стеклопластики

СТЕКЛОПЛАСТИКИ

полимерные материалы, армированные стеклянными волокнами. Связующее (матрица) в С. — гл. обр. термореактивные синтетич. смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные, полиимидные, фурановые и др.) и термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиацетали и т. п.), а также эластомеры, неорг. полимеры. Наполнители-стеклянные мононити, комплексные нити, жгуты (ровинги), ткани, ленты, короткие волокна.

Свойства С. зависят гл. обр. от состава, диаметра и длины стекловолокна, его ориентации и содержания в связующем, от взаимодействия на границе стекловолокно-связующее, технологии изготовления. Отличаются высокой прочностью (см. табл.), низкой теплопроводностью и плотностью, радиопрозрачностью, хим. стойкостью и атмосферостой-костью, обладают высокими электроизоляц. и диэлектрич. свойствами.

С. с ориентированным расположением непрерывных волокон подразделяют на однонаправленные (волокна взаимно параллельны), перекрестные волокна (расположены под заданным углом друг к другу) и пространственно-армированные (более двух плоскостей армирования).

Для изготовления С. конструкц. назначения обычно применяют наполнители из алюмоборосиликатных и магнези-альноалюмосиликатных волокон-первичные и комплексные нити из волокон диаметром 6–19 мкм, жгуты (ровинги) из волокон диаметром 10–19 мкм, стеклоткани, "стекло-шпон"-листы и ленты, получаемые по спец. технологии (технологии СВАМ) из волокон диаметром 10–200 мкм. С. с наполнителями из стеклоткани разл. плетения наз. стекло-текстолитами (см. текстолиты).

При изготовлении деталей электроизоляц. назначения обычно применяют нити, ленты и ткани из алюмоборо-силикатного стекловолокна диаметром 3–10 мкм, деталей теплозащитного назначения-нити и ткани из кремнеземного и кварцевого волокна диаметром 7–11 мкм. Плотность, прочность, модуль упругости и коэф. теплопроводности С. линейно возрастают с увеличением содержания в них волокна до 70–82% по массе; коэф. теплопроводности составляет 0,35–0,45 Вт/(м∙К), уд. теплоемкость 0,84–1,46 кДж/(кг∙К), коэф. линейного расширения вдоль волокна в однонаправленных С. (3–6)∙10⁻⁶ К⁻¹ (что в 3–5 раз меньше, чем поперек волокон); ε 4,5–8, tgd 0,002–0,05. Наиб. прочностью и модулем упругости обладают С. на основе эпоксидного связующего с однонаправленным расположением волокон при приложении нагрузки вдоль волокна. Изменяя ориентацию волокон, в широких пределах можно регулировать свойства С. в соответствии с условиями нагруже-ния изделий.

К С. с неориентированным расположением волокон относят материалы на основе рубленых волокон, нанесенных на форму одновременно со связующим, и холстов (матов). Характеризуются меньшим содержанием волокна, большей однородностью мех. и физ. свойств, чем С., описанные выше. Наибольшее применение находят С. на основе напыленных рубленых волокон-стекловолокниты (см. волокниты).

С. на основе термореактивных полиэфирных и эпоксидных связующих, отверждающихся при 17–25 и 130–220 °C, работоспособны при 60–80 и 120–170 °C соотв., на основе фенольных и фурановых связующих-до 200–250 °C, поли-имидных-до 250–400 °C, кремнийорг.-до 300–500 °C, не-орг. алюмохромфосфатных-до 800–1100 °C. Изделия изготовляют методами намотки, послойной выкладки или напыления с послед. контактным, вакуумным, вакуумно-автоклавным и прессовым формованием (см. полимерных материалов переработка). Температурные пределы эксплуатации С. на основе термопластов определяются температурами размягчения и стеклования полимеров. Армирование термопластов стекловолокнами [обычно короткими (0,2–1,0 или 3–12 мм) алюмоборосиликатными волокнами диаметром 9–19 мкм] в неск. раз увеличивает их прочность, модуль упругости и ударную вязкость, повышает (на 50–80 °C) теплостойкость, снижает ползучесть, предельную деформацию и коэф. температурного расширения, а также улучшает стабильность размеров изготовляемых деталей. Выпускаются преим. в виде гранул, перерабатываемых в изделия гл. обр. литьем под давлением, экструзией, ротац. формованием.

С. — конструкц. материалы в машиностроении, авиационной и космич. технике, строительстве, хим. машиностроении, сельском хозяйстве, электроизоляц. материалы в радиоэлектронике, приборостроении, электротехнике.

^{Лит.: Тюкаев В. Н., в кн.: Пластики конструкционного назначения, под ред. Е. Б. Тростянской, М., 1974, с. 120–203; Наполнители для полимерных композиционных материалов, под ред. Г. С. Каца, Д. В. Милевски, пер. с англ., М., 1981; Справочник по композиционным материалам, под ред. Дж. Любина, пер. с англ., кн. 1, М., 1988.}

_{В. Н. Тюкаев}