Материал фибра: Фибра ФТ техническая листовая купить от «ООО «КСЭЛ»»

Материал

Содержание

Фибра — простое и эффективное решение для армирования бетона


Модифицирующие добавки выводят бетон в разряд наиболее востребованных материалов промышленного и индивидуального строительства. В частности, армирующая фибра снижает риск образования трещин, повышает долговечность, эксплуатационные характеристики внутренних конструкций и наружных сооружений.



Что такое фибра для бетона


Фибра — добавка, состоящая из мелких армирующих волокон. Она вводится в раствор на этапе приготовления, а после застывания бетонного камня образует внутри хаотичный каркас. Важно, что каркас занимает весь объем бетонного тела, то есть характеристики улучшаются в каждой точке сооружения.


Армирование фиброй модифицирует бетон по многим параметрам:


  • ударное сопротивление увеличивается до 5 раз, что особенно важно для несущих конструкций, объектов в промышленных, сейсмоактивных, взрывоопасных зонах;


  • количество усадочных микротрещин при отвердении снижается до 90 %, в дальнейшем в монолитной структуре не образуются крупные дефекты;


  • стойкость к атмосферным воздействиям повышается до 10 раз, соответственно, увеличивается срок службы конструкции;


  • усиливаются влагостойкие и морозостойкие качества, так как фиброволокно заполняет пустоты и снижает количество пор внутри бетонного камня.


Основные виды фибры


Производители предлагают фибру из металла, базальта, стекла, полимеров. Стальные элементы делают объект надежным и долговечным, но при этом подвержены коррозии. Полипропилен улучшает сооружение сразу по многим параметрам, от влагостойкости до прочности на изгиб.


В финансовом плане наиболее выгодна полимерная фибра для бетона — расход на 1 м³ бетонной смеси составляет примерно 600 г. Для сравнения стальные волокна добавляются из расчета 30–40 кг на 1 м³ смеси.


В процессе производства при вытягивании полимера важно получить диаметр не менее 25 микрон — при таком сечении полипропиленовая фибра получает высокий коэффициент упругости.


Перед покупкой можно визуально оценить материал. Качественная добавка в бетон для прочности имеет относительно прямые полимерные волокна. Если видите много «рожков» и «улиток», был нарушен температурный режим — такой материал будет плохо распространяться в растворе, не улучшит, а то и ухудшит бетон.

Применение фибры из полипропилена


Материал актуален для самых разных объектов. Например, 100 % полипропиленовая фибра SikaFiber® PPM-12 надежно армирует стяжки, отмостки, штукатурки.


Пользоваться материалом удобно. Фибра для раствора поставляется в специальном пакете. Вводить добавку допускается на любом этапе — к сухим компонентам или в жидкую смесь. Никакой специальной техники не нужно, подойдет обычная бетономешалка.


Фиброволокно для стяжки пола, штукатурки стен и других конструкций превосходит по удобству традиционные способы армирования. В сравнении с металлической сеткой и стальными прутками, волокна равномерно распределены по всему объему раствора. Это снижает количество внутренних усадочных микротрещин, а также предотвращает расслоение и быстрое истирание наружных слоев.


Чтобы качественно укрепить бетон, нужно использовать материалы надежных производителей. Полипропиленовая фибра Sika прошла лабораторные испытания, имеет европейские сертификаты — с такой добавкой бетонное сооружение или изделие будет служить годами даже в экстремальных условиях.

Фибра и ее применение в строительстве

Фибра и ее применение.

Фибра, некоторые уже знают что это, многие только слышали, но еще не успели разобраться в тонкостях и деталях, для кого-то фибра – новое слово в сфере строительства. Итак, давайте разберем вместе: что такое фибра и где ее применяют.

Слово «фибра» произошло от латинского Fibra – волокно – тонкая непряденая нить растительного, животного или минерального происхождения (современные нити могут иметь и искусственную природу). В строительстве используют при замешивании бетона, бетоно-песчаной стяжки, штукатурки. Механика действия проста – попадая в строительный состав, нити – волокна набухают, растягиваются, разворачиваются и образуют внутреннюю «хаотичную решетку», становясь дополнительной удерживающей силой. В зависимости он требуемых конечных характеристик применяют различные виды волокна, однако цель каждого из них – повысить физико-механические свойства стяжки пола или штукатурного слоя, а так же повысить трещиностойкость, износостойкость, ударную прочность и прочность на разрыв.

Самой доступной и широкоприменяемой, по праву, считается полипропиленовая фибра. Ее применение позволяет:

  • улучшить сцепление,
  • уменьшить усадочное трещинообразование от 60 до 90%,
  • повысить показатель прочности на изгиб,
  • повысить устойчивость к истиранию (примерно на 20%)
  • повысить ремонтопригодность конечной плоскости (растягиваясь, полипропиленовые нити не дают выкрашиваться крупным фрагментам, создавая дополнительные точки сцепления),
  • повысить морозостойкость, а так же снизить влияние перепада температур.

                                                  

Однако полипропиленовая фибра снижает показатель на ударную прочность и пластичность рабочего состава. С добавлением полипропиленового волокна, консистенция может сгущаться и комковаться. Для предотвращения этого вместе с фиброй добавляют дополнительно пластификаторы (существует целый ряд специальных жидкостей, для разжижения строительных смесей, без потери характеристик, повышающих удобоукладываемость и минимизирующих расход). Конечное соотношение результат — затраты каждый определяет для себя сам. Мнения строителей о необходимости применения полипропиленовой фибры несколько расходятся.

Полимерная фибра – сильно модифицированная полипропиленовая (некоторые производители называют так полипропиленовое волокно высокого качества). Ее характеристики чуть выше, чем у полипропиленовой, она меньше теряет в пластичности конечного состава, однако все так же не может заменить полноценного армирования.

                                                

Стеклофибра – тонкие стеклянные нити пучками или жгутами. Существует необработанное стекловолокно, оно отличается низкой щелочестойкостью. Некоторые производители на стадии производства обрабатывают стеклофибру специальными составами, что позволяет применять ее и в щелочной среде. Подходит для армирования архитектурных изделий из гипса, широко применяется при производстве ячеистого бетона. Более устойчивая, чем у полипропиленовой фибры, образуемая волокнами внутренняя решетка лучше сдерживает строительный состав от растрескивания при усадке, придавая ему дополнительной прочности на разрыв. При ее правильной дозировке и высоком качестве непосредственно строительного состава, стеклофибра способна даже заменить стеклосетку. В частном строительстве применяется редко, поскольку имеет высокую цену и снижает удобоукладываемость смеси.

                                                 

Базальтовая фибра — нити из расплавленных пород магматического происхождения. Как любой камень базальтовая фибра устойчива к перепадам температур, морозоустойчива, инертна к влиянию кислот, щелочей и солей, имеет низкую гигроскопичность (ниже в 6 раз в сравнении со стеклофиброй), имеет высокие показатели термо- и шумоизоляции, абсолютно негорючая. Показатель упругости на 15-20% выше, чем у волокон из стекла. Применение базальтового фиброволокна очень широко: его добавляют в любые виды бетона – простой, тяжелый, декоративный, пенобетон и ячеистый бетон. Бетон, модернизированный базальтовой фиброй, незаменим при строительстве военных взрывоопасных объектов и сооружений, а так же при гражданском строительстве в сейсмоопасных зонах. Подходит для дорожного строительства, изготовления тротуарных плит, бетонных полов автомобильных парковок и малых архитектурных форм. Единственным недостатком базальтовой фибры можно назвать природную «колючесть» каменных нитей, отрезки цепляются друг за друга, препятствуя равномерному распределению. Для предотвращения образования комков, в раствор вместе с базальтовой фиброй добавляют так называемые замасливатели – специальные пластификаторы. Исторически их производили на основе технических производственных масел, однако современные замасливатели чаще имеют органическую основу. Достаточно высокая цена самого базальтового волокна и необходимость приобретать спец добавки не позволили ему стать безоговорочным лидером по всем показателям среди подобной продукции.

                                              

Металлическая (чаще стальная) фибра — это популярный в промышленном строительстве наполнитель. Внешне, это куски стальной проволоки с изогнутыми краями (для лучшего сцепления с бетонным составом) или тонкая плоская прямая или рифленая «лапша». Хорошо замешанная стальная фибра работает как армирующая металлическая сетка — не только уменьшает растрескивание при усадке, но качественно повышает сопротивление механическим и физическим нагрузкам. Замена арматурного усиления конструкции на стальное фиброволокно позволяет уменьшить толщину стяжки без снижения допустимой несущей способности. Помимо этого, оно считается более экологичным по сравнению с арматурой, поскольку снижает металлоемкость конечной конструкции. Стальная фибра имеет широкое применение при производстве различных бетонов, сборных конструкций, свай, мостов, тоннелей, дорожном, военном, и авиа- строительствах. 

                                          

Существуют еще несколько малораспространенных разновидностей фибро наполнителя:

  • Полиамидная фибра — прочная и супер эластичная с высокой огне- и износостойкостью. Улучшает гидроизоляционные свойства, повышает морозостойкость, а так же усиливает химическую сопротивляемость.
  • Полиэфирная фибра — отличается естественным равномерным наполнением объема бетонного слоя за счет внутренней электростатики – волокна отталкиваются друг от друга. Незначительное растяжение полиэфирной фибры, многократное увеличение сопротивляемости ударным нагрузкам и повышенная прочность позволяет заменить армирование сеткой бетонного слоя с максимальной нагрузкой до 2,5 т на 1м².
  • Целлюлозная фибра – экологичная добавка, минимизирующая количество трещин при усадке, позволяет выдавливать лишнюю влагу из толщи бетона.
  • Асбестная фибра – натуральная огнестойкая примесь. Обладает высокими показателями звуко- и шумоизоляции. Улучшает внутреннее сцепление бетонного или штукатурного слоя. Доступный во всех смыслах материал. Однако не всякий асбест безопасен. Так, хризотиловый асбест — безвреден, в то время как амфиболовый асбест в 2005 году был признан группой компаний ВОЗ канцерогенным материалом, который может привести к развитию целого ряда заболеваний, в том числе и рака легких.
  • Углеродистая фибра – достаточно хрупкий и ломкий материал в сухом виде. Однако, при правильной поляризации и верной организации условий замеса, может качественно улучшить показатели конечного бетона в несколько раз. Эта добавка не подвержена коррозии (в отличие от металлической), обладает стойкостью к щелочам (что отсутствует у стеклофибры), имеет отличное сцепление с бетоном (чем не может похвастаться полипропиленовая фибра). Применяется в оборонной промышленности, для выкупа у производителя необходима лицензия.

Помимо различий по непосредственно базовому материалу, различают фибру по размеру волокон: по длине и толщине. Чем короче волокно, тем меньше его диаметр. Размерный ряд у большинства видов фибры от 1,5мм до 50 мм. Самые маленькие и тонкие волокна длиной 1,5-6 мм применяют при производстве малых архитектурных форм (МАФ), лепнины, добавляют в клеевые составы и жидкие обои. Волокна от 6 до 12мм применяют для облицовочных и кладочных растворов. Самой популярной считается 12мм фибра, она подходит для возведения зданий монолитного типа, стяжек для стен и полов в бытовых и промышленных помещениях, для производства тротуарной плитки, крупных МАФ, пено- и газобетона. Фибру 16-18 мм применяют в дорожных работах — при укладке цементнобетоных покрытий; в ремонтных работах — в составе полусухих стяжек, а так же в составах для ремонта трещин и выбоин. Фиброволокно длиннее 20 мм используется в промышленном, военном, дорожном строительстве при использовании тяжелых бетонов с повышенной прочностью.

Способ замеса и расход фибры зависит и от основы и от размера волокна. Производители указывают рекомендации по замесу непосредственно на упаковке, поэтому, чтобы быть уверенным в конечном результате, необходимо внимательно изучить способ замешивания фибры в строительную смесь и четко, последовательно следовать инструкции.

← назад к списку статей и обзоров

31.07.2020, 745 просмотров.

Фибра, фиброволокно — армирующие добавки в бетон


Цена на армирующие добавки указана в прайс-листе, скидки зависят от объемов, возможна доставка.


Фибра и фиброволокно — микроармирование бетона

Армирование бетона является необходимым комплексом мер, направленных на обеспечение устойчивости бетона к нагрузкам. 

Сам по себе бетон обладает довольно высокой прочностью на сжатие, но в это же время материал неустойчив к растяжению и к изгибу, в связи с этим, при небольшой нагрузке неармированный бетон подвергается риску разрушения.
Именно поэтому при бетонировании проводится в первую очередь армирование  и используются армирующие добавки в бетон. Есть несколько способов армирования — стержневое армирование и фиброармирование. Наша компания осуществляет поставки специальных армирующих добавок во все типы бетона и строительного раствора. К самым популярным фибродобавкам относятся полипропиленовая и стальная фибра. Они могут использоваться как по отдельности, так и в комплексе. Каждая из этих фибр несет свои функции: 

 

  1. полипропиленовая фибра добавляется в бетон из расчета 600-900 грамм на 1 кубический метр бетона и работает как на этапе усадки, сдерживая образование микротрещин, так и в последствии, препятствуя образованию трещин в процессе использования конструкции.
  2. стальная фибра, при расходе от 20 кг на 1 куб бетона, работает как альтернатива стержневому армированию в бетонных полах, но следует помнить что она не может заменить конструктивную арматуру в нагруженных сооружениях.
  3. базальтовая фибра добавляется в объеме от 1 кг на 1 куб бетона, особенна популярна при производстве жаропрочных бетонов и растворов
  4. стеклофибра отличается от вышеперечисленных видов фибры относительно низкой щелочестойкостью и часто используется производителями только для «начального» армирования — при изготовлении, высыхании и транспортировки изделий из пенобетона, пенополистиролбетона, газобетона, гипса.

 

Виды фибры. Фибра полипропиленовая — «ГидроМон»

 

 

Фибра – универсальный материал в виде узких полос или волокон, применяемый во многих областях строительства как эффективный армирующий компонент для сухих строительных смесей, бетона различного вида и типа. 

 


Способы применения фибры

 

Наиболее часто фибра используется для армирования бетона с целью улучшения его прочностных характеристик, а также при строительстве стеновых конструкций, кровель, промышленных стяжек, различных штукатурных смесей. 

 

Используя фиброволокно ISTRICE вместо привычной арматуры, получают новый, прочный, стойкий к деформациям и появлению трещин материал – фибробетон. Применение фибрового армирования практически полностью исключает арматурные работы, позволяет значительно снизить трудозатраты, благодаря совмещению двух технологических процессов (приготовление строительной смеси и её армирование). Введение фиброволокон в строительные растворы не только снижает возможность усадки и деформации поверхностей, а и повышает показатели водонепроницаемости, морозо- и термостойкость, ударную прочность и устойчивость к коррозии. 

 

Самые распространенные виды фибры


 

1) Фибра стальная анкерная – для изготовления материала используется стальная холоднотянутая низкоуглеродистая проволока с концами специальной конфигурации. Применение стальной фибры не только увеличивает показатели прочности и износостойкости, а и позволят сократить расходы (по сравнению со стандартным армированием) на 25%. 

Фибра стальная анкерная – прямая проволока с полукруглыми анкерами на концах. 

Фибра стальная волновая – изготовлена из волнового профиля. 

 

2) Полипропиленовая фибра – улучшает гидроизоляционные характеристики бетона, повышает устойчивость к излому, усадке, сколам, снижает эффект расслоения, не подвержена коррозии. Используется для армирования бетонов любых типов и марок, в цементно-песчаных стяжках, для штукатурки, монолитной заливки внешних и внутренних стен, при производстве тротуарной плитки, пенобетона, обустройстве бассейнов и т.д.

 

3) Полимерная фибра – обладает повышенной прочностью, используется для армирования тяжелых бетонов вместо стальных волокон (удельный вес полимера почти в 9 раз меньше стали, что позволяет использовать меньше армирующего материала и не утяжелять конструкцию). Легко распределяется в замесах, не повреждает смешивающее и подающее бетон оборудование. Используется для промышленных стяжек, фундаментов, мостовых перекрытий.

 

 

 

фибра — это… Что такое фибра?

  • Фибра — – материал в виде волокон или узких полос, применяемый для дисперсного армирования бетонных конструкций. При этом повышается сопротивление растяжению, истиранию, ударным нагрузкам. Фибра может быть стальной, стеклянной, базальтовой,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ФИБРА — (лат.). Волокно, жилка. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФИБРА волокно, жилка, нерв. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. ФИБРА …   Словарь иностранных слов русского языка

  • фибра — нить, волокно орудного тела (Даль), т. е. органическое волокно См …   Словарь синонимов

  • фибра — ы, ж., ФИБР а, м. fibre f. <, лат. fibra. 1. fibres pl. Ниточки, жилки, слои в дереве. 1772. Сл. архит. Вскоре услышал я глухие вопли и вздохи, которые томно отражались в моей спальне, проникая с трудом сквозь сухие беззвучные фибры досок… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ФИБРА — ФИБРА, фибры, жен., и (редк.) фибр, фибра, муж. (лат. fibra волокно, жилка, мн. fibrae внутренности). 1. Жилка., волокно ткани (книжн.). «Замигал всеми фибрами своего поношенного лица.» Чехов. 2. перен., чаще мн. употр. как символ душевных сил,… …   Толковый словарь Ушакова

  • ФИБРА — (Fibre) электро и теплоизоляционный материал, вырабатываемый из тряпичной бумаги, обработанный солями хлористого цинка. Полученную массу затем формуют под большим давлением. Изготовляется фибра разных цветов и твердости в виде листов и трубок.… …   Морской словарь

  • Фибра — – материал в виде волокон или узких полос, применяемый для дисперсного армирования бетонных конструкций. При этом повышается сопротивление растяжению, истиранию, ударным нагрузкам. Фибра может быть стальной, стеклянной, базальтовой, полимерной …   Словарь строителя

  • ФИБРА — (от латинского fibra волокно), материал, изготовляемый пропиткой непроклеенной тряпичной бумаги концентрированным раствором хлорида цинка и последующим прессованием. Для повышения водостойкости фибру иногда пропитывают парафином или воском.… …   Современная энциклопедия

  • ФИБРА — (от лат. fibra волокно) материал, изготовляемый пропиткой непроклеенной тряпичной бумаги (несколько слоев) концентрированным раствором хлорида цинка. Применяется как электро и теплоизоляционный материал, а также как заменитель кожи …   Большой Энциклопедический словарь

  • ФИБРА 1 — ФИБРА 1, ы, ж. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ФИБРА 2 — ФИБРА 2, ы, ж. (спец.). Гибкие и прочные листы из прессованной и пропитанной специальным составом бумажной массы, употр. как изоляционный материал и для изготовления чемоданов, коробок. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949… …   Толковый словарь Ожегова

  • Металлическая фибра — Добавки в бетон — «Базовые системы»

      Бетон должен противостоять образованию трещин и усадке, обладать химической стойкостью, быть устойчивым к воздействию перепада температур и атмосферной влаги, он должен выдерживать существенные механические нагрузки.

    Для повышения таких характеристик бетона, его армируют, тем самым изменяя его  структуру. В результате бетон приобретает качественно новые свойства. Альтернативой традиционному армированию является добавление в состав бетона фибры – волокон высокой прочности. Волокна фибры при добавлении в бетон в значительной степени повышают ударную прочность трещиностойкость, прочность на растяжение и другие свойства бетона. Бетоны такого типа используются при усилении строительных сооружений и конструкций.

     Для производства фибробетона с наилучшими характеристиками необходимо выполнение следующих условий: добиться технологической совместимости бетона-матрицы и фибры, выбрать наилучшее сочетание вида фибры и бетона матрицы для того, чтобы получить необходимый по эксплуатационным характеристикам материал, для наиболее эффективного использования свойств прочности фибры  необходимо максимальное заанкерирование фибры в бетоне. И необходимо учитывать, что при добавлении в бетон фибра должна быть очень  тщательно перемешана, так как категорически не допускается попадание фибры  комками.

     Не менее перспективным является применение идеи использования сталефибробетона  при усилении и ремонтах железобетонных конструкций, подверженных существенному физическому износу, в том числе иаварийных конструкций. В данном случае использование этого материала значительно упрощает процесс укладки бетона (особенно на поверхностях сложной формы), исключает выполнение опалубных работ. Вследствие, уменьшается объем , а также стоимость строительных работ, что в сочетании с конструктивными достоинствами применения  СФБ  для усиления строительных объектов, делает такой метод весьма конкурентоспособным, а в отдельных сложных случаях фактически безальтернативным.

    Основываясь на выше сказанном, можно сделать вывод, что сталефибробетон (СФБ) обладает рядом преимуществ перед прочими видами бетона, при производстве которых применялись методы традиционного армирования:

    • Уменьшение толщины покрытия на 30%-50%, а также снижение массы конструкции в 5-10 раз.
    • Частичный или полный отказ от стержневого армирования
    • Повышение модуля упругости до 20%, прочности удару до 12 раз, очень высокая сопротивляемость динамическим и статическим нагрузкам
    • Сохраняется несущая способность бетонной плиты
    • Трещиностойкость
    • Значительно сокращаются или целиком исключаются арматурные работы, что позволяет сократить трудозатраты на изготовление бетона до 40%
    • Долговечность, увеличение срока службы строительных объектов в 1,5-3 раза
    • Не менее чем на класс повышается термопрочность
    • Повышение прочности: при сжатии — до 25%, при осевом растяжении до 60%-80%, на растяжении при изгибе — до 250%,  
    • Увеличение водопроницаемости
    • Фибра перемешивается с бетоном непосредственно на строительной площадке или заводе, при этом уменьшение расхода материала существенно, что в совокупности сокращает время строительства до 40%

     

      Стальная фибра изготавливается из стального проката (лента, лист) либо из проволоки катанки и представляет собой как правило стальные полоски различной формы. Наиболее популярны в России несколько видов металлической фибры: стальная резаная из листа (дугообразная рефленая), отличающаяся от остальных прекрасным распределением по всей матрице бетона, не всплывая и не комкуясь; стальная анкерная, изготовленная как из листа, так и из проволоки; стальная анкерная или волновая латунированная из металлокорда. У каждого типа фибры — свои особенности применения и способы дозирования.

     Металлическая фибра из проволоки может быть применена в следующих областях: 


    1. Дорожное строительство (армирование оснований дорог, армирование для восстановления дорог и др.)
    2. Промышленные и другие наливные полы (склады, цеха и др. помещения)
    3. Тоннельное строительство (дорожные, железнодорожные тоннели, метро, трубопроводы и др.)
    4. Производство крупных бетонных конструкций
    5. Взлетно-посадочные полосы
    6. Банковские хранилища и др. области применения

     Особенности применения различных видов проволочной фибры:


    — Проволочная фибра с загнутыми концами — самый распространенный вид проволочной фибры. Такая фибра хорошо держится в бетоне и ее использование не приводит к появлению «ежей».
    — Волнообразная проволочная фибра: склонна к образованию ежей, но предотсвращает усадку бетона
    — Проволочная фибра с плющенными концами: используется для армирования торкретбетона

     

     Стальная фибра для бетонных полов обычно представляет собой стальную проволоку длиной от 30 до 80 мм, диаметром 0,5 -1,2 мм, прочностью на растяжение около 1000 МРа и более, специально профилированную для улучшения сцепления с бетоном.

     

    Другой разновидностью стальной фибры является фибра получаемая фрезерованием. Фибра стальная фрезерованная имеет треугольное сечение, две поверхности которого шероховатые, на концах имеются зацепы длиной до 2 мм. Фибра имеет скручивание по продольной оси. Благодаря высокой температуре процесса резки, у фибры  характерный синеватый оттенок — окисный слой, препятствующий образованию и развитию коррозии в процессе ее хранения и эксплуатации. Геометрические особенности фрезерованной фибры способствуют равномерному распределению фибры по всему объему бетонной смеси без образования «комков» процессе хранения и перемешивания.

     

    Третий вид стальной фибры для бетонных полов — фибра из стального листа, зигзагообразной формы обеспечивающей высокую анкерующую способность фибры в бетоне. Эксперименты показали, что коэффициент использования материала волокна при разрушении у такой фибру составляет 100%, для сравнения у фрезерованной 82%, у проволочной 64%.

     

    Зигзагообразная фибра выпускается как правило длиной 20, 30 и 40 мм и условным диаметром 0,6 … 0,8 мм. Вне зависимости от формы и способа изготовления, эксплуатационные качества фибры для бетонных полов зависят как от дозировки (кг/м3) так и от параметров фибры (прочности на разрыв, длины, диаметра, анкеровки). Эффективность работы фибры повышается с увеличением отношения отношение длины к диаметру. Однако, при этом возникают проблемы при перемешивании бетона, что делает наиболее оптимальным применение стальной фибры имеющей отношение длины к диаметру = 60 — 80.

     

    Стальные фибры, получаемые путем резки стальной проволоки при диаметре = 0,3 — 0,5 мм и относительной длине = 60 — 80 имеют свой оптимальный интервал армирования (m = 0.5 — 2% объему). Фибра, может быть изготовлена из нержавеющей стали, с покрытием и без покрытия. Номинальный расход 20 — 40 кг/м3 бетона. Стальная фибра, будучи хорошо перемешена, представляет собой равномерно распределенную арматуру.

     

     Для устройства промышленного пола с нагрузками создаваемыми транспортом:

    • с нагрузкой на колесо в 1,5тн (полный вес погрузчика 3,5тн) достаточно слоя сталефибробетона в 12см на укатанном основании (песок — 5см + 20см уплотненного щебня) на бетон — матрице — М400, с концентрацией фибры 40кг/м3. Возможно в этом случае уменьшение слоя СФБ до 60-70мм при увеличении фибры до 80кг/м3.
    • с нагрузкой на колесо 6,8тн необходимо увеличить концентрацию фибры в бетоне М400 до 80-100кг, с толщиной слоя СФБ 15см. Возможно уменьшение слоя до 13см в случае укладки СФБ на старое бетонное основание ( не разрушенное), по расчетам главного специалиста расчетно-конструкторского отдела ЮжУралакадемцентра РААСН к.т.н. Сытника А.С. от 05.04.1999г.

    При установке промышленного оборудования на пол из сталефибробетона, с нагрузками:

    1. менее 2 т/м2, слой СФБ, при 40кг/м3, должен быть не менее 10см,
    2. менее 4т/м2, слой СФБ при 40кг/м2, должен быть не менее 15см,
    3. менее 5т/м2, слой СФБ при 40кг/м3, должен быть не менее 17см2 (20см макс.),

    Во всех случаях для предотвращения появления в околонагрузочных зонах трещин — по периметру, вокруг нагруженной площадки, устраивать периметрическую ленточку шириной не менее 1/4 от наибольшего в плане размера оборудования.

    Если оборудование работает в режиме виброударов, прочность слоя СФБ необходимо увеличивать за счет увеличения концентрации фибры в бетоне, доводя ее, при необходимости, до 80-100кг/м3.

    Информация по металлической фибре

    Описание фибры. Фибра представляет собой материал, применяемый для армирования различных бетонных конструкций. Фибра может быть:

    • Стальной
    • Стеклянной
    • Базальтовой
    • Полимерной (полипропиленовая)
    • Полиэфирной

    За последние пять-десять лет фибра стала очень популярным материалом, который используют в бетонировании. Полипропиленовая фибра является эффективной добавкой в бетон, а также в другие растворы на гипсовой или цементной основе. Строительное микроармирующее фиброволокно пользуется широким спросом в устройстве фибробетонных полов, а также в производстве пенобетона. Большим преимуществом фибры является то, что она предотвращает образование трещин в бетонных и гипсовых изделиях. Также фиброволокно отлично зарекомендовало себя в производстве тротуарной плитки. Цена на фиброволокно может быть различная и зависеть от производителя. Но если вы хотите купить этот материал, обращайте внимание на возможные дешевые подделки.

    Присутствие фибры упрощает и штукатурные и другие отделочные работы. За счет добавления фиброволокна в состав бетона или гипса, можно увеличить прочность декоративной отделки, снизив процент брака до 10%.

    Преимущества использования стальной фибры

    Внося фибру на заводе, непосредственно на месте в бетономешалку (5-10 минут перемешивания), можно сократить срок на установку арматуры. Образование трещин, разрушений бетона исключается за счет увеличения стойкости к вибрациям. Использование фибры в растворе не позволяет появившимся микротрещинам увеличиваться. Используя стальной материал, можно не беспокоиться о сохранении несущей способности плиты при колоссальном сокращении ее толщины. При применении материала, так же увеличивается коррозийная стойкость плиты. При ее применении в раствор, в результате получаются монолитные, бесшовные конструкции. Осуществляя добавку стальной фибры в расчете 40 кг на 1 метр кубический бетона с толщиной готового изделия в 150 мм, швы нарезаются размером 30*30 м.

    Описание стальной анкерной фибры

    TurboFloor Fiber M50 представлена в виде отрезков проволоки, имеющих изогнутые концы. Фибра используется при необходимости достижения твердости цементной смеси и готового бетона.

    Форма TurboFloor Fiber M50 наиболее точно походит для установки в основу бетона.

    Габариты

    А=1.00мм/В=50.00мм/С=2.00мм/D=0.50мм

    Назначение

    Для улучшения показателей прочности бетона используется фибра из стали. Она способствует улучшению силовых функций, одной из которых является прочность. При качественном перемешивании, материал выполняет функции «идеальной» арматуры в основе бетона.

    Использование

    Наилучшим образом TurboFloor Fiber M50 подходит для изготовления промышленных полов, подвесных панелей, стен в подвалах, фундаментов, бесшовных полов, уличных панелей, опорных панелей, сборных конструкций.

    Особенности использования фибры

    • Установка плит со стальной фиброй требует минимальных затрат времени и сил.
    • При использовании стальной фибры вместо арматурной сетки, уменьшается толщина плиты. Несущая способность при этом сохраняется.

    Особенности конструкции из сталефибробетонной конструкции

    • Статические и динамические нагрузки сопротивления на высоком уровне.
    • Высокое сопротивление появлению трещин.
    • Высокая износостойкость.
    • Увеличенный срок службы.
    • Вибрационная стойкость.
    • Прочность.

    Технические характеристики фибры

    В качестве материала используется высококачественная стальная проволока, марка которой 1-2 КП. Диаметр материала составляет 1.0мм, длина – 50мм. Прочность растяжения – 1100Н/мм2, при этом число перегибов составляет не менее четырех. Химические составляющие стальной фибры: C, Mn, Si, S, P.

    Условия использования

    Наносить можно при минимальной температуре +10 градусов по Цельсию, максимальной температуре +35 градусов по Цельсию, при влажности воздуха 80%.

    Применение

    Возможно использование с арматурной основой, либо без ее наличия. Качественный бетон получается в результате использования стационарной бетономешалки.

    Как было описано выше, замес бетонной смеси практически не увеличивается. Если используется специфический цемент, либо добавки к нему, следует сделать предварительную пробу.

    Бетономешалка стационарная (ЖБЗ, РБУ)

    Закладывать стальную фибру в качестве первого компонента запрещено. Ее следует закладывать вместе с песком или другими наполнителями. Так же добавлять фибру можно в готовый, свежее замешанный бетон.

    Передвижная бетономешалка

    Обороты барабана должны варьироваться между 12-18 раз в минуту, при этом необходимо использовать суперпластификатор. При добавке материала, стоит ограничиваться 20 кг в минуту. После того, как фибра добавлена, стоит перемешивать смесь на самой большой скорости, не менее 70 оборотов, на протяжении 5 минут.

    Расход фибры

    Оптимальный расход фибры рассчитывается исходя из предполагаемого весового давления на квадратный метр пола, которое варьируется в пределах 15 – 60 кг/м3. Так же в расчет принимается толщина создаваемой плиты.

    Волокно и материалы | Textile Exchange

    Платформа Fiber & Materials поддерживает разработку и реализацию экологически и социально предпочтительной стратегии волокна и материалов. Мы предоставляем:

    ★ Обширные данные, инструменты и аналитика рынка по ключевым предпочтительным волокнам и материалам, включая органический хлопок и другие более экологически чистые варианты хлопка, переработанный полиэстер, предпочтительные искусственные целлюлозы, био-синтетические материалы и ответственно производимые животные волокна и материалы.

    ★ Создание рабочих мест и рабочих групп для устранения препятствий на пути роста и ускорения использования предпочтительных волокон и материалов.

    ★ Видимость и рыночные связи с производителями и переработчиками волокна для обмена информацией о наличии и инновациях в области более экологичных материалов.

    ★ Market Intelligence
    Мы ежегодно составляем рыночные отчеты. Наша обширная база данных и связи с цепочкой поставок позволяют нам создавать технические документы, вплоть до инфографики, делая данные более доступными и живыми.

    ★ Сравнительный анализ по секторам
    Наша ежегодная программа сравнительного анализа стимулирует компании постоянно улучшать свои показатели и использовать предпочтительные волокна и материалы.

    ★ Снимки и сводки материалов
    Мы создали библиотеку снимков и сводок материалов. Обзоры дают представление о различных волокнах и материалах. Снимки дают более подробное техническое описание процесса и воздействия.

    ★ Взаимодействие с потребителями
    Наш набор микросайтов информирует, вдохновляет и снабжает как розничных торговцев, так и потребителей самой достоверной и актуальной информацией.

    ★ Круглые столы
    Объединяйте участников цепочки поставок для устранения препятствий, обмена передовым опытом, создания новых способов ведения бизнеса и расширения рынка.

    ★ Видимость поставщика
    Мы тесно сотрудничаем с фермерами и другими поставщиками сырья, чтобы повысить узнаваемость, продвигать передовой опыт и делиться инновациями в начале цепочки.

    ★ Услуги по созданию ценности
    Мы работаем совместно со всеми заинтересованными сторонами и также предлагаем индивидуализированные продукты и услуги, начиная от стратегических рекомендаций, обучения и образования, исследований / аналитики и инфографики.

    CORE TEAM
    Лизл Траскотт , Директор по европейской стратегии и стратегии в области материалов (Великобритания) — [email protected]
    ★ Амиш Госай , руководитель программы в Индии (Индия) — [email protected]
    Эвонн Тан , специалист по данным и креативу (Малайзия) [email protected]
    ★ Яна Буш , ассистент программы материалов (Германия) — [email protected]
    ★ Лиза Эмберсон , координатор платформы материалов (Великобритания) — Лиза @ TextileExchange.org
    ★ Николь Ламберт , технический аналитик (Франция) — [email protected]
    ★ Симона Зейсл , посол TE в Европе (Германия) — [email protected]

    РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПОСОЛЫ
    Аллен Ю , посол TE в Китае (Китай) | Атила Эртем , посол TE, Турция, Египет и Центральная Азия (Турция) | Лазар Йомби , посол TE в Африке (Бенин) | Леонард Мтама , посол TE в Африке (Танзания) | Сильвер Товиньян , посол TE в Африке (Бенин) | Сильвио Мораес , посол TE в Латинской Америке (Бразилия)

    Графеновое волокно: новая материальная платформа для уникальных приложений

  • 1

    Dalton, A.Б., Коллинз, С., Муньос, Э., Разаль, Дж. М., Эброн, В. Х., Феррарис, Дж. П., Колман, Дж. Н., Ким, Б. Г. и Боуман, Р. Х. Сверхпрочные волокна углеродных нанотрубок — эти необычные композитные волокна могут быть вплетены в электронный текстиль. Природа 423 , 703–703 (2003).

    CAS

    Google ученый

  • 2

    Эриксон, Л. М., Фан, Х., Пэн, Х. К., Дэвис, В. А., Чжоу, В., Сульпицио, Дж., Ван, Ю. Х., Букер, Р., Вавро, Дж., Гути, К., Парра-Васкес, А.Н.Г., Ким, MJ, Рамеш, С., Сайни, Р.К., Киттрелл, К., Лавин, Г., Шмидт, Х., Адамс, WW, Биллапс, МЫ, Паскуали, М., Хванг, У. Ф., Хауге, Р. Х., Фишер, Дж. Э. и Смолли, Р. Р. Макроскопические, аккуратные, однослойные волокна из углеродных нанотрубок. Наука 305 , 1447–1450 (2004).

    CAS

    Google ученый

  • 3

    Виголо, Б., Пенико, А., Кулон, К., Заудер, К., Пайлер, Р., Журне, К., Бернье, П. и Пулен, П. Макроскопические волокна и ленты из ориентированных углеродных нанотрубок. Наука 290 , 1331–1334 (2000).

    CAS

    Google ученый

  • 4

    Дэвис, Вирджиния, Парра-Васкес, АНГ, Грин, М.Дж., Рай, П.К., Бехабту, Н., Прието, В., Букер, Р.Д., Шмидт, Дж., Кессельман, Э., Чжоу, В. ., Фан, Х., Адамс, В. В., Хауг, Р. Х., Фишер, Дж. Э., Коэн, Ю., Талмон, Ю., Смолли, Р. Е.И М. Паскуали. Истинные растворы однослойных углеродных нанотрубок для сборки в макроскопические материалы. Nat. Нанотехнология 4 , 830–834 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 5

    Jiang, K. L., Li, Q. Q. & Fan, S. S. Нанотехнологии: прядение непрерывной пряжи из углеродных нанотрубок — углеродные нанотрубки находят свое применение в разнообразных творческих макроскопических приложениях. Природа 419 , 801–801 (2002).

    CAS

    Google ученый

  • 6

    Li, Y. L., Kinloch, I. A. & Windle, A.H. Прямое прядение волокон из углеродных нанотрубок в результате химического синтеза из газовой фазы. Наука 304 , 276–278 (2004).

    CAS

    Google ученый

  • 7

    Чжан, М., Аткинсон, К. Р. и Боуман, Р. Х. Многофункциональная пряжа из углеродных нанотрубок путем уменьшения размера древней технологии. Наука 306 , 1358–1361 (2004).

    CAS

    Google ученый

  • 8

    Zhang, XB, Jiang, KL, Teng, C., Liu, P., Zhang, L., Kong, J., Zhang, TH, Li, QQ & Fan, SS Прядение и обработка непрерывной пряжи из Супервыровненные массивы углеродных нанотрубок в масштабе 4-дюймовой пластины. Adv. Матер. 18 , 1505–1510 (2006).

    CAS

    Google ученый

  • 9

    Гейм, А.К. и Новоселов, К. С. Возникновение графена. Nat. Матер. 6 , 183–191 (2006).

    Google ученый

  • 10

    Новоселов К.С., Гейм А.К., Морозов С.В., Цзян Д., Чжан Ю., Дубонос С.В., Григорьева И.В., Фирсов А.А. Эффект электрического поля в атомарно тонких углеродных пленках. Наука 306 , 666–669 (2004).

    CAS

    Google ученый

  • 11

    Новоселов, К.С., Гейм, А. К., Морозов, С. В., Цзян, Д., Кацнельсон, М. И., Григорьева, И. В., Дубонос, С. В., Фирсов, А. А. Двумерный газ безмассовых фермионов Дирака в графене. Природа 438 , 197–200 (2005).

    CAS

    Google ученый

  • 12

    Чжан Ю. Б., Тан Ю. В., Стормер Х. Л. и Ким П. Экспериментальное наблюдение квантового эффекта Холла и фазы Берри в графене. Природа 438 , 201–204 (2005).

    CAS

    Google ученый

  • 13

    Баландин, А. А., Гош, С., Бао, В. З., Калисо, И., Тевелдебрахан, Д., Мяо, Ф. и Лау, К. Н. Превосходная теплопроводность однослойного графена. Nano Lett. 8 , 902–907 (2008).

    CAS

    Google ученый

  • 14

    Ли, К., Вей, X. Д., Кисар, Дж. У. и Хоун, Дж. Измерение упругих свойств и внутренней прочности однослойного графена. Наука 321 , 385–388 (2008).

    CAS

    Google ученый

  • 15

    Xu, Y. X., Sheng, K. X., Li, C. & Shi, G.Q. Самособирающийся графеновый гидрогель посредством одностадийного гидротермального процесса. ACS Nano 4 , 4324–4330 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 16

    Xu, Z. & Gao, C. Хиральные жидкие кристаллы графена и макроскопические собранные волокна. Nat. Commun. 2 , 571 (2011).

    Google ученый

  • 17

    Xu, Z., Zhang, Y., Li, P. G. и Gao, C. Прочные, проводящие, легкие, аккуратные волокна графенового аэрогеля с выровненными порами. ACS Nano 6 , 7103–7113 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 18

    Джалили Р., Обалеби С. Х., Эсрафилзаде Д., Шеперд Р.Л., Чен, Дж., Аминорроая-Ямини, С., Константинов, К., Минетт, А.И., Разал, Дж. М. и Уоллес, Г. Г. Масштабируемое одностадийное мокрое прядение графеновых волокон и пряжи из жидкокристаллических дисперсий оксида графена : к многофункциональному текстилю. Adv. Функц. Матер. 23 , 5345–5354 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 19

    Конг, Х. П., Рен, Х. С., Ван, П. и Ю, С. Х. Узел мокрого прядения непрерывных, чистых и макроскопических графеновых волокон. Sci. Отчет 2 , 613 (2012).

    Google ученый

  • 20

    Чен, Л., Хе, Ю. Л., Чай, С. Г., Цян, Х., Чен, Ф. и Фу, К. К высокоэффективным графеновым волокнам. Наноразмер 5 , 5809–5815 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 21

    Сян, К.С., Янг, К.С., Ван, Х., Янь, З., Хван, К.С., Чериоти, Г., Линь, Дж., Коно, Дж., Паскуали, М. и Тур, Дж. М. Крупные чешуйчатые волокна из оксида графена с нетрадиционной 100% -ной узловой эффективностью и мелкочешуйчатые волокна из оксида графена с высокой степенью выравнивания. Adv. Матер. 25 , 4592–4597 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 22

    Zhao, Y., Jiang, CC, Hu, CG, Dong, ZL, Xue, JL, Meng, YN, Zheng, N., Chen, PW & Qu, LT Крупномасштабная прядильная сборка чистой, полые волокна на основе графена определенной морфологии. ACS Nano 7 , 2406–2412 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 23

    Sun, JK, Li, YH, Peng, QY, Hou, SC, Zou, DC, Shang, YY, Li, YB, Li, PX, Du, QJ, Wang, ZH, Xia, YZ, Xia , LH, Li, XL и Cao, AY Макроскопические гибкие высокоэффективные графеновые ленты. ACS Nano 7 , 10225–10232 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 24

    Донг, З.L., Jiang, C.C., Cheng, H.H., Zhao, Y., Shi, G.Q., Jiang, L. & Qu, L.T. Простое изготовление легких, гибких и многофункциональных графеновых волокон. Adv. Матер. 24 , 1856–1861 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 25

    Hu, CG, Zhao, Y., Cheng, HH, Wang, YH, Dong, ZL, Jiang, CC, Zhai, XQ, Jiang, L. & Qu, LT Графеновые микротрубки: контролируемое изготовление и размещение на месте специфическая функционализация. Nano Lett. 12 , 5879–5884 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 26

    Li, XM, Zhao, TS, Wang, KL, Yang, Y., Wei, JQ, Kang, FY, Wu, DH & Zhu, HW Непосредственное вытягивание самосборного, пористого и монолитного графенового волокна из Графеновая пленка, выращенная методом химического осаждения из газовой фазы, и ее электрохимические свойства. Langmuir. 27 , 12164–12171 (2011).

    CAS

    Google ученый

  • 27

    Li, X., Sun, P.Z., Fan, L.L., Zhu, M., Wang, K. L., Zhong, M. L., Wei, J. Q., Wu, D.H., Cheng, Y. & Zhu, H. W. Многофункциональные ткани из графена. Sci. Отчет 2 , 395 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 28

    Hu, C.G., Zhai, X.Q., Liu, L.L., Zhao, Y., Jiang, L. & Qu, L.T. Самопроизвольное восстановление и сборка оксида графена в трехмерную графеновую сетку на произвольных проводящих подложках. Sci. Отчет 3 , 2065 (2013).

    Google ученый

  • 29

    Косынкин, Д. В., Хиггинботам, А. Л., Синицкий, А., Ломеда, Дж. Р., Димиев, А., Прайс, Б. К. и Тур, Дж. М. Продольное расстегивание углеродных нанотрубок с образованием графена. Природа 458 , 872–876 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 30

    Цзяо, Л.Ю., Чжан, Л., Ван, X. Р., Дианков, Г. и Дай, Х. Дж. Узкие графеновые наноленты из углеродных нанотрубок. Природа 458 , 877–880 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 31

    Кано-Маркес, А.Г., Родригес-Масиас, Ф.Дж., Кампос-Дельгадо, Дж., Эспиноса-Гонсалес, К.Г., Тристан-Лопес, Ф., Рамирес-Гонсалес, Д., Каллен, Д.А., Смит, Д. Д., Терронес, М. и Вега-Канту, Ю. И. Ex-MWNT: графеновые листы и ленты, полученные путем интеркаляции лития и расслоения углеродных нанотрубок. Nano Lett. 9 , 1527–1533 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 32

    Карретеро-Гонсалес, Дж., Кастильо-Мартинес, Э., Диас-Лима, М., Ацик, М., Роджерс, Д.М., Сович, Дж., Хейнс, К.С., Лепро, X., Козлов , М., Жакидов, А., Чабал, Ю. и Боуман, Р. Х. Ориентированная пряжа и лист из графеновых нанолент из выровненных многостенных листов углеродных нанотрубок. Adv. Матер. 24 , 5695–5701 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 33

    Сян, К.С., Бехабту, Н., Лю, Ю.Д., Чае, Х.Г., Янг, С.К., Дженорио, Б., Центалович, Д.Э., Чжан, К.Г., Косынкин, Д.В., Ломеда, мл., Хван, К.С. , Кумар, С., Паскуали, М. и Тур, Дж. М. Графеновые наноленты как передовой прекурсор для изготовления углеродного волокна. САУ Нано 7 , 1628–1637 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 34

    Янг, Э.Ю., Карретеро-Гонсалес, Дж., Чой, А., Ким, У. Дж., Козлов, М. Е., Ким, Т., Кан, Т. Дж., Бэк, С. Дж., Ким, Д. У., Пак, Ю. В., Боуман, Р. Х. и Ким, YH Волокна нанолент восстановленного оксида графена. Нанотехнологии 23 , 235601 (2012).

    Google ученый

  • 35

    Тиан, З. С., Сюй, К. Х., Ли, Дж. Т., Чжу, Г. Ю., Ши, З. Л., Линь, Ю. Самособирающиеся отдельно стоящие волокна оксида графена. ACS Appl.Матер. Интерфейсы 5 , 1489–1493 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 36

    Чжао, Ю., Сонг, Л., Чжан, З. П. и Цюй, Л. Т. Стимулирующие графеновые системы для применения в исполнительных механизмах. Energy Environ. Sci. 6 , 3520–3536 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 37

    Чжан, Дж., Чжан, З. П., Чен, Н. и Цюй, Л.Т. Экологически чувствительные графеновые системы. Малый. 10 , 2151–2164 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 38

    Xu, Z., Liu, Z., Sun, H. Y., Gao, C. Высоко электропроводящие графеновые волокна, легированные серебром, в качестве растягиваемых проводников. Adv. Матер. 25 , 3249–3253 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 39

    Сюй, З., Sun, H.Y., Zhao, X. L. & Gao, C. Сверхпрочные волокна, собранные из гигантских листов оксида графена. Adv. Матер. 25 , 188–193 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 40

    Hu, X. Z., Xu, Z. & Gao, C. Многофункциональные супрамолекулярные непрерывные искусственные перламутровые волокна. Sci. Отчет 2 , 767 (2012).

    Google ученый

  • 41

    Ху, Х.З., Сюй, З., Лю, З. и Гао, С. Жидкокристаллический самошаблонный подход к сверхпрочным и жестким биомимическим композитам. Sci. Отчет 3 , 2374 (2013).

    Google ученый

  • 42

    Zhao, X. L., Xu, Z., Zheng, B. N. и Gao, C. Макроскопические собранные сверхпрочные и устойчивые к h3SO4 волокна из оксида графена с привитым полимером. Sci. Отчет 3 , 3164 (2013).

    Google ученый

  • 43

    Чжун, Х.Х., Ван, Р., Вен, Ю. Ю. и Ли, Ю. Л. Углеродные нанотрубки и графеновые многонитевые нити. Наноразмер 5 , 1183–1187 (2013).

    Google ученый

  • 44

    Cheng, HH, Dong, ZL, Hu, CG, Zhao, Y., Hu, Y., Qu, LT, Che, N. & Dai, LM Текстильные электроды, сотканные из гибридных волокон углеродных нанотрубок и графена для гибкие электрохимические конденсаторы. Наноразмер 5 , 3428–3434 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 45

    Meng, YN, Zhao, Y., Hu, CG, Cheng, HH, Hu, Y., Zhang, ZP, Shi, GQ & Qu, LT Полностью графеновые микроволокна ядро-оболочка для цельнолитых- состояние, эластичные волокнистые суперконденсаторы и носимый электронный текстиль. Adv. Матер. 25 , 2326–2331 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 46

    Шин, М.K., Lee, B., Kim, SH, Lee, JA, Spinks, GM, Gambhir, S., Wallace, GG, Kozlov, ME, Baughman, RH & Kim, SJ. Синергетическое упрочнение композитных волокон путем самовыравнивания восстановленный оксид графена и углеродные нанотрубки. Nat. Commun. 3 , 650 (2012).

    Google ученый

  • 47

    Мацумото, Х., Имаидзуми, С., Коносу, Ю., Ашизава, М., Минагава, М., Таниока, А., Лу, В. и Тур, Дж. М. Электроспрядные композитные нановолоконные нити, содержащие ориентированный графен наноленты. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 5 , 6225–6231 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 48

    Qi, YY, Tai, ZX, Sun, DF, Chen, JT, Ma, HB, Yan, XB, Liu, B. & Xue, QJ Изготовление и определение характеристик нановолокон из поливинилового спирта / оксида графена биокомпозитные каркасы. J. Appl. Polym. Sci. 127 , 1885–1894 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 49

    Ван, К., Ли, Ю. Д., Дин, Г. К., Се, X. М. и Цзян, М. Х. Получение и определение характеристик композитных нановолокон оксида графена / поливинилового спирта с помощью электропрядения. J. Appl. Polym. Sci. 127 , 3026–3032 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 50

    Bao, QL, Zhang, H., Yang, JX, Wang, S., Tong, DY, Jose, R., Ramakrishna, S., Lim, CT & Loh, KP Мембрана из графен-полимерного нановолокна для сверхбыстрая фотоника. Adv. Функц. Матер. 20 , 782–791 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 51

    Jiang, ZX, Li, Q., Chen, ML, Li, JB, Li, J., Huang, YD, Besenbacher, F. & Dong, MD Волокна механического армирования, полученные путем гелевого формования поли- композиты акриловой кислоты (PAA) и оксида графена (GO). Наномасштаб 5 , 6265–6269 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 52

    Хуанг, Ю., Лян, Дж. Дж. И Чен, Ю. С. Применение материалов на основе графена для приводов. J. Mater. Chem. 22 , 3671–3679 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 53

    Чжу, К. Х., Лу, Й., Пэн, Дж., Чен, Дж. Ф. и Ю, С. Х. Фототермочувствительные нанокомпозитные гидрогели поли (N-изопропилакриламида) / оксида графена в качестве жидкостных микроклапанов с дистанционным управлением светом. Adv. Функц. Матер. 22 , 4017–4022 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 54

    Wu, CZ, Feng, J., Peng, LL, Ni, Y., Liang, HY, He, LH & Xie, Y. Графен большой площади, реализующий сверхчувствительный фототермический привод с высокой прозрачностью: новый прототип робота движения под воздействием инфракрасного света. J. Mater. Chem. 21 , 18584–18591 (2011).

    CAS

    Google ученый

  • 55

    Чжан Дж., Чжао, Ф., Чжан, З. П., Чен, Н. и Цюй, Л. Т. Функциональные графеновые структуры с заданными размерами для преобразования и хранения энергии. Наномасштаб 5 , 3112–3126 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 56

    Лу, Л. Х., Лю, Дж. Х., Ху, Ю., Чжан, Ю. В. и Чен, В. Электрохимический электрод с наночастицами серебра, стабилизированный графеном, для конструкции привода. Adv. Матер. 25 , 1270–1274 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 57

    Лян, Дж. Дж., Хуанг, Л., Ли, Н., Хуанг, Ю., Ву, Ю. П., Фанг, С. Л., О, Дж. Ю., Козлов, М., Ма, Ю. Ф., Ли, Ф. Ф., Баумэн , Р. и Чен, Ю.С. Электромеханический привод с управляемым движением, быстрым откликом и высокочастотным резонансом на основе графена и полидиацетилена. ACS Nano 6 , 4508–4509 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 58

    Се, Х.Дж., Цюй, Л. Т., Чжоу, К., Ли, Ю., Чжу, Дж., Бай, Х., Ши, Г. К. и Дай, Л. М. Электрохимический привод с асимметричной поверхностно-модифицированной графеновой пленкой. ACS Nano 4 , 6050–6054 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 59

    Xie, X.J., Bai, H., Shi, G.Q. & Qu, L.T. Устойчивые к нагрузкам, очень чувствительные к деформации графеновые листы. J. Mater. Chem. 21 , 2057–2059 (2011).

    Google ученый

  • 60

    Лю Дж., Wang, Z., Xie, X.J., Cheng, H.H., Zhao, Y. & Qu, L.T. Рационально разработанный синергетический двухслойный исполнительный механизм полипиррол / графен. J. Mater. Chem. 22 , 4015–4020 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 61

    Лю, Дж., Ван, З., Чжао, Ю., Ченг, Х. Х., Ху, К. А., Цзян, Л., Цюй, Л. Т. Трехмерный гибридный электрохимический привод графена и полипиррола. в наномасштабе 4 , 7563–7568 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 62

    Ван, Ю. Х., Биан, К., Ху, К. Г., Чжан, З. П., Чен, Н., Чжан, Х. М., Цюй, Л. Т. Гибкие и пригодные для носки графеновые / полипиррольные волокна для применения в многофункциональных исполнительных механизмах. Электрохим. Commun. 35 , 49–52 (2013).

    Google ученый

  • 63

    Cheng, H.H., Liu, J., Zhao, Y., Hu, C.G., Zhang, Z.П., Чен, Н., Цзян, Л. и Ку, Л. Т. Графеновые волокна с заданной деформацией в качестве приводных механизмов и роботов, запускаемых влагой. Angew. Chem. Int. Эд. 52 , 10482–10486 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 64

    Cheng, H. H., Hu, Y., Zhao, F., Dong, Z. L., Wang, Y. H., Chen, N., Zhang, Z. P. & Qu, L. T. Активируемый влагой торсионный графен-волокнистый двигатель. Adv. Матер. 26 , 2909–2913 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 65

    Пакстон, В. Ф., Сундарараджан, С., Маллук, Т. Э. и Сен, А. Химическая локомоция. Angew. Chem., Int. Эд. 45 , 5420–5429 (2006).

    CAS

    Google ученый

  • 66

    Sanchez, S. & Pumera, M. Nanorobots: совершенные беспроводные самоходные сенсорные и исполнительные устройства. Chem. Азиатский J. 4 , 1402–1410 (2009).

    CAS

    Google ученый

  • 67

    Миркович, Т., Захария, Н.С., Скоулз, Г. Д. и Озин, Г. А. Топливо для размышлений: наномоторы с химическим приводом опережают жгутиковые бактерии природы. ACS Nano 4 , 1782–1789 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 68

    Янг, З. Б., Сун, Х., Чен, Т., Цю, Л. Б., Луо, Ю. Ф. и Пэн, Х. С. Фотогальванический провод, полученный из композитного волокна графена, достигающий 8.Эффективность преобразования энергии 45%. Angew. Chem. Int. Эд. 52 , 7545–7548 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 69

    Чен, Дж., Ли, К. и Ши, Г. Графеновые материалы для электрохимических конденсаторов. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 1244–1253 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 70

    Huang, L., Li, C. & Shi, G. Высокопроизводительные гибкие электрохимические конденсаторы на основе композитных пленок графен / полимер. J. Mater. Chem. А 2 , 968–974 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 71

    Chen, Q., Meng, Y. N., Hu, C.G., Zhao, Y., Shao, H. B., Chen, N. & Qu, L.T., иерархический суперконденсатор с иерархическим графеновым волокном, модифицированный MnO2. J. Источники энергии 247 , 32–39 (2014).

    CAS

    Google ученый

  • 72

    Li, X.M., Zhao, TS, Chen, Q., Li, PX, Wang, KL, Zhong, ML, Wei, JQ, Wu, DH, Wei, BQ & Zhu, HW Гибкие все твердотельные суперконденсаторы на основе химического осаждения из паровой фазы производные графеновые волокна. Phys. Chem. Chem. Phys. 15 , 17752–17757 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 73

    Хуанг, Т.К., Чжэн, Б.Н., Коу, Л., Гопалсами, К., Сюй, З., Гао, К., Мэн, Ю. Н. и Вэй, З. Х. Гибкие высокоэффективные суперконденсаторы на графеновых волокнах мокрого формования. RSC Adv 3 , 23957–23962 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • 74

    Li, Y., Sheng, K., Yuan, W. & Shi, G. Высокоэффективный гибкий электрохимический конденсатор в форме волокна на основе электрохимически восстановленного оксида графена. Chem. Commun. 49 , 291–293 (2013).

    Google ученый

  • 75

    Дитц, К., Санс, Дж.И Камара, С. Последние разработки в области твердофазных микроэкстракционных покрытий и связанных с ними технологий. J. Chromatogr. А 1103 , 183–192 (2006).

    CAS

    Google ученый

  • 76

    Spietelun, A., Pilarczyk, M., Kloskowski, A. & Namiesnik, J. Современные тенденции в покрытии волокон твердофазной микроэкстракцией (SPME). Chem. Soc. Ред. 39 , 4524–4537 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 77

    Кайхай, М., Dicinoski, G. W., Smedley, R., Pawliszyn, J. & Haddad, P. R. Подготовка и оценка твердофазных микроэкстракционных волокон на основе покрытий из функционализированных латексных наночастиц для анализа следов неорганических анионов. J. Chromatogr. А 1217 , 3452–3456 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 78

    Li, Q. L., Ding, Y. J. & Yuan, D. X. Твердофазная микроэкстракция микропримесей анионов с усилением электросорбции с использованием платиновой пластины, покрытой однослойными углеродными нанотрубками. Таланта 85 , 1148–1153 (2011).

    CAS

    Google ученый

  • 79

    Chen, JM, Zou, J., Zeng, JB, Song, XH, Ji, JJ, Wang, YR, Ha, J. & Chen, X. Подготовка и оценка твердофазной микроэкстракции с графеновым покрытием волокно. Анал. Чим. Acta 678 , 44–49 (2010).

    CAS

    Google ученый

  • 80

    Луо, Ю.Б., Юань, Б. Ф., Ю, К. В., Фэн, Ю. К. Графеновое волокно без подложки: сорбент для твердофазной микроэкстракции. J. Chromatogr. А 1268 , 9–15 (2012).

    CAS

    Google ученый

  • 81

    Фан, Дж., Донг, З. Л., Ци, М. Л., Фу, Р. Н. и Ку, Л. Т. Монолитные графеновые волокна для твердофазной микроэкстракции. J. Chromatogr. А 1320 , 27–32 (2013).

    CAS

    Google ученый

  • Материалы и процессы: композитные волокна и смолы

    Современное использование композитных материалов в производстве не ново, оно насчитывает несколько десятилетий, начиная с начала 1960-х годов.А до этого комбинация волокна с жидкой матрицей использовалась в самых разных сферах, начиная от испытанной высушенной грязи и соломы (сырцовых кирпичей) до концептуального автомобиля, разработанного Ford Motor Co. (Детройт, штат Мичиган, США). США) в 1941 году, в котором кузовные панели были изготовлены из композитов, армированных натуральными волокнами.

    Несмотря на это, по сравнению с унаследованными материалами, такими как сталь, алюминий, железо и титан, композиты все еще достигают зрелости, и только сейчас их лучше понимают конструкторы и инженеры-производители.Кроме того, композитным материалам препятствует их неизотропная природа, что затрудняет их моделирование и моделирование. Однако физические свойства композитов в сочетании с непревзойденным легким весом делают их, несомненно, привлекательными.

    Для новичка в области композитов, к счастью, есть надежда, и она заключается в том, что эти материалы легко понять и применить. Далее следует грунтовка волокон и смол, обычно используемых при производстве композитов.

    Побеждающая недвижимость

    Высокая прочность и малый вес остаются выигрышной комбинацией, которая продвигает композитные материалы на новые арены, но другие свойства не менее важны.Композиционные материалы обеспечивают хорошее гашение колебаний и низкий коэффициент теплового расширения (КТР) — характеристики, которые могут быть разработаны для специальных применений. Композиты устойчивы к усталости и обеспечивают гибкость при проектировании / изготовлении, что может значительно уменьшить количество деталей, необходимых для конкретных применений, что превращается в готовый продукт, для которого требуется меньше сырья, меньше соединений и креплений, а также более короткое время сборки. Композиты также доказали свою устойчивость к перепадам температур, коррозии и износу, особенно в промышленных условиях, где эти свойства значительно снижают затраты на жизненный цикл продукта.Эти характеристики привели к широкому использованию композитов. Например, стремление к экономии топлива и эффективности сделало облегчение веса приоритетом почти во всех видах механического транспорта, от велосипедов до больших коммерческих самолетов.

    С тех пор, как Boeing Co. (Чикаго, Иллинойс, США) 787 Dreamliner — 50% композитного материала по весу и 100% композитов на его аэродинамических поверхностях — был запущен в производство и в декабре 2009 года успешно совершил свой первый полет, композиты заработали их путь в основные и второстепенные аэрокосмические конструкции и нашел большее место в салоне самолета в аэрокосмическом мире.С тех пор 787 попал в мировое внимание к другим самолетам, использующим композитные материалы, от его конкурента по коммерческим транспортным самолетам, Airbus (Тулуза, Франция) и других. Первый самолет Airbus A350 XWB на 52% был поставлен на рассвете 2015 года. Airbus ранее использовал композиты в своем пассажирском суперджамбо A380 и военно-транспортном самолете A400M. Эти четыре программы являются настоящим завершением долгожданной трансформации, которая также охватила рынок самолетов авиации общего назначения и долгое время была частью производства военных самолетов.Доступные во все более разнообразных формах материалов и производимые с помощью обширного набора процессов формования и формования — заняли или готовы занять центральное место на производственных площадках по всему миру.

    Совершенно другой материал

    Композиты отличаются от традиционных материалов тем, что составные части состоят из двух совершенно разных компонентов — волокон и матричного материала (чаще всего полимерной смолы), которые при объединении остаются дискретными, но действуют интерактивно, создавая новый материал, свойства которого не может быть предсказан простым суммированием свойств его компонентов.Фактически, одним из основных преимуществ комбинации волокно / смола является ее взаимодополняющий характер. Например, тонкие стекловолокна обладают относительно высокой прочностью на разрыв, но подвержены повреждениям. Напротив, большинство полимерных смол обладают слабой прочностью на разрыв, но чрезвычайно жесткими и пластичными. Однако в сочетании волокно и смола противодействуют слабости друг друга, производя материал, гораздо более полезный, чем любой из его отдельных компонентов.

    Структурные свойства композитных материалов обусловлены прежде всего волокном армирования.Коммерческие композиты для крупных рынков, такие как автомобильные компоненты, лодки, потребительские товары и коррозионно-стойкие промышленные детали, часто изготавливаются из прерывистых, произвольно ориентированных стеклянных волокон или непрерывных, но неориентированных форм волокон. Усовершенствованные композиты, первоначально разработанные для военно-космического рынка, предлагают характеристики, превосходящие характеристики обычных конструкционных металлов, и теперь находят применение в спутниках связи, самолетах, спортивных товарах, транспорте, тяжелой промышленности и в энергетическом секторе при разведке нефти и газа и ветряных турбинах. строительство.

    Высококачественные композиты получают свои структурные свойства за счет непрерывного, ориентированного, высокопрочного армирования волокном — чаще всего углеродом, арамидом или стеклом — в матрице, которая способствует технологичности и улучшает механические свойства, такие как жесткость и химическая стойкость.

    Ориентацию волокна можно контролировать, что может улучшить производительность в любом приложении. Например, в композитных валах клюшек для гольфа бор и углеродные волокна, ориентированные под разными углами внутри композитного вала, позволяют ему наилучшим образом использовать их свойства прочности и жесткости и выдерживать крутящие нагрузки и многочисленные изгибные, сжимающие и растягивающие силы.

    Матрица может быть полимерной, керамической или металлической. Полимерные матрицы, наиболее широко используемые для композитов в коммерческих и высокоэффективных аэрокосмических приложениях, представляют собой термореактивные смолы, состоящие из полимерных цепей, которые постоянно отверждаются в сшитую сетку при смешивании с катализатором, под воздействием тепла или и тем, и другим. Отверждение обычно происходит при повышенной температуре и / или давлении в печи и / или вакуумном мешке или в автоклаве. Альтернативные, но менее используемые технологии отверждения включают электронный луч, ультрафиолетовое (УФ) излучение, рентгеновские лучи и микроволновые процессы.

    Другим наиболее часто используемым типом матрицы является термопластичная (TP) смола, которая становится все более популярным вариантом для производителей композитов. Образуются термопластичные линейные полимерные цепи, которые могут быть преобразованы в твердые тела определенной формы путем плавления или размягчения с последующим охлаждением материала. Термопласты, которые часто продаются в виде листов или панелей, могут быть обработаны методами консолидации на месте, такими как простая штамповка для изготовления жестких деталей почти чистой формы без отверждения в автоклаве или вакуумного мешка, необходимого для термореактивных материалов.Возможность реформирования TP дает возможность исправлять аномалии или устранять повреждения в процессе эксплуатации.

    Стекловолокно

    Подавляющее большинство волокон, используемых в композитной промышленности, — это стекло. Стекловолокно является самым старым и наиболее распространенным армированием, используемым в большинстве конечных применений (аэрокосмическая промышленность является значительным исключением) для замены более тяжелых металлических деталей. Стекловолокно весит больше, чем второе по распространению армирование, углеродное волокно, и не такое жесткое, но оно более устойчиво к ударам и имеет большее удлинение до разрыва (то есть оно в большей степени удлиняется, прежде чем сломается). .В зависимости от типа стекла, диаметра нити, химического состава покрытия (называемого «проклейка») и формы волокна может быть достигнут широкий диапазон свойств и уровней производительности.

    Стеклянные волокна поставляются в связках, называемых прядями. Нить представляет собой набор непрерывных стеклянных нитей. Ровинг обычно относится к пучку нескрученных прядей, упакованных, как нить, на большой катушке. Односторонний ровинг состоит из нитей, состоящих из непрерывных множественных стеклянных нитей, которые проходят по всей длине нити.Многоконечный ровинг содержит длинные, но не полностью непрерывные пряди, которые добавляются или опускаются в шахматном порядке в процессе намотки. Пряжа — это совокупность скрученных вместе прядей.

    Высокоэффективные волокна

    Высокоэффективные волокна, используемые в современных композитах, включают углеродное волокно, арамидное волокно (известное под торговыми названиями Kevlar и Twaron), борное волокно, высокомодульный полиэтилен (PE), новые волокна, такие как поли-п-фенилен-2,6. -бензобисоксазол (PBO), а также гибридные комбинации.Кевлар является продуктом компании DuPont Protection Technologies (Ричмонд, Вирджиния, США). Волокна Twaron производятся компанией Teijin (Арнем, Нидерланды).

    Углеродное волокно — безусловно, наиболее широко используемое волокно в высокопроизводительных приложениях — производится из различных прекурсоров, включая полиакрилонитрил (ПАН), вискозу и смолу. Волокна-предшественники химически обрабатываются, нагреваются и растягиваются, а затем карбонизируются для создания высокопрочных волокон. Первые представленные на рынке углеродные волокна с высокими эксплуатационными характеристиками были изготовлены из предшественника вискозы.Сегодня волокна на основе PAN и пека заменили волокна на основе вискозы в большинстве приложений. Углеродные волокна на основе ПАН — самые универсальные и широко используемые. Они обладают удивительным набором свойств, включая превосходную прочность — до 1000 тысяч фунтов на квадратный дюйм — и высокую жесткость. Пековые волокна, изготовленные из нефтяных или каменноугольных пеков, имеют жесткость от высокой до чрезвычайно высокой и от низкого до отрицательного осевого коэффициента теплового расширения (КТР). Их свойства CTE особенно полезны в космических аппаратах, требующих управления температурой, например, в корпусах электронных приборов.Свойства углеродного волокна стимулируют поиск альтернативных и менее дорогих исходных материалов, таких как лигнин, который получают из целлюлозно-бумажных отходов. В то время как исследования набирают обороты, таким недорогим волокнистым материалам еще далеко до того, как они станут жизнеспособными коммерческими вариантами армирования.

    Углеродные волокна прочнее, чем стекло или арамидные волокна, но не только менее устойчивы к ударам, но и могут подвергаться гальванической коррозии при контакте с металлом. Производители преодолевают последнюю проблему, используя барьерный материал или слой вуали — часто стекловолокно / эпоксидную смолу — во время укладки ламината.

    Основная форма волокна для высокоэффективного углеродного волокна — это пучки непрерывных волокон, называемые жгутом. Жгут углеродного волокна состоит из тысяч непрерывных, нескрученных волокон, причем количество волокон обозначается числом, за которым следует «K», что указывает на умножение на 1000 (например, 12K означает количество волокон 12000). Жгуты могут использоваться непосредственно в таких процессах, как наматывание волокон или пултрузия, или могут быть преобразованы в однонаправленную ленту, ткань и другие формы армирования.

    Арамидные волокна, изготовленные из ароматического полиамида, обеспечивают исключительную ударопрочность и хорошее удлинение (выше, чем у углерода, но меньше, чем у стекла). Стандартное высококачественное арамидное волокно имеет модуль упругости около 20 Msi, предел прочности на разрыв около 500 ksi и удлинение около 3%. Арамидное волокно, известное своей производительностью в пуленепробиваемых жилетах и ​​других видах брони и баллистической защиты, пользуется спросом отчасти из-за необходимости защиты персонала и брони на рынках правоохранительных органов и вооруженных сил.Свойства арамида также делают волокно отличным выбором для лопастей винта вертолетов, корпусов морских судов и спортивных товаров, где требуется ударопрочность.

    Волокна бора в пять раз прочнее и в два раза жестче стали. Бор обеспечивает прочность, жесткость и легкий вес, а также обладает превосходными сжимаемыми свойствами и сопротивлением продольному изгибу. Использование боросодержащих композитов варьируется от спортивных товаров, таких как удочки, валы клюшек для гольфа, лыжи и велосипедные рамы, до аэрокосмических применений, таких как обшивка оперения самолета, элементы фермы и сборные ремонтные заплатки для самолетов.

    Высокая стоимость высококачественных волокон может сдерживать их выбор, если производители пренебрегают изучением того, как эта высокая стоимость снижается за счет большей производительности, долговечности и свободы дизайна, которые эти материалы привносят в проект, и, как следствие, положительные эффекты, которые эти преимущества имеют по ключевой метрике: стоимости жизненного цикла. Это особенно верно для углеродного волокна, выбор которого исторически осложнялся значительными колебаниями предложения и спроса на углеродное волокно.

    Термореактивные смолы

    Полимеры, наиболее широко используемые в композитах, представляют собой термореактивные полимеры, класс пластичных смол, которые при отверждении термическим и / или химическим (катализатор или промотор) или другими способами становятся по существу неплавкими и нерастворимыми. После отверждения термореактивный материал нельзя вернуть в неотвержденное состояние. Хотя почти все термореактивные пластмассы, которые сегодня используются в коммерческих целях, получают из нефтяного сырья, исследования и разработки и коммерциализация продолжаются в растущей области биосмол. Разработанные в основном с целью использования возобновляемого сельскохозяйственного сырья, биосмолы содержат в различных пропорциях полиол (из соевых бобов) и этанол (из кукурузы).

    Ненасыщенные полиэфирные смолы являются наиболее широко применяемыми термореактивными полимерами в коммерческих, массовых производствах благодаря простоте обращения, хорошему балансу механических, электрических и химических свойств и относительно невысокой стоимости. (Насыщенные полиэфиры представляют собой термопластичные полимеры.) Обычно в сочетании со стекловолокном, полиэфиры хорошо адаптируются к ряду производственных процессов и чаще всего используются в распылении в открытой форме, прессовании, литье с переносом смолы (RTM) и литье.Свойства составов полиэфиров могут быть изменены для соответствия определенным критериям эффективности, основанным на выборе гликоля и кислотных элементов и реакционноспособных мономеров (чаще всего стирола). Стирол добавляется в количестве до 50% для снижения вязкости, что упрощает обработку и обработку смолы.

    Смолы на основе сложных виниловых эфиров

    представляют собой мостик между дешевыми, быстро отверждаемыми и легко обрабатываемыми полиэфирами и эпоксидными смолами с более высокими характеристиками (описанными ниже). Их молекулярная структура очень похожа на структуру полиэфиров, но они имеют реакционные центры только на концах молекулярных цепей и имеют меньше сложноэфирных групп.Поскольку сложноэфирные группы подвержены гидролизу, их меньшее количество увеличивает устойчивость виниловых эфиров к воде и химически агрессивным средам, что частично объясняет их более высокую цену. Сложные виниловые эфиры используются в резервуарах для химикатов и других сферах, в которых коррозионная стойкость является ключевой целью, и они также повышают ценность конструкционных ламинатов, требующих высокой степени влагостойкости (например, корпуса и палубы лодок). Они обрабатываются и отверждаются так же, как и полиэфиры, с потенциалом повышения прочности, хотя обычно для этого требуется дополнительное отверждение при повышенной температуре.

    Для современных композитных матриц наиболее распространенными термореактивными смолами являются эпоксидные смолы, фенольные смолы, цианатные эфиры (CE), бисмалеимиды (BMI), бензоксазины и полиимиды.

    Эпоксидные смолы придают композиту прочность, долговечность и химическую стойкость. Они обеспечивают высокую производительность при повышенных температурах, при температурах эксплуатации в горячих и влажных условиях до 121 ° C. Эпоксидные смолы бывают жидкими, твердыми и полутвердыми и обычно отверждаются путем реакции с аминами или ангидридами. Эпоксидные смолы не отверждаются катализатором, как полиэфирные смолы, а вместо этого используют отвердитель (также называемый отвердителем).Отвердитель (часть B) и основная смола (часть A) взаимодействуют в «реакции присоединения» в соответствии с фиксированным соотношением. Таким образом, очень важно использовать правильное соотношение смеси смолы и отвердителя, чтобы обеспечить полную реакцию. В противном случае смола не будет полностью отверждена и не приобретет своих полных свойств. Упрочненная эпоксидная смола — с добавлением термопластов и реактивных резиновых смесей для противодействия хрупкости из-за высокой степени сшивки — стала нормой для самолетов с высоким процентным содержанием композитных материалов, таких как Boeing Co.787 Dreamliner и Airbus A350 XWB.

    Фенольные смолы основаны на сочетании ароматического спирта и альдегида, такого как фенол, в сочетании с формальдегидом. Они находят применение в огнестойких внутренних панелях самолетов и на коммерческих рынках, где требуются недорогие, огнестойкие и малодымные продукты. Превосходный выход полукокса и абляционные (поглощающие тепло) характеристики сделали фенольные смолы долгое время фаворитами для абляционных и ракетных сопел. Они также оказались успешными в неаэрокосмических приложениях, особенно в компонентах для морских нефтегазовых платформ, а также в приложениях для общественного транспорта и электроники.Однако фенольные смолы полимеризуются посредством реакции конденсации, которая вызывает выделение водяного пара и формальдегида во время отверждения. Это явление может привести к образованию пустот в композите. В результате механические свойства фенольных смол несколько ниже, чем у эпоксидных смол и большинства других высокоэффективных смол.

    Цианатные эфиры (СЕ) представляют собой универсальные матрицы, которые обеспечивают превосходную прочность и ударную вязкость, позволяют очень низкое влагопоглощение и обладают превосходными электрическими свойствами по сравнению с другими полимерными матрицами, хотя эти преимущества связаны с более высокой стоимостью.CE имеют рабочие температуры в горячем / влажном состоянии до 149 ° C и обычно упрочняются термопластами или сферическими частицами резины. Они обрабатываются аналогично эпоксидным смолам, но их процесс отверждения проще благодаря профилю вязкости CE и номинальным летучим компонентам. Текущие приложения варьируются от обтекателей, антенн, ракет и абляций до микроэлектроники и микроволновых устройств.

    Среди наиболее экзотических смол, бисмалеимиды и полиимиды (близкие родственники, химически) используются в высокотемпературных приложениях на самолетах и ​​ракетах (например,г., для компонентов гондолы реактивного двигателя). BMI предлагают горячие / влажные рабочие температуры (до 232 ° C), в то время как некоторые полиимиды можно использовать до 371 ° C в течение коротких периодов времени. Летучие вещества и влага, выделяемые во время отверждения, затрудняют работу с полиимидами, чем с эпоксидными смолами или КЭ; Для уменьшения или устранения пустот и расслоения были разработаны специальные рецептуры и методы обработки. И ИМТ, и полиимиды традиционно демонстрируют более высокое влагопоглощение и более низкие значения ударной вязкости, чем КЭ и эпоксидные смолы, но в последние годы был достигнут значительный прогресс в создании более жестких составов, и теперь ИМТ рекламируется как более устойчивый к проникновению жидкости, чем эпоксидные смолы.Более широкое использование BMI обусловлено не только инструментами и приложениями, в которых рабочие температуры превышают 177 ° C, но и все более широким использованием композитов в конструкциях, которые нуждаются в улучшенных характеристиках сжатия при горячем / влажном и открытом стволе (OHC) при умеренных температурах, например От 80 ° C до 120 ° C. Это причина его использования на истребителе F-35 Lightning II, что позволяет создавать устойчивые к повреждениям конструкции при меньшей массе по сравнению с эпоксидной смолой.

    Термопластические смолы

    В отличие от сшивающих термореактивных пластиков, реакция отверждения которых не может быть обращена вспять, термопласты затвердевают при охлаждении, но сохраняют свою пластичность; то есть они будут переплавляться и могут быть изменены путем повторного нагрева выше температуры их обработки.Менее дорогие термопластические матрицы предлагают более низкие температуры обработки, но также имеют ограниченные температуры использования. Они используют как инженерные, так и товарные пластмассы, такие как полиэтилен (PE), полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (PBT), поликарбонат (PC), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиамид (PA или нейлон) и полипропилен (ПП). Крупносерийные коммерческие продукты, такие как спортивная обувь, ортопедические изделия и медицинские протезы, выигрывают от прочности и влагостойкости этих смол, как и автомобильные воздухозаборники и другие детали под капотом.

    Высокоэффективные термопластические смолы — полиэфирэфиркетон (PEEK), полиэфиркетон (PEK), полиамид-имид (PAI), полиарилсульфон (PAS), полиэфиримид (PEI), полиэфирсульфон (PES), полифениленсульфид (PPS) и жидкокристаллический полимер (LCP). ) — хорошо работают в высокотемпературных средах и после затвердевания не впитывают воду и не разлагаются под воздействием влаги. Эти смолы, армированные высококачественными волокнами, обладают длительным сроком хранения препрега без охлаждения и обладают исключительной ударопрочностью и гашением вибрации.Они также предлагают возможность использовать переработанное содержимое и упростить переработку отходов и отслуживших конструкций.

    Однако они могут поставить производителей композитов перед некоторыми трудностями при обработке из-за их относительно высокой вязкости. Армированные термопластичные композиты, в которых используются смолы с более высокими эксплуатационными характеристиками в качестве матриц, все больше используются в аэрокосмической сфере.

    Back to Basics: Fibers vs. Fabrics

    Ткань — это термин, с которым вы часто сталкиваетесь в индустрии моды.Если я попрошу вас рассказать мне, что такое ткани, вы скажете: «Легко, это то, что мы используем для изготовления одежды, верно?»

    Что, если я попрошу вас сказать мне, что такое волокно, или рассказать мне разницу между тканью и волокном? Сможете ли вы на это ответить?

    Читайте дальше, и мы рассмотрим разницу между тканями и волокнами.

    Что означают ткани и волокна в индустрии моды?

    Вы ведь слышали поговорку «знание — сила»? Ну, это правда. Если вы хотите стать предпринимателем в индустрии моды, вам нужно узнать обо всем, и лучший способ сделать это — начать с самого начала.

    Получение знаний о том, как производятся текстильные изделия, их компонентах и ​​их влиянии на характеристики продукции, даст вам основу, необходимую не только для принятия мудрых решений в отношении текстильных материалов, но и для эффективного взаимодействия с фабриками и поставщиками.

    Волокна, пряжа, состав ткани и отделка — это элементы, которые способствуют красоте, долговечности, уходу и комфорту текстильных изделий. В этой статье мы сосредоточимся на волокнах и их важной роли в создании ткани.Понимание волокон и их характеристик является важным уроком для модельеров, потому что волокна являются основной единицей большинства тканей. Понимание того, как эти факторы влияют на посадку и текучесть одежды, упростит выбор правильной ткани.

    Что такое тканевое волокно?

    Любое вещество, натуральное или искусственное, с высоким отношением длины к ширине и подходящими характеристиками для переработки в ткани, является волокном. Волокна состоят из миллиардов атомов, связанных вместе в миллионы длинных молекулярных цепочек.

    Другими словами, волокно — это длинная и тонкая прядь или нить материала, которую можно связать или соткать в ткань. Они не только создают ткань; они влияют на эстетику одежды конечного продукта, долговечность, комфорт, внешний вид, сохранность, уход, воздействие на окружающую среду и стоимость.

    Существует два типа тканевых волокон: натуральные тканевые волокна и синтетические тканевые волокна. Давайте познакомимся с наиболее часто используемыми волокнами каждого из основных типов.

    1. Натуральные тканевые волокна

    Натуральные тканевые волокна поступают из природных источников, таких как животные, растения или минеральные источники, и не требуют формирования или преобразования волокна.

    Интересный факт: первое промышленное волокно было произведено в промышленных масштабах в 1885 году; до этого волокна производили только растения и животные.

    Хлопок

    Хлопок — одно из самых распространенных волокон в мире. Он растет в форме, известной как коробочка вокруг семян хлопчатника.

    Шерсть

    Шерсть обычно производится из овечьей шерсти, но также может относиться к другим тканям из шерсти животных.

    Лен (лен)

    Лен более известен как лен.Этот волокнистый материал сделан из волокон внутри стебля льна.

    Шелк

    Шелк состоит в основном из фиброина, который вырабатывается шелкопрядом, когда строит свой кокон. Он требует тщательной обработки и обработки, что делает его одним из самых дорогих волокон.

    Структура натуральных волокон

    Натуральные волокна состоят из 3 различных компонентов (кроме шелка):

    1. Наружное покрытие, называемое кутикулой или кожей
    2. Внутренняя зона
    3. Центральный сердечник, который может быть полым

    2.Синтетические волокна

    Синтетические или искусственные волокна превращаются в волокна из химических соединений, называемых полимерами, и производятся на производственных предприятиях.

    Полиэстер

    Полиэстер — наиболее часто используемое синтетическое волокно. Синтетический полиэстер производится с помощью химической реакции с участием угля, нефти, воздуха и воды.

    Нейлон

    Нейлон получают, когда соответствующие мономеры (химические строительные блоки, из которых состоят полимеры) объединяются с образованием длинной цепи посредством реакции конденсационной полимеризации.

    Вискоза

    Вискоза была первым синтетическим волокном, которое когда-либо производилось. Вискоза — это произведенное регенерированное целлюлозное волокно. Он производится из очищенной целлюлозы, в основном из древесной массы, которая химически превращается в растворимое соединение.

    Структура волокон синтетической ткани

    Волокна синтетической ткани обычно состоят только из оболочки и сердцевины.

    Если вы найдете эту информацию полезной, оставьте нам комментарий ниже и расскажите, как она вам помогла!

    Неорганические волокна | О сырье | Поиск продукта

    Неорганические волокна — это волокна, изготовленные из неорганических материалов, которые подразделяются на следующие категории: стекловолокно, аморфное волокно, такое как минеральная вата, углеродное волокно, поликристаллическое волокно, такое как глиноземное волокно, и монокристаллическое волокно, такое как волокно из волластонита и титаната калия.Аморфное волокно обладает высокой прочностью, хотя модуль упругости низкий из-за отсутствия границ зерен. Поликристаллическое волокно обладает превосходной термостойкостью, поскольку состоит из мелких кристаллов. Монокристаллическое волокно имеет чрезвычайно высокую прочность из-за тонких волокон, напоминающих нитевидные волокна.

    Стекловолокно

    Стекловолокно, в основном используемое для изготовления бумаги, представляет собой рубленые нити с диаметром волокна 6–20 мкм и длиной волокна 3–25 мм с превосходной термостойкостью и стабильностью размеров.Листы, содержащие стекловолокно, благодаря своим характеристикам используются для изготовления полов, изоляционных и строительных материалов.

    Микро Стекло

    Микростекло — это стекловолокно, напоминающее шерсть, с диаметром волокна 0,1–3 мкм. Он используется для различных типов фильтров, фильтровальной бумаги аналитического класса и изоляционных материалов.

    Углеродное волокно

    Углеродные волокна подразделяются на две основные категории: тип на основе ПАН (полиакрилонитрил) и тип на основе пека (нефтяное масло и уголь)
    Волокна характеризуются превосходной механической прочностью, модулем упругости, термостойкостью и химической стойкостью.Их электрическое сопротивление и теплопроводность аналогичны металлам. Поэтому они применяются для электромагнитных экранов, электродов и термостойких конструкций благодаря использованию их свойства низкого коэффициента теплового расширения.

    Активированное углеродное волокно

    Активированное углеродное волокно отличается превосходной абсорбционной способностью, которая не может быть достигнута гранулами и порошками. Это волокно в основном используется в фильтрах, поскольку эта волокнистая форма образует лист с низкими потерями давления.

    Meerschaum (гидратированный силикат магния)

    Компонент пенки — силикат магния, эквивалентный тальку, но пеня имеет другую молекулярную структуру с мелкими порами на микроуровне. Поскольку этот материал имеет волокнистую форму, он также эффективен как неорганическое связующее. Этот материал имеет большую площадь поверхности и превосходные адсорбционные свойства. Следовательно, он подходит для адсорбции и дезодорации веществ с малой молекулярной массой и полярностью, таких как вода, аммиак и сероводород.

    Волокно титаната калия

    Хотя волокна титаната калия имеют игольчатые кристаллы, они могут иметь различную кристаллическую структуру в зависимости от процесса производства. Физические и химические свойства различаются в зависимости от структуры. Когда диаметр волокна находится на субмикронном уровне, ожидается, что прочность волокна значительно возрастет. Этот материал отличается чрезвычайно низкой теплопроводностью и высокими электроизоляционными свойствами в диапазоне высоких температур.В зависимости от типа кристаллической структуры некоторые из них являются химически активными или обладают положительным ионным обменом. Благодаря таким свойствам этот материал применяется в тепло- и электроизоляционных материалах, а также в фильтрах.

    Керамическое волокно

    Керамическое волокно — это общий термин для искусственного неорганического волокна, состоящего в основном из оксида алюминия и диоксида кремния. Хотя удаление гранул, которые не могли превратиться в волокна (неволокнистые гранулы) из-за процесса производства, является узким местом, этот материал легкий и гибкий, с превосходными теплоизоляционными и прочностными свойствами, способными выдерживать температуры 1000 ° C и выше. как нормальные рабочие температуры.Поэтому он используется для герметизации, упаковки, теплоизоляции, удержания тепла и фильтров.

    Волластонит (волокно силиката кальция)

    Волластонит — природный минерал, образовавшийся в результате метаморфизма в месте контакта известняка и гранита с игольчатым кристаллическим телом. Этот материал привлек внимание как альтернатива асбесту и обладает превосходной термостойкостью и электроизоляционными свойствами.

    Минеральная вата

    Минеральная вата создается путем объединения доменного шлака производства чугуна с силикатной породой, базальтовой породой и известковой породой для улучшения свойств волокна.Этот материал обладает превосходной огнестойкостью, огнестойкостью, звукопоглощающими и изоляционными свойствами и обычно используется для сохранения тепла, теплоизоляции и звукопоглощающих материалов.

    Ткань из углеродного волокна в качестве строительного материала

    Ткань из углеродного волокна — это прочное легкое волокно с длинными прядями, переплетенными вместе так, что оно образует структуру, подобную ткани. Углеродное волокно, известное как графитовое волокно, доминирует в стали с точки зрения прочности, жесткости и несущей способности.Эти ведущие свойства делают углеродное волокно идеальным строительным материалом для строительных проектов. Лучше всего он работает с конструкциями, которые принимают высокие ударные нагрузки.

    Свойства углеродного волокна как строительного материала

    Углеродное волокно имеет следующие важные свойства:

    1. Углеродное волокно гибкое
    2. Плотность углеродного волокна составляет около 1600 кг / м3
    3. Углеродное волокно химически стабильно
    4. Оно обладает хорошей электропроводностью
    5. Углеродное волокно обладает значительной огнестойкостью
    6. Теплопроводность углеродного волокна составляет высокий, со значением 24.
    7. Он имеет более низкое значение теплового расширения, что делает его пригодным для использования в областях, где малые перемещения критичны.
    8. Углеродное волокно имеет в два раза большую жесткость, чем сталь, со значением 26830 Н / м.
    9. Углеродное волокно имеет очень высокое отношение прочности к массе
    10. Углеродное волокно обладает хорошей прочностью на разрыв, приблизительное значение составляет 290 кгс / см2

    Рис.1. Ткань из черного углеродного волокна, используемая в качестве строительного материала.
    Изображение предоставлено: ZhongAgo Carbon.

    Использование углеродного волокна в строительстве

    Три основных применения углеродного волокна:

    1.Использование углеродного волокна для сборных железобетонных конструкций

    Использование углеродных волокон в сборных железобетонных элементах набирает популярность в США. Стандартное армирование стальной сеткой, используемое во внешней и внутренней частях железобетонных стеновых элементов, может быть заменено листами или сетками из углеродных волокон.

    За счет использования углеродного волокна вместо стальной сетки общий вес конструктивного элемента уменьшается. Сварную сетку, используемую при строительстве бетонных плит, можно заменить сеткой из углеродного волокна, что снижает общий вес и обеспечивает необходимую химическую защиту.

    Стеновые сэндвич-панели могут использовать углеродные волокна в качестве поперечной решетки или фермы.

    2. Углеродное волокно в качестве арматуры

    Углеродные волокна становятся все более популярными для внешнего укрепления бетонных конструкций. Используется как внешнее армирование колонн. Следовательно, он также играет роль в реабилитации. Этот метод усиления снижает необходимость в дополнительных работах по анкеровке и установке, что требует больших затрат времени и средств.

    Инжир.2. Балка, усиленная тканью из углеродного волокна.

    3. Углеродное волокно в мостостроении

    При строительстве основных несущих конструкций, тросов, настилов и опор также используются углеродные волокна.

    Также читайте: Полимеры, армированные углеродным волокном

    Также читайте: Бетон, армированный волокном (FRC)

    волокнистых материалов | CGR Products

    Волокнистые материалы, используемые в CGR, не содержат асбеста и чрезвычайно эффективны в работе, что позволяет максимально индивидуализировать и выполнять специальные заказы.

    Одним из наиболее уникальных прокладочных материалов, используемых в CGR, является лист из синтетического волокна с нитрильным связующим. Это обеспечивает превосходную герметичность, а также химическую стойкость выше среднего.

    Наши волокнистые прокладочные материалы включают:

    • Безасбестовый прессованный лист
    • Изоляционная бумага (Nomex, Cequin, Formex)
    • Растительное волокно
    • Войлок
    • Синтетическое волокно с нитрильным связующим

    материалы прокладок можно встретить во многих отраслях промышленности, особенно там, где присутствует вода или пар.Эти продукты также обладают стойкостью к воздействию слабых химикатов и слабых щелочей.

    Волоконный материал является одним из самых термостойких и способен выдерживать постоянные температуры от 550 ° F до максимальных всплесков температуры 800 ° F. Материал не окисляется и обеспечивает синтетическую стойкость к атмосферным воздействиям и влаге. Изделия из этого материала также очень прочные и способны работать даже при максимальном давлении до 1200 фунтов на квадратный дюйм.

    Поставляемые нами волокнистые прокладочные материалы доступны в широком диапазоне стандартных и нестандартных размеров.Наши типичные размеры листов составляют 30 «X 30» или 60 «X 60» при толщине 1/32 «, 1/16» или 1/8 «. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о продукции, которую мы продаем, или для получения подробной информации о приобретении нестандартных материалов.

    Волокнистые прокладочные материалы могут изготавливаться для широкого спектра индивидуальных применений. Благодаря своей физической и внутренней прочности, а также химическим свойствам изделия из волокна действительно подходят практически для любой отрасли. Для получения дополнительной информации о пользовательских прокладках и уплотнениях свяжитесь с нами сегодня.

    Пожалуйста, просмотрите таблицу ниже для получения полного списка волокнистых материалов.

    Волокнистые материалы Описание Поставщики
    Продукция 3M Thinsulate ™ Звукоизоляционный материал 3M Thinsulate имеет отличные звукопоглощающие свойства, например, для использования во многих автомобильных дверных панелях. приборные панели, уплотнители стоек, лотки для пакетов и т. д. Он сжимаемый, не оставляет ворсинок, легкий и легко высекается.Белая полиолефиновая сетка с одной стороны защищает волокна. Он также был обработан с обеих сторон, чтобы обеспечить лучшее прикрепление холста и лучшую стойкость волокна к истиранию. 3M
    Ватин (Полиэстер) Полиэфирный ватин — это нетканый материал с высоким ворсом, который используется в различных сферах производства постельных принадлежностей, мебели, автомобилей, промышленности и авиации. Идеален там, где необходима звуко- или теплоизоляция. Hendrix
    Vita
    Целлюлозное волокно Экономичные материалы, которые сжимаются и непроницаемы и хорошо работают там, где существуют неровности фланца. Веллумоид
    Керамическое волокно Это специальные изоляционные продукты, которые обеспечивают решения для управления температурным режимом в различных сегментах рынка. Fibrefrax
    Войлок Войлок получают путем матирования, уплотнения и сжатия волокон. Войлочные прокладки идеальны для многих применений, таких как уплотнения, антивибрационные и противоскрипные прокладки, шумоподавление, виброопоры, амортизаторы, дворники, звукоизоляция, набивка, изоляция, световые уплотнения, пылезащитные экраны и фильтры. Felters Buffalo Felt
    Carpenter
    Стекловолокно Изоляционный материал из стекловолокна может помочь снизить потери тепла для управления процессом; снизить потребление энергии и выбросы; обеспечивают защиту от горячих труб и сосудов; и обеспечивают защиту от огня, звука и коррозии. Johns Manville
    Fish Paper / Vulcanizing Fibers Fish paper — прочная, гибкая, волокнистая диэлектрическая бумага.Он устойчив к умеренному нагреву и механическим повреждениям и часто используется для обертывания змеевиков и изоляции частей плиты. FiberFrax
    Веллумоид
    Изоляционная бумага Огнестойкий материал с превосходной термической, химической и радиационной стойкостью. Nomex
    3M Thermovolt
    3M Cequin
    Formex
    Beater Add Армированный целлюлозно-нитриловый или синтетический материал без асбостоса.Превосходная маслостойкость и хорошие герметизирующие характеристики Interface Products
    Безасбестовое покрытие Безасбестовый прессованный листовой материал имеет термостойкость до 750 градусов по Фаренгейту и отличную стойкость к широкому спектру химикатов. Thermoseal
    Garlock
    Древесно-стружечная плита / бумага Тип картона, обычно изготавливаемый из вторичной бумаги
    Shoddy Shoddy Shoddy идеально подходит для использования в автомобилестроении из переработанных отходов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.