- •Введение
- •Общая характеристика волокнистых композитов
- •1.1.Основные понятия и определения
- •Классификация волокнистых наполнителей и требования, предъявляемые к ним
- •Нетканые волокнистые наполнители
- •1.2.Непрерывные волокна и нити
- •Текстильные формы волокон
- •Строение волокон
- •Структура нитей
- •Скрученность и укрутка нитей
- •Характеристики скрученности и извитости нитей, ворсистость.
- •1.3.Свойства непрерывных волокнистых наполнителей.
- •Структурные характеристики
- •Геометрические свойства волокон и нитей
- •Механические свойства волокон и нитей
- •Полуцикловые характеристики некоторых волокон и нитей при растяжении до разрыва
- •Тепловые свойства
- •Электрические свойства
- •Сорбционные свойства
- •Оптические свойства
- •Стойкость к атмосферным воздействиям и действию химических реагентов
- •1.4.Влияние различных факторов на механические свойства волокон и нитей
- •Влияние природы волокна, их геометрических характеристик и структурных свойств на механические показатели
- •Влияние условий испытаний и нагружения
- •Тканые армирующие наполнители
- •Классификация наполнителей
- •Свойства тканых наполнителей
- •Структурные свойства
- •Виды переплетения
- •Плотность ткани
- •Заполнение, пористость и наполнение ткани
- •Механические свойства
- •Другие виды механических характеристик
- •Методы испытаний на растяжение до разрушения
- •Форма проб и их заправка
- •Физические свойства текстильных полотен Гигроскопические свойства
- •Гигроскопичность тканей после выдерживания в течение
- •48 Ч (по данным и. А. Димитриевой)
- •Проницаемость
- •Тепловые свойства
- •Оптические свойства
- •Электрические свойства
- •Акустические свойства
- •Коэффициенты звукопоглощения некоторых текстильных материалов
- •Отбор проб и выборок полотен и изделий
- •Характеристики промышленных тканей
- •Трикотаж
- •Характеристики основных видов тканых армирующих материалов
- •Принципы выбора волокнистых наполнителей и схем армирования при проектировании изделий из вкм
- •1.5.Выбор ингредиентов вкм
- •Список использованных источников
- •420015, Казань, к. Маркса, 68
Классификация волокнистых наполнителей и требования, предъявляемые к ним
В настоящее время нет научной классификации волокнистых наполнителей. Поэтому их классификацию проводят иерархическим способом по каким-либо характерным признакам. Наиболее часто в качестве характерных признаков выбирают материаловедческий и конструкционный.
По материаловедческому признаку, т. е. природе наполнителя, известны следующие волокнистые материалы:
неорганические;
органические;
смешанные или гибридные;
комбинированные (полимерные волокна с металлическими покрытиями).
К неорганическим волокнистым наполнителям относят материалы, полученные из стеклянных, высокосиликатных, борных, базальтовых, сапфировых волокон, а также металлические проволочные волокна и волокна на основе измельченной минеральной ваты, карбидов, нитридов, асбеста, оксидов и других соединений.
Органические наполнители представлены материалами, полученными из натуральных и искусственных высокополимеров и синтетических ВМС, углеродных волокон, а также отходов целлюлозно-бумажного производства и переработки древесины, лигноцеллюлозного сырья.
Смешанные или гибридные волокнистые наполнители представляют собой материалы, приготовленные из волокон различной природы, например: карбоволокно сочетают с борными волокнами или металлические проволочные волокна с текстильными, полимерными.
Комбинированные волокнистые наполнители КМ состоят из волокна - подложки (например, полиэтиленового, вольфрамового), на которое различными методами нанесено покрытие. Примером такого типа волокон может служить волокно «борсик», состоящее из борного волокна, на которое нанесено покрытие карбида кремния.
Классификация волокнистых наполнителей по конструкционному признаку более распространена и совершенна. Все известные волокнистые наполнители по конструкционному признаку (или его еще называют классификацией по текстильным формам) делят на 5 групп:
непрерывные волокна;
тканые армирующие элементы;
коротковолокнистая арматура;
листовые и пленочные материалы;
объемно-каркасные.
Очень часто непрерывные волокна, листовые, пленочные материалы, а также коротковолокнистую арматуру объединяют в одну группу - нетканые материалы.
Армирующие волокна, применяемые в композиционных материалах, должны удовлетворять комплексу эксплуатационных и технологических требований. К первым относятся требования по плотности, прочности в интервале рабочих температур, растворимости в матрице, химической стойкости и т.п.
Технологичность волокон определяет возможность создания высокопроизводительной технологии изготовления изделий на их основе. Важным требованием является также совместимость волокон с материалом матрицы, т.е. возможность достижения прочной связи на границе раздела матрица-волокно [2].
Нетканые волокнистые наполнители
Одними из самых дешевых наполнителей, используемых при изготовлении ВКМ, являются нетканые материалы. К числу нетканых материалов (НВМ) относят однонаправленные моноволокна; крученые и некрученые нити, коротковолнистую арматуру в виде штапельного волокна, нитевидных кристаллов, усов; холсты (маты) из перекрещенных непрерывных волокон и нитей, из рубленных штапельных волокон; листовые материалы с хаотичным расположением коротких волокон (бумага, шпон, фанера) и сплошной структурой (фольга, полимерные пленки).
Промышленные волокна. В волокнистых композиционных материалах для армирования используются практически все виды волокон, производимых промышленностью. Рассмотрим общие свойства основных групп нетканых наполнителей.