Свойства стекловолокон
Состав стекла в первую очередь определяет свойства стекловолокон. Не менее значимой оказывается и термическая предыстория стекла. Расширение сфер применения стекловолокон определяется в основном их свойствами (табл. 8.3).
Высокая прочность при растяжении. Стекловолокна имеют очень высокий предел прочности при растяжении, превышающий прочность других текстильных волокон. Удельная прочность стекловолокон (отношение прочности при растяжении к плотности) превышает аналогичную характеристику стальной проволоки.
Тепло - и огнестойкость. Так как природа стекловолокон неорганическая, они не горят и не поддерживают горение. Высокая температура плавления стекловолокон позволяет использовать их в области высоких температур.
Хемостойкость. Стекловолокна не воздействуют на большинство химикатов и не разрушаются под их влиянием. Устойчивы стекловолокна и к воздействию грибков, бактерий и насекомых.
Влагостойкость. Стекловолокна не сорбируют влагу, следовательно, не набухают, не растягиваются и не разрушаются под ее воздействием. Стекловолокна не гниют и сохраняют свои высокие прочностные свойства в среде с повышенной влажностью.
Термические свойства. Стекловолокна имеют низкий коэффициент линейного расширения и большой коэффициент теплопроводности. Эти свойства позволяют эксплуатировать их при повышенных температурах, особенно, если необходима быстрая диссипация температуры.
8.3. Свойства стекловолокон
|
Электрические свойства. Поскольку стекловолокна не проводят ток, они могут быть использованы как очень хорошие изоляторы. Это особенно выгодно там, где необходимы высокая электрическая прочность и низкая диэлектрическая постоянная.
Физические, механические, термические и электрические свойства А-, С-, Е - и S-стекол приведены в табл. 8.3. Для каждого конкретного применения обычно используют то волокно, в котором реализуется максимальное число необходимых свойств. Так, например, в авиа - и ракетостроении при создании обтекателей используются высокие прочностные и хорошие электрические свойства армирующих стекловолокон. При создании печатно-на - борных плат должны быть соблюдены условия реализации хороших электрических свойств и высокой размеростабильности. Стекловолокна обеспечивают эти качества и при изменении внешних условий, и в процессе технологических операций.
Большое разнообразие стекловолокон, как армирующего агента в КМ, требует максимального сохранения свойств в условиях высокой влажности. Для этих целей предпочтительнее волокна из f-стекол, так как они максимально устойчивы к воздействию воды. При кипячении в течение 1 ч волокно из f-стекла теряет 1,7 % массы, в то время как те же потери для волокон из других стекол составляют 0,13 % для S-стекла и 11,1 % для Л-стекла. Хотя при Часовой экспозиции потери массы 5-стекла меньше, чем f-стекла, при длительном кипячении волокна из S-стекла теряют массу больше, чем из £-стекла. В результате этого происходит существенное снижение свойств 5-волокон. Таким образом, если композиты должны сохранять в течение длительного времени стабильные свойства, желательно использовать для их армирования Е-стекла. Высокая прочность при растяжении и малая диэлектрическая проницаемость волокон из £-стекол также являются важным фактором при их использовании.
Однако волокна из Е - и Л-стекол разрушаются под действием кислот и щелочей, в то время как S-стекла прекрасно сохраняются при воздействии этих реагентов. Поэтому S-стекла применяются в таких средах, как, например, сепараторы в аккумуляторных батареях.