Для отримання безперервного скловолокна застосовують два підходи – одностадійний та двостадійний.
Двостадійний (найбільш поширений) спосіб отримання волокна охоплює стадію підготовки шихти, варіння скла, вироблення ерклеза (шматочків оплавленого скла), склокульок або штабиків, стадію плавлення ерклеза і склокульок в плавильній посудині й витягування волокна.
Друга стадія отримання волокна складається з наступних операцій:
- Підготовка і подача скляних кульок або ерклеза в склоплавильну посудину.
- Плавлення кульок і ерклеза і підготовка скломаси до формування.
- Заправка грубих волокон (при використанні штабиків).
- Формування волокон.
- Охолодження волокон.
- Нанесення на волокна умаслювача і з'єднання їх в нитку.
- Розкладка і намотування нитки.
Одностадійна технологія значно випереджає двостадійну за співвідношенням ціна/якість кінцевого продукту. Він є більш сучасним, тому до цього часу не всі виробництва змогли його впровадити. При застосуванні цього підходу волокна витягають зі скломаси, що надходить у виробництво відразу зі скловарної печі, живиться шихтою, тобто виключається проміжна стадія вироблення ерклеза і скляних кульок, при цьому витрата енергії скорочується практично вдвічі. Замість неї здійснюється операція розподілу потоку скла в розподільнику склоплавильної печі по окремим фільєрним живильникам.
Типи скляних волокон
Всі скляні волокна умовно можна розділити на два великі класи: дешеві волокна загального застосування і дорогі волокна спеціального застосування. Майже 90% всіх скляних волокон, які випускаються сьогодні у світі, це скловолокно класу Е. Решта 10% відсотків – це волокна спеціального призначення.
Більшість марок скловолокна отримали свою назву завдяки своїм специфічним властивостям:
- Е (Electrical) – низька електрична провідність.
- S (Strength) - висока міцність.
- C (Chemical) – висока хімічна стійкість; використовується для виготовлення скляних завіс, що потребують антикорозійних властивостей (зовнішній захист труб, захисний шар композитних труб).
- M (Modulus) – висока пружність.
- А (Alkali) – високий вміст лужних металів, вапняно-натрієвого скла.
- D (Dielectric) – низька діелектрична проникність; матеріали на основі скловолокна D-класу використовуються як проникний матеріал для електромагнітних хвиль з величезними перевагами з точки зору електричних властивостей.
- AR (Alkali resistant) – висока лугостійкість; скловолокно класу AR спеціально розроблено для зміцнення стандартних цементних розчинів. Високий вміст оксиду цирконію робить його стійким до лужних сполук, що утворюються при затвердінні.
- R – високі механічні показники; створено на замовлення передових галузей, таких як авіація, космонавтика тощо. Відповідає технічним характеристикам стійкості матеріалу до втоми, температури або вологості. Завдяки високим технічним характеристикам, він може бути використаний для зміцнення вертолітних лопатей, літальних підлог, ракетних паливних баків, ракет та їх пускових установок.
Скловолокно Е-класу
Першим масштабним промисловим застосуванням скловолокна E-класу (ще у 1930 р.) була ізоляція електричних провідників, що зазнали високих температур.
Скловолокно є найбільш використовуваним матеріалом, від текстильної промисловості до виготовлення композитних виробів, його частка у виробах сягає 90%. Як волокно високого класу, воно характеризується стійкістю до постійних високих температур до 550°C та чудовими електроізоляційними властивостями.
Переваги скловолокна Е-класу
- Неорганічність.
- Стійкість до стирання та вібрації.
- Стійкість до гниття.
- Стійкість до основних хімічних речовин.
- Відмінна діелектрична міцність.
- Відмінна стабільність розмірів.
- Сумісність з органічними фарбниками.
Виробництво скловолокна Е-класу
Для отримання скловолокна оксид бору додають у діоксид кремнію, вапно, глинозем та магнезію, в той час, як окиси лужних оксидів виключаються. Потім цей склад розжарюється і при температурі близько 800°C розплавлена паста починає набувати в’язкої консистенції, потім рідкої: вона перетворюється на скло.
При температурі 1400°C вона майже однорідна, але останні бульбашки та домішки зникають зі скла лише при 1500°C. При очищенні розплавлена маса ідеально прозора. Після того, як маса залишає піч, вона пропускається через плашки (пластини зі сплаву платини із численними отворами) для отримання скляної нитки. Потім цю нитку розміряють, намотують і висушують.
Властивості скловолокна Е-класу
Механічні та фізичні властивості
Вироби зі скловолокна особливо стійкі до стирання та вібрацій та мають чудову гнучкість. Скляна нитка має більш високий питомий опір (міцність на розрив/об'ємна маса), ніж у сталі. Ця особливість дає можливість розробляти скляні нитки, які зміцнюють високоефективні композити.
Електричні та акустичні властивості
Її відмінні електроізоляційні властивості навіть при малій товщині у поєднанні з механічною міцністю та поведінкою при різних температурах були основою для перших застосувань скляної нитки.
Теплові властивості
Скловолокно E-класу має низьку теплопровідність. Для прикладу, електропровідність повсті становить 0,03 Вт/м.К. Скловолокно може витримувати температуру понад 600°C і має негорючі властивості.
Хімічна стійкість
Вироби зі скловолокна E-класу стійкі до мастил, розчинників та більшості хімічних речовин. Вони також стійкі до гниття.
Стабільність розмірів
Склотканина нечутлива до перепадів температури й вологості та має низький коефіцієнт розширення.
Застосування скляного волокна Е-класу
- Електро- та теплоізоляція.
- Різноманітне армування.
- Композитні вироби.
- Герметизація дверцят духовки або трубопроводів.
- Захист кабелів, оболонок та труб.
- Захист індукційної котушки.
Асортимент продукції зі скляного волокна Е-класу
- Нитки зі скловолокна для виготовлення термозахисту або термічних, діелектричних або хімічних ізоляційних рішень.
- Джгути та мотузки зі скловолокна.
- Пакування зі скловолокна – має чудові механічні, термічні та діелектричні властивості.
- Повсть зі скловолокна – має відмінні механічні, хімічні та діелектричні властивості та може витримувати постійну температуру 550°C.
Ми в MARDAL CABLES пропонуємо наступну продукцію зі скловолокна компаній REIKU та ANAMET EUROPE:
REIKU GLASO.A – стійкий до мастил та палива матеріал. Виготовляється з жорсткої, але еластичної скляної тканини. Зовнішня поверхня вкрита надзвичайно однорідним шаром алюмінієвого покриття, що відбиває до 90% випромінюваного тепла.
Внутрішня частина тканини GLASO.A герметична і не поглинає воду.
Діапазон робочих температур: до +350°C (температура випромінювання)
Щільність: 2,55 г/см3
Міцність на розрив: 5000 Н/50 мм
Температура плавлення: прибл. 850°С
Вогнестійкість: Негорючий матеріал
Тканину можна різати ножицями.
Матеріал GLASO.A доступний у наступних варіантах:
- Тканина (наявні 2 варіанти товщини).
- Стрічки (6 варіантів ширини).
- Трубки стандартного діаметра (21 варіант, максимальний діаметр 300 мм).
- Котушки довжиною 25 або 50 м.
- Пакування (з липучками або кнопками).
- Інші розміри та форми за запитом.
REIKU GLASIL.A – матеріал з еластичної кремнієвої тканини (аморфний діоксид кремнію), одна сторона якого ламінована алюмінієм. Ця кремнієва тканина відштовхує мастило й кислоти, а отже, має практично необмежені варіанти промислового застосування.
Матеріал виготовлений без використання азбесту!
Діапазон робочих температур: до + 650°C (температура випромінювання)
Міцність на розрив: 700 Н/50 мм
Температура плавлення: прибл. 1700˚С
Вогнестійкість: Негорючий матеріал
Тканину можна різати ножицями.
Матеріал GLASIL.A доступний у таких варіантах:
- Тканина (наявні 2 варіанти товщини).
- Стрічки (6 варіантів ширини).
- Трубки стандартного діаметра (21 варіант, максимальний діаметр 280 мм).
- Котушки довжиною 50 м.
- Пакування (з липучками).
- Інші розміри та форми за запитом.
Продукція ANAMET для термічного захисту: рукава, стрічки, ковдри та обгортки.
ANAMET EUROPE інвестує в постійне вдосконалення своїх гнучких захисних рукавів, щоб поставляти високоякісну продукцію, що відповідає вимогам клієнтів. Компанія розробила повний асортимент рукавів, стрічок, обгорток та ковдр різних якостей для термозахисту або забезпечення ізоляції. Кожен вид продукції призначений для використання в спеціальних рішеннях, тому ви завжди знайдете те, що потрібно для вашого застосування.
Рішення ANAMET забезпечують захист кабелів й проводів, а також різних типів шлангів від джерел сильного тепла. Залежно від вашої галузі та потрібного застосування, захисні системи ANAMET EUROPE витримують високі температури, полум’я, розплавлені бризки, іскри, термічні атаки або агресивні хімічні речовини.
Асортимент продукції включає:
Серія Hipro – вироби з матеріалу, виготовленого зі скловолокна Е-класу, і вкритого шаром кремнієвої гуми. Безперервно витримують діапазон температур від -55°C до +260°C,а також температуру +800°C протягом приблизно 20 хвилин і +1640°C протягом 15-30 секунд. Горючість: UL-94 V1.
Серія Thermo – продукти, що повністю вироблені зі скловолокна Е-класу. Безперервно витримують діапазон температур від -55°C до +538°C.
Серія Silica – продукти, вироблені з повністю аморфних кремнієвих волокон. Безперервно витримують діапазон температур від -55°C до +1090°C.
Кожна зі згаданих груп товарів доступна в різному виконанні: рукави, смуги, ковдри та обгортки.
Дивіться також: Докладно про компоненти Hiprojacket Aero та Hiprojacket Industrial