перекрестного материала:

• материал с одной основой;

б — материал с

д в у м я

основами со сдвигом

нитей; в — материал

с д в у м я н а л о ж

е н н ы м и

основами .

рисунка); верхняя часть нитей заправляется через направляющий валик 4, а нижняя непосредственно на барабан 6. При этом могут быть получены три структуры материала (рис. 19.10). Наибольший

292

интерес представляет структура в, так как в этом случае устранены сдвиги и перекосы поперечных уточных нитей.

На описанной

установке можно получать сетки практически

с любой величиной

ячейки из различных волокон (хлопчатобумаж­

ных, искусственных, синтетических). На установке для производст­ ва клееных сеток, имеющей четыре барабана, одновременно выра­

батывается четыре полотна

шириной 1250 мм

со скоростью 2—

4 м/мин. Производительность

установки барабанного типа опреде­

ляется по уравнениям

 

 

Р = 6(кот/Сп .в

(19.3)

Р' =

0,06ш1 апКп . в

О 9 - 4 )

где Р,Р' — производительность установки, м/ч или кг/ч соответственно; ѵ — скорость формирования материала, м/мин; п — число барабанов; mt — масса 1 м сетки, г; Кп в — коэффициент полезного времени работы установки (0,8— 0,85).

НЕТКАНЫЕ СТЕКЛОВОЛОКНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Известно несколько разновидностей механического способа по­ лучения нетканых стекловолокнистых материалов: игольно-набив- ной, вязально-прошивной, трикотажный.

Мягкий холст из рубленых стеклянных нитей. Этот холст полу­ чают игольно-набивным способом. Материал представляет собой равномерный слой хаотически расположенных отрезков стеклянных нитей, скрепленный специальными иглами с подложечным .мате­

риалом, причем

для

прошивания

используют стеклянные нити

слоя. Установка

для

получения

мягкого холста отличается от

установки для получения жесткого холста из рубленых нитей тем, что в ней отсутствует пропиточное и сушильное устройства, но имеется приспособление для подачи подложечного материала и иглопробивная машина (рис. 19.11).

Рассыпающийся жгут с бухты / поступает к резальному меха­ низму 2, в котором жгут разрезается на отрезки длиной 50 мм; про­ ходя камеру формования 3, отрезки нити рассыпаются и подсасы­ ваются вакуумом, создаваемым в отсосной камере 4, к подкладоч­ ному материалу 8, уложенному на приемном конвейере 7.

Сформированный равномерный слой материала проходит через иглопробивную машину 5, где слой отрезков скрепляется с под­ ложкой вертикальными петлями и отрезками стеклянных нитей. Готовый мягкий холст навивается в рулон 6. В качестве материала для подложки может быть использован стеклянный холст из шта­

пельного волокна ВВ, стеклянная сетка, техническая марля

и т. д.

Толщина

мягкого холста

колеблется от 1,5 до 3 мм, масса

1 м2—•

от 1 до

2,5 кг. Холсты

изготавливаются ів виде рулонов

шири­

ной от 1000 до 1600 мм и упаковываются в мешки из водонепрони­ цаемой пленки. Они отличаются от жестких холстов большой вор­ систостью (наличие петель и концов нитей прошивки) и малой

293

плотностью

(300—350 кг/м3).

Мягкие холсты

применяются

для из­

готовления

стеклопластиков

основном

на

фенольных

и поли­

эфирных смолах) методом

прессования. Их предел прочности при

растяжении 800 кг/см2, при изгибе ~ 1000

кгс/см2.

 

Рис. 19.11.

Технологическая схема

получения

 

мягкого холста

из

/ — бухта жгута;

рубленых стеклянны

нитей:

5 —камера формования; 4 —

2 — резальный механизм;

 

ная камера;

5

— иглопробивная

машина;

6 — рулон;

7 — приемный ко

 

 

 

 

8 — подкладочный

материал.

 

 

Мягкий холст из рубленых стеклянных нитей выпускают на оте­

чественных холстовых машинах ЭМ-34

и на

английских

марки

«Disaid», имеющих

следующие

технические

характеристики:

Ширина холста, мм

 

 

 

 

 

1600±50; 1250±50;

Скорость подачи жгута в резальный

меха­

 

 

 

950±50

 

 

 

 

 

 

 

 

низм, м/мин

 

 

 

 

 

 

 

80—125

 

 

Максимальное

число концов

жгута,

одно­

 

 

 

 

 

 

временно

заправляемое

в

резальный

 

 

 

 

 

 

механизм

 

 

 

 

 

 

 

25 (по 5

жгутов в

 

 

 

 

 

 

м/мин

 

 

 

 

 

каждый резак)

 

Скорость конвейера,

 

 

 

 

0,5—4

 

 

Продолжительность

одного

цикла работы

 

 

 

 

 

 

иглопробивной

машины

при

скорости

 

 

 

 

 

 

конвейера

3 м/мин,

сек

 

 

 

 

 

 

1,33

 

 

Глубина выхода игл из подкладочного ма­

 

 

 

 

 

 

териала, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

3—10

 

 

Высота петли на противоположной стороне

 

 

 

 

 

 

подкладочного

материала,

мм

 

 

 

 

 

3—5

 

 

Производительность,

кг/ч

 

 

 

 

 

 

120

 

 

Производительность установки для изготовления мягкого хол­

ста кг/ч) определяется

по уравнениям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = 0,00006(г/лтГ + vg)K„.

 

 

 

 

 

 

 

P = 0 , 0 6 ( - ^ -

+ vgJKn.B

 

 

 

 

(19.5)

 

 

 

 

Р =

0,0&ѵт1Ки.л

 

 

 

 

 

294

где v' — скорость резального механизма,

м/мин; п — число концов

жгута,

за­

правляемых в один резальный механизм;

m — число

работающих

резальных

механизмов; Т — толщина жгута, текс;

Ыы

— метрический номер

жгута; ѵ —

скорость конвейера,

м/мин;

g — масса 1 м подкладочного материала, г; тх

масса 1 м холста, г;

Кп— коэффициент

полезного времени работы установки.

Вязально-прошивные

нетканые

материалы

изготовляются

на

машинах марки «Малимо». Материалы представляют собой сво­ бодно наложенные друг на друга стеклянные жгуты в 10 или 20 сложений (основа и уток), прошитые кручеными стеклянными, капроновыми или хлопчатобумажными нитями. Наложенные друг

на друга системы нитей проши­

 

вают

тамбурным

 

стежком,

 

который

получается

вследствие

 

взаимодействия

системы

петле-

 

образующих

игл.

Это высоко­

 

производительный

способ

полу­

 

чения материала (до

300

м/ч).

 

Так как жгуты и нити не пере­

 

плетаются и не имеют изгибоз,

 

стеклопластики

характеризуются

 

высокой

прочностью.

 

 

 

 

Разработаны

и

осваиваются

 

промышленностью

 

несколько

 

структур

 

вязально-прошивных

Рис. 19.12. Схема уточного трикота­

материалов,

 

предназначенных

жа из стеклянных жгутов:

для

производства

стеклопласти­

/ — жгут; 2 — уточная нить.

ков

методом

прессования,

намот­

 

ки и контактного формования. Эти стеклопластики найдут приме­ нение в электротехнической и судостроительной промышленности.

Уточный трикотаж представляет собой полотно, в которое кро­

ме нитей, образующих петли грунта, постоянно или периодически ввязываются дополнительные нити, не образующие петель. Арми­ рующий материал, полученный способом уточного трикотажа, представляет собой две системы нитей (стеклянных жгутов), нало­ женные друг на друга под углом 90° и скрепленные между собой трикотажем «кулирная гладь» из капроновой или стеклянной кру­ ченой нити без прошивки (рис. 19.12). Для производства уточного трикотажа используется модернизированная круглочулочная ма­ шина класса 14, на которой изготавливается уточный трикотаж в виде рукава диаметром 95 мм.

Разработано оборудование для изготовления трикотажа диа­ метром ПО мм. Так как армирующий материал имеет цилиндриче­ скую форму, он может служить арматурой для выработки стекло- пластиковых труб, шпангоутов и других изделий.

295

Г Л А В А 20

МЕТОДЫ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА

В данной главе кратко описаны основные методы контроля ка­ чества стекловолокнистых текстильных изделий.

Оценка изделий в партии производится по пробам, порядок от­ бора и размеры которых устанавливаются стандартами. Способ отбора образцов изделий для контроля (проб) должен соответст­ вовать основному требованию: образец (проба) должен быть пока­ зательным для всей партии изделий.

В стандартах на продукцию или в стандартах на методы испы­ таний указывается количество образцов, отбираемых из партии для испытаний в условиях существующего технологического процесса. В случае изменения технологического режима выработки, при на­ ладке оборудования, освоении нового вида сырья и других изме­ нениях следует определять неравномерность измеряемых показате­ лей и точность выполняемых определений.

Неравномерность удобно оценивать коэффициентом вариации, а точность определений — среднеквадратичным отклонением (с.к.о.)

относительно среднего арифметического

о.

 

 

 

Для определения коэффициента вариации необходимо предва­

рительно вычислить значение с. к. о. относительно

среднего ариф­

метического по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20.1)

где

Z * 2 — сумма

квадратов отклонений от среднего арифметического;

п — чис­

ло

испытаний.

 

 

 

 

 

 

Если п^25,

то в уравнение (20.1)

вместо п1

ставят

п.

 

Коэффициент вариации С (в %) вычисляют по формуле

 

где M — среднее

арифметическое.

 

 

 

 

 

Абсолютную

ошибку определения

среднего

арифметического

Д вычисляют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20.3)

 

Здесь а — коэффициент нормального

закона

распределения,

связанный с вероятностью р того, что абсолютная величина откло­ нения вычисленного (М) значгния M от фактического значения этой величины будет меньше, чем ааЦп. Значения а в зависимости от

рсводятся в специальные таблицы*.

*В е н ц е л ь Е. С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969, 572 с.

296

Например, при р = 0,68 а = 1; это означает, что примерно в 680 случаях из 1000

М — - ? = . < Л Г <

М+-~=.

(20.4)

у п

у

я

При р = 0,955 а = 2; это означает,

что примерно

в 955 случаях из

1000

 

 

 

 

 

 

 

(20.5)

M - 7 = - <

M < M +

у

-==•

у п

 

 

п

 

Относительную ошибку среднего арифметического Яд (в %) определяют по формуле

Для текстильных материалов

принято

считать,

что материал,

для

которого Р

не превышает 5%, является равномерным; если

Рд

больше 5%,

но не превышает

10%,

материал

считается не­

равномерным. При значении Р д > 1 0 % материал считается браком. На физико-механические свойства стекловолокнистых материа­ лов существенно влияют атмосферная влажность и температура. При взаимодействии материалов с влагой окружающего воз­ духа наблюдаются явления десорбции (высыхания) или сорбции (увлажнения). Для стеклянного волокна имеет значение адсорб­ ция, т. е. поглощение водяных паров поверхностью стеклянного

волокна.

Адсорбция на стеклянных волокнах протекает очень быстро; продолжительность установления сорбционного равновесия состав­ ляет несколько секунд, а для материалов с узкими труднодоступ­ ными порами — несколько больше.

Присутствие влаги ускоряет образование микротрещин на по­ верхности волокна при деформации стекловолокнистых материа­ лов, приводя тем самым к адсорбционному понижению прочности.

Активность процесса поглощения водяных паров стеклянным волокном при прочих равных условиях (температура, давление) за­ висит от абсолютного содержания влаги в атмосфере. При кратко­ временном воздействии внешних механических сил влияние атмо­ сферных условий практически не сказывается. При длительном воз­ действии разрушающих нагрузок на стеклянное волокно влияние влаги и температуры окружающего воздуха весьма значительно. Поэтому для стекловолокнистых текстильных материалов, которые перед испытанием подсушиваются и испытываются в условиях кратковременного воздействия разрушающих нагрузок, нецелесо­ образно кондиционировать воздух. Материалы, которые перед ис­ пытаниями не подсушиваются или подвергаются длительному воз­ действию разрушающих нагрузок, должны находиться и испыты-

ваться

в помещениях с кондиционированным воздухом (относи­

тельная

влажность 65 ± 2% и температура 2 0 ± 2 ° С ) .

20—1277

297

Определение

диаметра

стеклянного волокна

Диаметр стеклянного

волокна

является важной характеристи­

кой стекловолокнистых материалов, связанной с гибкостью стекловолокнистых материалов и их стойкостью к циклическим нагружениям.

Известно много методов определения диаметра волокна, но ни один из них не свободен от недостатков.

Метод среза. Для определения диаметра стеклянного волокна этим методом используется микроскоп с увеличением 500—600, снабженный окуляр-микрометром, и столик микроскопа, оборудо­ ванный металлической пластинкой толщиной 0,9 мм с круглым от­ верстием диаметром 1,2 мм.

Стеклянную нить смешивают с темными, непрозрачными нитя­ ми вискозного волокна, заправляют в отверстие пластины и сре­ зают острым лезвием с обеих сторон заподлицо с поверхностями

пластины. Под

микроскопом срезы стеклянных волокон имеют

вид блестящих

дисков, размер которых определяют, отрегулиро­

вав освещение так, чтобы уменьшить до минимума рассеяние света вокруг каждого диска.

Точность метода невелика и составляет ~ 1 мкм. Гравиметрический метод. Отрезок волокна определенной длины

взвешивают. Зная плотность стекла, определяют искомый диаметр волокна.

Точность этого метода зависит от точности, с которой опреде­

лена длина / отрезка, плотность стекла р и масса волокна

т:

 

 

 

 

 

 

 

(20.6)

Массу

отрезка

волокна

можно определить

с точностью

-~10~3

(при массе 0,1 г),

плотность стекла — с точностью

~ 10~2,

дли­

н у / — с точностью 2—3%.

 

 

 

 

 

Ошибка при измерении

диаметра волокна

таким

методом

со­

ставляет

1—2%.

 

 

 

 

 

 

Достаточная точность метода достигается при большой длине отрезка волокна. Для промышленного контроля продукции метод не используется.

Интерференционный метод. Для измерений этим методом не­ обходимо иметь две оптические пластины и источник монохрома­ тического света.

Исследуемое волокно зажимают между оптическими пластина­ ми, которые помещают под пучок монохроматического света изве­ стной длины волны. Вокруг волокна появляются интерференцион­ ные бахромки. Подсчитывают число бахромок, находящихся между линиями соприкосновения пластинок с волокном. Умножив число бахромок на половину длины волны света, получают диаметр стек­ лянного волокна.

298

Точность этого метода очень высокая — 0,025 мкм. Метод мо­ жет быть упрощен, «о при этом точность его значительно сни­ жается и не превышает 0,1 мкм.

Для серийного контроля диаметра стеклянного волокна интер­ ференционный метод неудобен.

Микроскопический метод. Отобранный для испытаний неболь­ шой отрезок нити помещают на темное стекло и разъединяют иглой на отдельные волокна. Диаметр волокна измеряют при увеличении

600 и освещении искусственным светом

(осветитель

ОИ-19 и др.).

В осветитель или в оправу конденсора необходимо

помещать ма­

товые или серо-голубые светофильтры.

Изображение волокна

должно быть резким, с тонкими темными линиями по краям. Для измерения используют обычно окуляр-микрометры с ценой деле­ ния 0,2—0,3 мкм.

Линейку окуляр-микрометра устанавливают перпендикулярно волокну и определяют, скольким делениям линейки соответствует диаметр волокна. Зная цену деления линейки, подсчитывают диа­ метр волокна в микрометрах с точностью 0,1 мкм.

Диаметр стеклянного волокна, определенный этим методом, несколько выше, чем диаметр, измеренный с помощью электронно­ го микроскопа. Микроскопический метод наиболее широко исполь­ зуется для определения диаметра стеклянных волокон.

Определение толщины нити, пряжи, жгута

Толщину образцов определяют в системе текс. Толщина образ­ ца в тексах равна

 

Т = -J-

г/км = 1000 - ^ - г/м

(20.7)

где m — масса

образца, г; L — д л и н а образца, км; м;

 

Раньше

толщину образца

определяли в

метрической системе

и обозначили N

 

 

Между этими системами существует связь,

которая выражается

формулой

 

 

 

 

 

TN = 1000

(20.8)

Для определения толщины нити, пряжи, жгута образцы за­ данной длины отбирают с помощью пробного мотовила, периметр которого имеет строго определенную длину, или метровой метал­ лической линейкой (если толщина больше 300 текс).

Отрезки взвешивают на технических весах или на весовом квад­ ранте с точностью не менее 0,05 г. По полученным данным рассчи­ тывают толщину образца.

20*

299

Определение крутки нити и пряжи

Определение проводят на круткомере со скользящим или ка­ чающимся левым зажимом методом непосредственного раскручи­ вания нити до полной параллельности составляющих нитей или волокон. Расстояние между зажимами 250 или 500 мм. Паковка с нитью устанавливается так, чтобы нить располагалась вдоль за­ жимов круткомера со сходом нити с торца паковки, а сама паков­ ка не вращалась (что соответствует условиям размотки нити в про­ изводстве). При таких условиях схода нити величину крутки опре­ деляют в разматываемой нити, а не в нити, находящейся на паковке.

Груз предварительного натяжения для всех нитей, независимо от их толщины, составляет 10 г. Крученая нить должна быть рав­ новесной, иначе неуравновешенный крутящий момент в нити при сматывании ее с паковки приведет к появлению сукрутин. Поэто­

му крученая нить должна проверяться на

равновесность

крутки;

с торца паковки отбирают образец длиной

1 м, перегибают

его по­

полам и, соединяя концы образца вместе, образуют петлю. Придав петле отвесное положение, подсчитывают число получившихся за­

кручиваний (витков); допустимое

число витков указано

в стандар­

тах на данный материал.

 

 

 

 

Определение массы

тканей,

лент

 

и

нетканых материалов

 

Масса одного квадратного метра образца

В (в г/ж2 )

вычисляет­

ся по формуле

 

 

 

 

 

 

е-10000

 

 

 

В =

 

 

 

(20.9)

где b — масса отобранного

для испытаний

образца,

г; I и Іх — соответственно

длина и ширина этого образца, см.

 

 

 

 

Масса одного метра

образца Вп

вычисляется по формуле

 

5 r t = - p l 0 0

 

(20.10)

где Ьп — масса отобранного для испытания образца,

г; I — длина

образца, см.

Определение

плотности

тканых

материалов

 

Плотность тканых материалов

подсчитывается по числу нитей

по основе и отдельно по утку на единицу длины. Подсчет произво­ дится с помощью ткацкой лупы или на плотномере с проектирова­ нием измеряемого участка материала на экран.

При плотности

7 нитей/см

и

более

определяют число

нитей,

укладывающихся

на участке

длиной 1 см, а при плотности

менее

7 нитей/см

— на участке длиной

10 см

(длину отсчитывают

метал­

лической

линейкой).

 

 

 

 

300

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ