Виды плетения стеклоткани и их отличия

Обновлено: 25.04.2024

Стеклоткань представляет собой полотняной материал из стеклонитей, полученный в процессе ткацкого производства путем переплетения взаимно перпендикулярных продольных и поперечных стеклянных волокон диаметром 3-100 мкм.

Этот материал широко используется в самых различных областях автомобиле- и судостроении, химической промышленности, при проведении строительных и ремонтных работ, приборостроении, электромашиностроении и т.д.. Также, в последнее время находит применение и в других сферах, например - при ремонте и тюнинге автомобилей.

Отличительными особенностями материалов, изготовленных на ее основе, являются: долговечность, повышенная устойчивость к коррозии, высокая прочность, большая стойкость к разложению, воздействию химикатов и износу. А так же нетоксичность, негорючесть, невзрывоопасность и большой диапазон рабочих температур.

Виды стеклоткани по переплетению

Свойства стеклотканей зависят от строения ткани, плотности переплетения, извитости пряжи, плотности исходной пряжи и от условий ткачества.

Поверхностная плотность стеклотканей может составлять от 200 до 1800 г/м2. Плотность нитей в основе и утке определяется количеством нитей в 1см. ткани в продольном и поперечном направлениях соответственно. «Основа» - это пряжа, расположенная вдоль длины ткани, а «уток» перевивает ткань в поперечном направлении. Следовательно, плотность ткани, ее толщина и прочность при разрыве пропорциональны числу нитей и типу пряжи, используемой при ткачестве.

Существуют различные виды переплетений основы и утка для создания прочных тканей. Варьируя вид ткани, можно создать разнообразные армирующие структуры, влияющие в определённой степени на свойства композитов из них. В ряде случаев применения стеклотканей требуются специальные виды переплетений.

По виду переплетения стеклоткани принято разделять на полотняные, саржевые, сатиновые и многие другие, плетение которых соответствует видам плетения текстильных изделий.

Простая ткань с полотняным переплетением, в которой уток проходит под каждой нитью основы и над ней, обладают самой высокой степенью устойчивости относительно проскальзывания пряжи и менее всего повреждается. Такая ткань стабильна как по плотности утка и основы, так и по расходу пряжи.

Сеточное переплетение («рогожка»): два и более элементов основы переплетены двумя или более нитями утка. Эти ткани менее стабильны, чем ткани полотняного переплетения, но более гибки и легче принимают необходимую форму при выкладке.

Саржевое («диагональное») переплетение создается переплетением одного или более элементов основы двумя или более элементами утка в правильном чередовании. В результате получают ткань с прямым или изломанным диагональным рисунком. Особенностью такой ткани является большая гибкость и лучшая драпирующая способность, нежели у тканей с полотняным или сеточным переплетениями.

Саржевое ломаное 3/1-переплетение характеризуется тем, что одна нить основы перекрывается тремя нитями утка сверху и одной снизу с образованием нерегулярного рисунка. В результате получают гибкую ткань, хорошо приспосабливающуюся к любым формам выкладки.

Восьмиремизковое сатиновое переплетение: одна нить основы перекрыта семью нитями утка сверху и одной нитью снизу с образованием нерегулярного рисунка. В результате получают очень гибкую и удобную для различных выкладок ткань. Эта ткань, имеющая высокую плотность по утку и основе, обладает максимальной изотропной прочностью в композите.

Другие переплетения, в которых использованы прочные нити основы и тонкие нити утка носят название однонаправленных. Такие ткани используются при создании композитов с высокой прочностью в направлении армирования.

Виды стеклоткани по назначению и их применение

По назначению принято выделять конструкционные, электроизоляционные, базальтовые, ровинговые и кремнеземные стеклоткани. У них есть отличия и по характеристикам.

Для изготовления конструкционных стеклотканей используются нити из специального алюмоборосиликатного стекла. Они скрепляются не только с помощью переплетения, но и покрываются парафиновой эмульсией, а затем прямым замасливателем. Такие стеклоткани находят свое применение в автомобиле-, судостроении и в некоторых других областях промышленности. Особую ценность для производства представляет сочетание высокой прочности и небольшой массы конструкционных стеклотканей.

Электроизоляционные стеклоткани обладают высокой коррозионной устойчивостью в сочетании с превосходной прочностью. При этом они не воспламеняются и не проводят электричество, что сделало их лучшим материалом для создания печатных плат, диэлектриков (фольгированных), теплоизоляции труб. Также они применяются в качестве материала для изготовления стеклопластиковых конструкций, лодок, цистерн, различных труб.

Ровинговые стеклоткани – отличный материал для создания стеклорубероида, яхт, корпусов авто, летательных аппаратов, трубопроводов и т. п. Эти стеклоткани обладают великолепными антимагнитными свойствами, коррозионной устойчивостью, крайне низкой растяжимостью.

Кремнеземные стеклоткани обладают наивысшей устойчивостью к высоким температурам. Они легко выдерживают +1000 °С, но могу противостоять и большей температуре, если она кратковременна. Также им не страшна радиация и повышенная влажность, при которых кремнеземные стеклоткани сохраняют свои электроизоляционные свойства. Это позволило использовать такие стеклоткани для создания специальных прокладок или перегородок, которые защищают от ядерного излучения, брызг расплавленных веществ и агрессивных сред.

Правила хранения стеклоткани
Хранить рулоны стеклоткани нужно в сухом прохладном месте. Допустимы температуры хранения до 35 °С, а влажность должна составлять не более 75%. Упаковку с рулона можно снимать только непосредственно перед использованием стеклоткани. Если упаковка была повреждена во время хранения, или влажность была большой, то перед использованием следует проверить стеклоткань на пригодность.

Существует множество видов стеклоткани, но наиболее часто используемые в сочетании с эпоксидной смолой относятся к группе конструкционных. Конструкционные стеклоткани изготавливаются из волокон алюмобромсиликатного стекла, их отличает прочность и лёгкость. Применение стеклотканей данной группы довольно широко, их используют в автомобильной, судостроительной и авиационной промышленности, при изготовлении стеклопластика для окон и бассейнов, при ремонте. Конструкционная стеклоткань будет разумным выбором для ремонта, формовки пластиковых деталей, любительского судостроения.

Конструкционная стеклоткань может быть выткана несколькими способами, и тип переплетения волокон в холсте определяет свойства материала. Существует три типа плетения стеклоткани:

1. Полотняные стеклоткани состоят из волокон, переплетающихся при каждом пересечении утка и основы. Нити пересекаются под углом 90° и внешне такое переплетение напоминает шахматную доску. Такие стеклоткани являются самыми прочными, плотными и жёстким, поэтому их применяют для армирования силньнагруженных участков. С другой стороны, такие ткани нельзя использовать для армирования участков сложной формы, потому что они плохо сгибаются и не растягиваются. Такой тип плетения характерен для марок Т-23 и Т-13.

2. Стеклоткани саржевого плетения состоят из волокон переплетённых таким образом, что уточная нить пересекает нити основы через одну. Из-за чередования пересечений нитей утка и основы на поверхности ткани можно видеть хорошо узнаваемый рисунок из диагональных линий под углом 45 о. Такие стеклоткани отличаются значительно большей пластичностью, чем стеклоткани полотняного плетения. Их отличает меньшая плотность и большая способность к растяжению. Саржевые стеклоткани также пригодны для армирования и их удобно применять для создания конструкций сложной формы, с углами, выступами и изгибами.

3. Сатиновые стеклоткани получают путём рыхлого переплетения волокон. При этом на одной стороне холста преобладают нити основы, а на другом — нити утка. Приглядевшись на такой ткани можно различить диагональные полосы, но они будут идти под углом, отличающимся от характерного для саржевого плетения угла 45°. Эти ткани обладают высокой гибкостью при небольшой плотности. Эти стеклоткани следует выбирать, когда планируется изготовление изделия сложной формы. Таким типом плетения обладает марка Т-11, однако здесь хотелось бы отметить, что Т-11 имеет высокую плотность, поэтому зачастую её выбирают скорее за её прочность, чем за способность к формовке.

В качестве отдельного вида стеклоткани рассматривают стеклорогожу или ровинговую стеклоткань. За этим названием скрывается стеклоткань из алюмобромсиликатного стекла, обладающего высокой плотностью. Такая плотность достигается благодаря особому типу плетения, ровингу, который подразумевает переплетение целых волокон. Ровинговая ткань подходит для конструкций, испытывающих высокие нагрузки, но ей нельзя придать сложную форму.

Стекломат – универсальный и полезный материал из вторсырья, который пользуется особым покупательским спросом. Из материала данной статьи вы узнаете, что он собой представляет, каким бывает, где применяется и чем отличается от стеклоткани.

Что это такое и чем отличается от стеклоткани?

Стекломат – полотно из рубленых стекловолокон (равномерно распределенных стекловолоконных нитей) длиной по 5 см и более, соединенных между собой клеевой основой. Это материал белого цвета (что подходит под покраску), он совместим с полиэфирной, эпоксидной, винилэфирной смолой. Он многофункциональный, экологичный, крепкий, легкий, водонепроницаемый, термоустойчивый. Стекломат – армировщик пластических материалов. Он способен принимать любую необходимую форму, поддается механической обработке. Его свойства обусловлены строением и составом. Этот материал стоек к гниению, грибковым поражениям, плесени, его стекло в нитях обладает гибкостью. Остальная пластичность обеспечивается строением мата.

Стекловолоконный мат можно наматывать на бобину, из него можно выдавить воздух. Его выпускают в рулонах шириной 125 см. Цена на материал зависит от его плотности и вида, поэтому она колеблется от 200 до 900 рублей за погонный метр. При этом она может зависеть и от веса.

Стекломат отличается от стеклоткани строением. Стеклоткань представляет собой полотно из переплетенных нитей, его получают ткацким производством. Стекломат – это стеклоткань, волокна которой не переплетены, но соединены полимерной матрицей. Иногда он имеет структуру из рубленых хаотично расположенных волокон. Строение непрерывных волокон стеклоткани упорядоченное.

Разница между материалами заключается в типе применения и количестве слоев. Стеклоткань перед применением дорабатывают (например, пропитывают эпоксидной смолой). Стекловолоконный мат готов к использованию. Он может состоять из нескольких слоев, в то время как у стеклоткани только 1 слой.

Отличается и форма выпуска. Стеклоткань – рулонный тип материала. Стекловолоконные маты продают не только в рулонах, но и в виде пластин разной толщины и плотности. Волокна стекломата толще и жестче.

По механическим и физическим характеристикам он лучше стеклоткани. Он применяется для набора толщины и прочности основы изделия.

Использование стекломата в судостроении и машиностроении

Уникальные свойства стеклоткани позволили ей стать незаменимым элементом в изготовлении отдельных частей автомобилей. Она довольно-таки прочна, термоустойчива, прекрасно поддается обработке полиэфирными смолами и механической обработке. Очень часто автолюбители стекловолокно применяют в качестве звукоизоляционного материала в глушителях. Кроме этого, стеклопластик на основе стекловолокна и эпоксидной смолы используется при тюнингах, отдельные элементы модернизируются, например, детали салона, багажники, двери… Легкость обработки материалов на основе стекловолокна позволяет копировать практически любую форму автомобильных деталей, подверженных усовершенствованию. Различают стекломат порошковый, рубленый и эмульсионный. Последний активно применяется при ручном формовании изделий из стеклопластика. Стекломат рубленный – это, по сути, ровинг, стекловолоконный жгут высокой плотности. Порошковый вид примечателен тем, что быстро пропитывается смолами. Произведенный из него ламинат устойчив к агрессивным включениям, может похвастаться гладкостью прочностью.

К хранению стекломата не предъявляется каких-либо строгих требований, однако материал для сохранения первоначальной структуры лучше поместить в среду, где температура не будет превышать тридцати пяти градусов по Цельсию. Стекломат упакован, он должен иметь защиту от влаги. Если намокнет, то станет непригодным для дальнейшего использования.

Достоинства и недостатки стекловолокна

Сначала рассмотрим материалы по-отдельности, чтобы оценить их совместимость и установить границы применимости. У стекловолокна есть масса достоинств, но так как ни один материал не может быть идеальным, то проявляются и некоторые недостатки.

Одним из плюсов можно обозначить относительно высокую прочность. Об относительности мы говорим по той причине, что стеклопластики не могут сравниться с металлами, однако свою функцию они выполняют отлично. Рассмотрим, к примеру, применение стеклопластика в автомобиле. Из него делают бампера. Они более безопасны для пешеходов в случае ДТП, нежели металлические. Статистические же нагрузки такой бампер выдерживает с большим запасом прочности.
При отсутствии критических условий эксплуатации стекловолокно не имеет установленного ресурса. Простыми словами, стеклопластик может «служить вечно».
Волокна имеют пористую структуру, вследствие чего материал обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Стекломат и стекловату используют, как утеплитель в строительстве зданий и сооружений.
Стеклоткань для эпоксидной смолы выполнена в виде плетеных волокон. С ней очень легко работать. Смола пропитывает материал, а после застывания изделие можно обрабатывать, шлифовать и красить.
Наконец, не последним фактором является ценовая доступность. К примеру, ремкомплект для ремонта авто, куда входит смола и стекловолокно, обойдется всего в 300-400 рублей, причем основная доминанта в ценообразовании принадлежит именно смоле.

Отметим недостатки материала, хотя их можно считать условными, это означает, что в некоторых видах работ этими недостатками можно пренебречь.

Многие автовладельцы рассказывают, что после незначительных ДТП бампер автомобиля способен восстановить свою форму. Но, несмотря на эластичность стеклопластика, он считается ломким материалом. Еще раз обратимся к вышеописанному примеру, в котором сказано, что именно ломкость соответствует современным требованиям безопасности пешеходов.
Без эпоксидной смолы или альтернативной пропитки стекловолокно пропускает влагу и пыль. Материал гигроскопичен, поэтому в обособленном виде редко где применяется.

Плюсы и минусы эпоксидки

Эпоксидная смола более известна потребителю, так как ее часто используют в качестве клея. Она востребована в быту и на производстве во многих областях промышленности. Свойства эпоксидки по праву считаются уникальными, однако есть и определенные недостатки.

Высокие свойства адгезии позволяют работать с большим количеством видов материалов. Исключение составляют лишь такие, как тефлон, полиэтилен, термопласт, полипропилен, оргстекло и поликарбонат.
С помощью смолы можно клеить детали, даже если смола предназначена для заливочных работ.
Эпоксидка до востребования может храниться десятки лет, не снижая своих показателей.
Современные материалы абсолютно безопасны для здоровья человека. Смола не источает неприятных запахов, чего нельзя сказать, к примеру, о полиэфирных смолах.
Обладает влагостойкостью.
Практически не дает усадки.
Добавление наполнителей изменяет некоторые физические свойства материала. Смола для автомобильных ремонтных работ обладает повышенными показателями прочности.

Технология производства

Изготовление матов из стекловолокна состоит из нескольких процессов. Стеклянные нити располагают на конвейере, далее включают устройство, и в ходе движения на них непрерывно наносят связующий полимер. После этого волокно отправляется в сушильную печь. Затем его прокатывают. Вязкость используемого жидкого полимера во время нанесения на волокна составляет около 40 мПа*с. Тип полимера отвечает за целостность мата. Поэтому чаще его выбирают с учетом химической совместимости пластмассового материала, чью прочность нужно повысить за счет стекломата.

Наиболее распространенным вариантом связующего полимера считается полиэфирная смола. Ее в жидком виде смешивают с акселератором и катализатором. После приступают к полимеризации.

Если в работе используют эпоксидную смолу, сначала подготавливают клей в нужных пропорциях. Затем стекломат соединяется с клеем. Массу хорошо перемешивают, после чего выкладывают в специальную форму и оставляют для затвердевания на несколько часов. Пока стекломат не высох, его нельзя трогать. Избавиться от пузырей можно с помощью жесткой кисти или валика. В работе лучше пользоваться хирургическими перчатками: они недорогие и хорошо облегают кисти рук.

Стекломаты различаются типом используемых нитей, которые бывают рублеными и штапельными. Разница между ними обусловлена структурой. Волокна второго типа мягче и эластичней, рубленые – тверже и жестче. Качественный стекловолоконный мат производят из экологически чистых материалов. Он огнеупорный, легко пропитывается смолами и без особых усилий высвобождает воздушные пузырьки в ходе обработки. В зависимости от клеевой составляющей и плотности стекломаты делят на 3 типа. Каждый вид имеет свои особенности.

Эмульсионный

Стекломаты эмульсионного типа изготавливают из рубленых стекловолокон длиной до 5 см, содержащих щелочь. Их соединяют эмульсионным связующим полимером. Плотность варьируется в пределах 250-900 г/м2, их используют при ручной и закрытой формовке стеклопластиковых изделий. Продукция, созданная с помощью такого материала, прочная, стойкая к механическим повреждениям, химическому и атмосферному воздействиям. Эмульсионные стекломаты легко драпируются, отличаются высоким уровнем сцепления, удобством в работе, скорым смачиванием и пропитыванием. Совместимы с полиэфирными смолами.

Порошковый

Порошковые стекловолоконные маты производят из стекловолокон типа Е (с небольшим содержанием щелочи). В ходе изготовления их раскраивают, нарезают и склеивают с помощью порошкового замасливателя. В сравнении с предыдущим аналогом у порошкового стекломата более рыхлая структура и меньшая гибкость. Меньше и его плотность (она варьируется в пределах от 100 до 600 г/м2).

Из-за большей структурной жесткости порошковый материал хуже пропитывается и прикатывается к основе. В работе с ним используют методики прессовки, вакуумной инфузии, технологию RMT. Он подходит для работы с крупногабаритными изделиями простых форм, гладким и прозрачным типами поверхности.

Длинноволокнистый

Данный стекломат отличается разнонаправленностью волокон типа E (E-CR). Они располагаются послойно, соединяются клеевым полимером. Плотность такого вида материала может варьироваться от 100 до 900 г/м2. Его используют в конструкциях, где исключены поломки из-за ржавчины. Изделия, армированные им, получаются прочными к механическим нагрузкам.

Где применяется?

Стекломат имеет широкий спектр применения. Например, по конструкционному назначению его покупают для наращивания толщины. А также его используют в строительстве автодорог, домов и зданий разного типа, в судо- и машиностроении. Он применим для изготовления деталей автомобилей, например, с его помощью модернизируют детали салона, дверей и багажников. Сфера использования зависит от плотности стекломатов. Эмульсионные и порошковые виды материала плотностью 300, 450, 600, 900 г на 1 кв. м используют в производстве емкостей, труб, деталей транспортных средств, а также иных изделий из стеклопластика.

Аналоги с низкой плотностью (100, 150 г на 1 кв. м) применяют в производстве матрицы, внутренних слоев тары из стеклопластика, труб, частей внутренней отделки транспортных средств. Примерами продуктов, в которых использованы стекломаты, являются лодки, хоккейные борта, сантехническое оборудование, трубы, крышки, перегородки. Их применяют как звукоизоляцию в глушителях и в качестве теплоизоляционных материалов.

При равной теплопроводности с обычными утеплителями они занимают в 2 раза меньше места. Помимо этого, стекломат применяют для подиумов, как арматуру при заливке пола. Им упрочняют откосы, армируют асфальтобетонные смеси, из него делают мусорные контейнеры, антивандальные сидения, тепличные и земельные ограждения, яхтные корпусы. Работать с материалом несложно.

Как хранить?

Хранить стекломаты необходимо в запакованном виде в сухом и прохладном помещении. Рулоны упаковывают в полиэтиленовую пленку, дополнительно они уложены в коробки из картона. В зависимости от размера коробки хранят вертикально либо горизонтально. Допускается ставить маленькие палеты на большие.

Помещение, где хранят стекломаты, должно быть хорошо проветриваемым. Извлекать материал из упаковки можно непосредственно перед применением. При этом нельзя допускать, чтобы на изделие попадала жидкость. При хранении во влажном помещении материал теряет годность.

При соблюдении условий хранения стекловолоконные маты могут храниться десятилетиями.

Читайте также: