Композитные материалы

 

 

 

Композитные материалы

О стеклопластике

Многое из того, чем мы пользуемся в повседневной жизни, подарил нам научно-технический прогресс. Как правило, мы даже не задумываемся о том, как произошла та или иная вещь, а еще меньше мы задумываемся о том, из каких материалов делают эти вещи. Этих материалов такое великое множество, что я даже не буду браться за то, чтобы описать всех их в данной статье. Технологии и открытия в нашем современном мире, и не только,  вобрал в себя композитный материал, на нем и остановимся. Речь пойдет о композитном материале.

Наука трактует понятие “композитный материал” следующим образом: "Композиционные материалы представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.); при этом композиционные материалы позволяют эффективно использовать индивидуальные свойства составляющих композиции". 

Волокнистые композиционные материалы получили широкое распространение в технике. Они армированы  высокопрочным и высокомодульным непрерывным волокном, в котором армирующие элементы переносят основную нагрузку, когда матрица в свою очередь передает напряжение волокнам. 

Данный материал используется испокон веков хоть и не в науке. Сомневаюсь, что в древней Руси или в средневековья, кто-либо задумывался о научном подходе к вещам, которыми пользовались и передавали из поколения к поколению. Прояснить ситуацию нам поможет не большой экскурс в историю. Композит использовали в первые во времена татаро-монгол. Татаро-монгольский лук, уникален по своим боевым способностям. Его отличие от других аналогов в следующем: английские луки давали возможность посылать стрелы на внушительные расстояния, но минусом являлся их огромный размер, и пользоваться им могли только специально обученные лучники. Сидя на лошади, пользоваться этим луком было крайне проблематично, а в боевых действиях крупных масштабов, и вовсе нереально. Уменьшение лука в размерах, не давало желаемого результата, древесина, из которой собственно и сделан лук, просто-напросто ломалась при нагрузке. А вот воины Чингиз Хана пользовались короткими луками и они прекрасно справлялись с заданной задачей, и в пешем бою, и в стрельбе с лошади, так как сделаны они были из композитного материала. Лук сочетал в себе твердые пластины сделанные из рога буйвола, которые обеспечивали максимальную упругость, обработанные шкуры и сухожилья, которые покрывали твердые пластины, что придавало эластичность. Это придало оружию прекрасную упругость, и при нагрузке оно не ломалось.

Уделим внимание одному из композитных материалов, он широко применяется в современной промышленности, этим материалом является стеклопластик

Определение: Стеклопластики - композиционные материалы, состоящие из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (ровингов),  стеклотканей, стекломатов, рубленых волокон; связующим - полиэфирные смолы, феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, полиамиды, алифатические полиамиды, поликарбонаты и др.

Диэлектрические и прочностные свойства, сравнительно низкая плотность, теплопроводность, высокая атмосферостойкость, водостойкость, химстойкость – это про стеклопластик! 

Мы практически везде встречаем его в нашей повседневной жизни - бампер Вашей машины, споллеры, яхты, джакузи, сами ванны, катера и многое многое другое, все перечислить просто не предоставляется возможным, да и нет необходимости. Совершенно очевидно, что как материал, стеклопластик переносит нагрузки абсолютно разной силы. 

Начинается производство вещей из стеклопластика с того, что разрабатывается и определяется необходимая характеристика материала, для того, чтобы использовать в конкретных условиях эксплуатации. На этом этапе, закладывают технологические цепочки производственного процесса, определяют тип применяемого элемента будущего стеклопластика. Эта работа крайне кропотлива и сложна, занимаются ею технологические отделы целых предприятий, которые специализируются на производстве стеклопластика. Работать абы как, положившись на волю случая, тут никак не получится. Для изготовления стеклопластика применяют разнообразные типы и виды смолы, стеклоармирующие материалы, гелькоуты, подбирают необходимые отверждающие агенты, наполнители и прочее, химические элементы и вспомогательные материалы, которые позволяют добиться получения материала для конкретных задач и целей. 

Чтобы изделие отвечало необходимым требованиям, и не приходило в негодность, нужно для каждого сооружения в отдельности применять нужные для его изготовления компоненты. Применение одних и тех же компонентов для изготовления разных сооружений влечет за собой брак - сооружения не будут отвечать необходимым требованиям и не смогут выполнять в полной мере свое предназначение. Экономить не следует, так как эта экономия, ой как дорого может Вам обойтись. Используя дешевые, материалы, не предназначенные для производства конкретного изделия, с одной стороны, конечно же, приведет к экономии и более дешевому конечному продукту, но, в конечном счете, у Вас получится изделие, не отвечающее техническим требованиям. Вполне уместна будет поговорка – “скупой платит дважды”.

Тем не менее, получить продукт высокого качества и отвечающего всем необходимым требованиям, по приемлемой цене, можно. Чтобы добиться этого, нужно чтобы производственные процессы были автоматизированы по максимуму, ручной труд как известно, необходимым качеством не обеспечивает и значительно повышает цену конечного продукта. Изготавливая стеклопластик с большой площадью поверхности и высокой прочности, ручной труд неуместен, потому как не является возможным по всей площади соблюсти одинакового качества. Это приводит к нарушению целостности конечного изделия. 

Таким образом, специализированные производственные предприятия в производстве используют специальные дорогие стекломатериалы и смолы, и цена на продукт выходит вполне адекватной. На сегодняшний день, соотношение цены и качества в мире бизнеса, в приоритете, особенно в производстве изделий из стеклопластика. 

Практика нам показывает, что кустарным методом выполненные сложные технические изделия, приобретать не следует.