Минеральное волокно что это

Что такое волокна? Виды и свойства волокон

Что такое волокна? Это тонкие нити, длина которых, как минимум, в сто раз больше ширины. Они могут возникать как естественным путем, так и могут быть получены искусственно. Эта единица материи характеризуется такими свойствами, как сплоченность, эластичность, гибкость, тонкость, и однородность. Так какие существуют волокна? Прежде всего, они подразделяются на натуральные (природные) и искусственные.

Что такое волокна натурального происхождения

Это все волокна, которые происходят из природных источников, из них может формироваться растительная ткань, минеральное вещество или текстиль. Такие волокна являются биоразлагаемым и возобновляемым ресурсом. Они легко доступны из природных материалов и, как правило, имеют низкую стоимость за единицу объема. Эти волокна классифицируются по происхождению:

Белковые нити

Состоят в основном из биологически значимых белков удлиненной формы. К ним относятся коллаген – образует часть мышечной, нервной, соединительной или другой ткани в организме человека или животного; и кератин – основной элемент волоса, кожи и ногтей.

Свойства волокон натурального происхождения

Все натуральные волокна особенно чувствительны к микробам разложения, включая плесень и гниль. Целлюлозные волокна разлагаются аэробными бактериями (получающими энергию от кислорода) и грибами. Они распадаются при высокой влажности, высоких температурах и, особенно, при отсутствии света. Термиты и серебряные рыбы тоже опасны для целлюлозы.

Шерсть и шелк подвержены не только микробному разложению бактериями и плесенью, но и повреждению от моли и ковровых жуков.

Свойства минеральных волокон

Что такое волокна минеральные и каковы их свойства? Большинство форм асбеста для всех практических целей являются инертными. Это то качество, которое делает его таким желанным в промышленности. Асбест нерастворим в воде и в органических растворителях, он обладает огромной термостойкостью, термическим и электрическим сопротивлением, не воспламеняется, а его прочность на растяжение превышает прочность стали. Асбестовые волокна не имеют заметного запаха или вкуса. Они чаще применяются в качестве наполнителей в теплоизоляционных и огнезащитных материалах.

Волокна искусственного происхождения

Это волокна, в которых либо основные химические звенья были сформированы химическим синтезом с последующим образованием волокон, либо полимеры из природных источников были растворены и регенерированы после прохождения через фильеру с образованием волокон.

Искусственные волокна подразделяются на три класса.

Их свойства

По сути, все эти волокна имеют общие характеристики: прочность, ударная вязкость, устойчивость к теплу и плесени, а также способность удерживать прессованную форму. Тем не менее, неорганические волокна трудно обрабатывать традиционными текстильными технологиями, такими как плетение или вязание, из-за того, что они легко ломаются при изгибе, а также обладают высокими коэффициентами трения с металлами.

В данной статье мы рассмотрели, какие волокна бывают и какими свойствами обладают.

Источник

минеральное волокно

3.16 минеральное волокно: Общий термин для всех неметаллических неорганических волокон.

Смотреть что такое «минеральное волокно» в других словарях:

минеральное волокно — Волокнистый теплоизоляц. материал из расплавов шлаков и горных пород для использов. при Справочник технического переводчика

минеральное волокно — [mineral fiber] волокнистый теплоизоляционный материал из расплавов шлаков и горных пород для использования при Энциклопедический словарь по металлургии

Минеральное волокно, полученное искусственным способом — – неорганическое волокно, полученное из расплава горной породы, шлака, стекла, оксидов металлов или глины. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Теплоизоляционные свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

минеральное волокно, полученное искусственным способом — 3.16.1 минеральное волокно, полученное искусственным способом: Неорганическое волокно, полученное из расплава горной породы, шлака, стекла, оксидов металлов или глины. Источник: ГОСТ Р 52953 2008: Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Волокно — Волокно (мн.ч. волокна) класс материалов, состоящий из непрядёных нитей материала или длинных тонких отрезков нити. Волокно используется в природе как животными, так и растениями для удержания тканей (биологических). Волокно… … Википедия

волокно минеральное — волокно, получаемое из минерального расплава [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные изделия прочие EN mineral fibre DE Mineralfaser FR fibre minérale … Справочник технического переводчика

Волокно — Смотри также: углеродное волокно минеральное волокно порошковое волокно керамическое волокно … Энциклопедический словарь по металлургии

Волокно минеральное, полученное искусственным способом — – неорганическое волокно, полученное из расплава горной породы, шлака, стекла, оксидов металлов или глины. [ГОСТ Р 52953 2008] Рубрика термина: Теплоизоляционные свойства материалов Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ВОЛОКНО МИНЕРАЛЬНОЕ — волокно, получаемое из минерального расплава (Болгарский язык; Български) минерално влакно (Чешский язык; Čeština) minerální vlákno (Немецкий язык; Deutsch) Mineralfaser (Венгерский язык; Magyar) ásványi szál (Монгольский язык) эрдсэн хялгас… … Строительный словарь

углеродное волокно — [carbon fiber] волокно, состоящее в основном из углерода. Углеродное волокно обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон. Температура обработки может быть Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Искусственные минеральные волокна: защита, изоляция, фильтрация

Различные неорганические материалы изготавливаются в тонкие волокна и используются для структурного упрочнения или изоляции; они известны как искусственные минеральные волокна (ИМВ). Виды искусственных минеральных волокон называются: минеральная вата (которая включает в себя минеральную шерсть, шлаковую вату и стекловату), непрерывные элементарные нити, сверхтонкое и огнеупорное (или керамическое) искусственное минеральное волокно. Названия этих классов материалов имеют разное происхождение и не обязательно являются взаимоисключающими.

Что такое искусственные минеральные волокна?

Термин ИМВ является общим названием для широкого спектра изготовленных волокнистых материалов. Они имеют шерстяную консистенцию, обычно выполненную из расплавленного стекла, камня или шлака. Индивидуально они могут быть известны как стекловата, каменная вата или шлаковая шерсть в соответствии с материалами, из которых они изготовлены. Этот термин не включает встречающиеся в природе силикатные волокна, такие как асбест. Он также не включает искусственные органические волокна, такие как нейлон и искусственный шелк.

Существует множество разнообразных ИМВ. Используется минеральное волокно, изготовленное человеком:

как тепловая и акустическая изоляция зданий и технологических установок для противопожарной защиты зданий для изоляции труб для высокоэффективной фильтрации как замена асбеста, использование которого теперь запрещено ИМВ обычно используется в изоляционных плитах, одеялах с целью термообработки, в качестве электрической изоляции и в армировании пластика и цемента.

Обычно используемое искусственное минеральное волокно

Некоторые из широко используемых искусственных минеральных волокон:

Стекловолокно

Стекловолокно производится различными методами, которые зависят от требуемого конечного продукта (например, твердого тела, мата или веревки). Например, оно может быть изготовлено из минеральной ваты и использовано для изоляции. Минеральная вата также может быть увеличена по плотности и усилена для получения предварительно сформированной жесткой секции, которая будет использоваться в качестве изоляции трубы.

Полученное стекло имеет средний диаметр около 4-9 мкм, что находится в диапазоне вдыхаемого воздуха. Стекловолокно также может содержать сферические частицы стекла. Эти сферические частицы обычно имеют диаметр 100 мкм.

Каменная шерсть

Каменную шерсть получают путем плавления смеси металлургического и химического шлака с базальтовой породой с использованием аналогичных методов, применяемых при производстве стекловолокна. Полученная каменная вата используется как теплоизоляция и как звукопоглощающий материал. Она также обладает высокой устойчивостью к температурам до 600°C и не зависит от воды. Она используется как теплоизоляция в промышленных установках, трубах и котлах и т. д., а также для строительства изоляционных стен и крыш. Каменная шерсть также широко используется в качестве звукопоглощающего материала для телевизионных, радио- и драматических студий.

Керамическое волокно

Керамические волокна изготавливаются из той же группы алюмосиликатов, которые используются в керамической промышленности и также известны как «Алюминесиликатные керамические волокна» и «Огнеупорные волокна».

Керамические волокна изготавливаются и используются во всем мире с 1940-х годов. Они производятся при температуре 2000°C, а изготовленный материал способен выдерживать температуры от 1260°C до 1400°C. Материал также устойчив к воде и большинству химических веществ и используется для производства высокотемпературных огнеупорных прокладок, теплоизоляционных покрытий, войлок, канатов, прокладок и бумаги.

Источник

Минеральные волокна

Лубяные волокна

Листовые волокна

Требования к покрытию

1. ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЮ

1.1. Покрытие следует применять для огнезащиты конструкций, эксплуатируемых внутри помещений с неагрессивной средой и относительной влажностью воздуха не более 75%.

1.2. Материалы для приготовления состава покрытия, а также технология его нанесения на конструкции должны удовлетворять требованиям, приведенным в обязательном приложении.

1.3. Пределы огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины слоя покрытия приведены в табл.1.

Толщина огнезащитного покрытия, мм

Предел огнестойкости конструкций, ч, не менее

1.4. Предельное отклонение толщины нанесенного слоя покрытия от проектной в сторону уменьшения не должно превышать 5%.

1.5. Покрытие не должно иметь трещин, отслоений, вздутий.

1.6. Основные физико-механические показатели покрытия должны соответствовать приведенным в табл.2.

Плотность покрытия, кг/м, не более

Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см), не менее

1.7. Покрытие состоит из следующих компонентов: гранулированного минерального волокна, жидкого стекла и нефелинового антипирена.

1.8. Расход компонентов на 1 мпокрытия с учетом производственных потерь приведен в табл.3.

Расход на 1 мпокрытия, кг

Гранулированное минеральное волокно

Жидкое стекло плотностью 1,2 г/см

1.9. Компонент покрытия – гранулированное минеральное волокно, изготавливаемое в соответствии с п.2.2 обязательного приложения к настоящему стандарту, влажностью не более 2%.

1.10. Компонент покрытия – калиевое жидкое стекло с модулем 2,6-2,8 по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке, или натриевое жидкое стекло с модулем 2,6-2,8 по ГОСТ 13078-81.

1.11. Компонент покрытия – нефелиновый антипирен в виде мелкодисперсного порошка по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.12. Компоненты покрытия должны поставляться: жидкое стекло – в металлических бочках, минеральное волокно и антипирен – в полиэтиленовых или бумажных мешках, а храниться в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Волокнистые наполнители

Базой для такого вида наполнителей являются длинные или короткие элементарные волокна, как гибкие, так и хрупкие. Как правило, волокнистые композиты получают для придание высокомолекулярному соединению особых прочностных свойств. Для этого используют высокопрочные волокна из стекла, углерода (в числе углеродные нановолокна или нанотрубки), бора, полимерные волокна, реже металла, карбидов, нитридов, оксидов и других неорганических соединений. Также применяются органические волокна растительного происхождения, например упомянутое ранее хлопковое волокно.

В составе наполнителей используются рубленые коротко- и длинноволокнистые и непрерывные волокна. Ввиду этого волокнистый композит может обладать свойствами похожими на материал с применением дисперсного вида, так и сильно отличаться от последних и иметь резко выраженные армированные или усиленные. При применении рубленых волокон полученные материалы обычно без труда перерабатываются стандартными методами переработки пластмасс, например экструзией и литьем под давлением. При использовании длинноволокнистого наполнителя такие методы не всегда доступны. Применение некоторых видов волокон может повысить механические свойства готового композита в десятки и сотни по сравнению с исходным полимером.

Рис.1. Изделие технического назначения из ПА, наполненного стекловолокном

Самым популярным волокнистым наполнителем в области переработки пластмасс является стекловолокно. В промышленности выпускается много различных марок стеклянных волокон, которые различаются по геометрии, химсоставу и прочностным характеристикам, однако в большинстве своем они достаточно доступны по стоимости. Стекловолокно используется почти со всеми крупнотоннажными термопластичными пластиками, например полиамидом, полиэтиленом, полипропиленом, поликарбонатом, поливинилхлоридом и т.д. При этом стекловолокно также активно применяется для усиления термореактивных полимеров, например материалов на основе эпоксидных и фенолформальдегидных смол, ненасыщенных полиэфиров и т.д.

Термопласты обычно наполняют до 40% стекловолокна, реже до 70%. Реактопласты наполняют стекловолокном в количестве до 80%. Стекловолокно имеет и недоставки – это его высокая хрупкость и снижающие адгезию к полимерной матрице аппретирующие покрытия, применяющиеся при производстве волокна.

Текст

1,7-3,4 7 947112 8изобрете ния ЕеО 5,9 17,ОРеО 1 3,2-14,4МиО ( ),08-0,2СаО 4,3-7,83 Р 8,5-13, 11, 1-2,80,3-2,1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 581104, кл, С 03 С 13/00, 1976,2

Авторское свидетельство СССРМо 649670, кл, С 03 С 13/00, 1977.Составитель И, Ильиных Редактор В, Петраш Техред Т,фанта Корректор Е. Рошко Заказ 5515/35 Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по репам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП “Патент”, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Базальтовые супертонкие и тонкие штапельные волокна. Области применения.

Благодаря низкой себестоимости производства материалы из базальтовых штапельных тонких волокон имеют широкое применение.

Промышленное гражданское строительство – теплоизоляция ограждающих конструкций, перекрытий, крыш, фасадное утепление зданий.Системы противопожарной защиты зданий, сооружений металлоконструкций.Теплоизоляция паропроводов и теплотрасс. Теплоизоляция в промышленности – печи и термическое оборудование.

Благодаря низкой себестоимости производства материалы из базальтовых штапельных тонких волокон имеют широкое применение.

Применение базальтового супертонкого волокна и материалов БСТВ

Энергетика – атомные, тепловые электростанции, турбины, теплоцентрали, паровые котлы, теплотрассы; тепло и звукоизоляция термического оборудования.

Противопожарные материалы систем противопожарной защиты: брандмауэры, защита ответственных металлоконструкций, противопожарные двери, кабельные проходки и др.

Производство керамики, фарфора, строительных материалов – теплоизоляция печей и оборудования при производстве керамических и фарфоровых изделий (посуды, ваз, сантехнических изделий и др.), печи для производства кирпича, керамической плитки.

Машиностроение – теплоизоляция термического оборудования, нагревательных, закалочных печей, тепловых магистралей.

Авиационная промышленность – теплозвукоизолирующие маты, обшитые гидроизолирующей тканью для теплозвукоизоляции двигателей и фюзеляжа. В космических кораблях «Союз» использовалось БСТВ. Материалы подтвердили высокое качество.

Судостроение – теплоизоляционные плиты на неорганическом связующем для теплозвукоизоляции судовых установок, оборудования, корпусов кораблей, переборок.

Криогенная техника и оборудование – утеплительные материалы при производстве сжиженных газов, жидкого кислорода и др.

Металлургия – материалы для теплоизоляции различных видов технологических печей и термического оборудования, регенераторов, рекуператоров, трубопроводов, коммуникаций.

Химическая и нефтехимическая промышленность – теплоизоляция термического оборудования, нагревательных печей, сушильных камер, паровых котлов, паропроводов, теплотрасс; негорючие, огнестойкие материалы для противопожарной защиты оборудования и объектов.

Производство строительных материалов и конструкций – утепленные панели для сборных домов и конструкций, перекрытий; подвесные потолки, противопожарные переборки, брандмауэры, огнестойкие двери, строительные пластики.

Фильтры. БСТВ широко применяется для производства фильтровальных материалов и изделий, фильтров тонкой очистки воздушных и жидких сред, высокотемпературных фильтров. БСТВ, произведенное при температуре 1400 – 1500°С, является идеальным материалом для гидропоники при выращивании бактериальных культур, рассады растений и др.

Бытовая техника – теплоизоляция газовых и электрических плит, духовок, электрических печей.

См. также:Технологии и оборудование производства супертонкого базальтового волокнаТехнологическое оборудование производства теплоизоляционных плит

Сфера применения

Для изготовления минваты используется расплав стекла, доменных шлаков, горных пород вулканического происхождения. При помощи центрифуги из расплава получают волокна, которые смешивают со связующим веществом синтетического происхождения. Из получившейся массы формуют плиты минераловатные, которые различаются по размерам, плотности и жесткости.

Теплоизоляционные плиты из минеральных волокон применяются для тепло- и шумоизоляции:

Пример пирога стены с применением минваты

Характеристики тканных наполнителей для полимерных композиционных материалов

Характерным параметром для описания тканых материалов является ее плотность, которая характеризует количество нитей на единицу ширины (по основе) или длины (по утку) ткани. Плотность ткани характеризует частоту расположения нитей в ткани. Чем дальше расположены нити одна от другой, тем плотность меньше, т. е. ткань реже. Чем ближе расположены нити одна к другой, тем плотность больше, т. е. ткань плотнее.

Толщина ткани зависит от толщины нитей или от номера пряжи, из которой она выработана, и от ее строения. Толщина колеблется от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Физико-механические свойства ткани характеризуются разрушающим напряжением и удлинением. Разрушающую нагрузку, предел прочности определяют как по основе, так и по утку. Удлинение – увеличение длины образца при действии на него растягивающей нагрузки. Обычно удлинение выражается в процентах от начальной длины образца.

Определение механических характеристик волокнистых наполнителей (нитей, жгутов, тканей) проводят по ГОСТ 6943.10–79

Неуравновешенность тканых наполнителей

Ткани саржевого и сатинового переплетения неуравновешены по рисунку переплетения, так как на одной поверхности полотнища (лицевой стороне), например, в направлении основы, преобладают прямолинейные нити основы, на противоположной поверхности (изнаночной стороне) в том же направлении – поперечные уточные нити. Если ткань такой структуры пропитать связующим и отпрессовать из нее однослойную пластинку, то она после охлаждения и извлечения из под плит пресса изогнется, так как лицевая и изнаночная стороны пластинки имеют различные термоупругие свойства.

Для тканей любого переплетения, изготовленных из сильно крученых нитей, характерна неуравновешенность по крутке. Крутящие моменты, заложенные в каждую нить, вызывают закручивание ткани и приводят к потере плоскостности тонкостенных пластинок, изготовленных из материалов, наполненных такими тканями.

Деформационные характеристики тканых наполнителей

Тканые наполнители являются упругими пористыми материалами. При формовании наполнитель подвергается деформированию, при этом изменяется толщина пакета, его пористость, а в волокнах накапливаются упругие деформации и соответствующие им напряжения. Поэтому для получения изделий определенных размеров и монолитного материала с заданным соотношением компонентов необходимо знать о деформационных свойствах наполнителя.

Основной деформационной характеристикой тканых наполнителей является эффективная жесткость, которая зависит от типа использованных для изготовления тканей волокон и порядка их организации. Эффективную жесткость определяют при растяжении наполнителей в направлении основы или утка, а также при сжатии перпендикулярно плоскости наполнителя. Чаще всего величину жесткости определяют по экспериментальному графику давление–толщина. По данной деформационной кривой можно определить изменение пористости материала при увеличении давления.

Способность к пропитке тканых наполнителей

Важнейшей особенностью листовых и объемных наполнителей, в первую очередь тканей, является резко выраженная зависимость их способности к пропитке и смачиванию жидкими композициями от текстуры и направления в плоскости (по утку или основе).

Кювета для определения смачиваемости тканных наполнителей

Рисунок 2: Кювета для определения смачиваемости наполнителя:

1 – кювета;2 – полоски наполнителя; 3 – связующее; 4 – крышка кюветы; 5 –уплотнительная прокладка;

Способность к смачиванию характеризуется предельной высотой поднятия жидкости по наполнителю и временем достижения предельной высоты.

Другие виды наполнителей

Прочие виды рассматриваемых добавок для полимеров применяются реже. Тканые наполнители состоят в основном из стеклянных, хлопчатобумажных и углеродных тканей. Они применяются для изготовления высокопрочных пластиков с анизотропными свойствами. Тканые наполнители чаще всего сочетают с термореактивными полимерами. Связующим для таких пластиков могут быть эпоксидные олигомеры, ненасыщенные полиэфиры, но может быть и полиамид. Количество наполнителя в таком композите достигает 40-85%.

Рис. 2. Декоративный слоистый пластик

Также применяются нетканые наполнители, которые нельзя отнести к волокнистым или дисперсным. К ним относятся различные сетки, картон, бумага, войлочные маты, и пр. Как правило эти материалы пропитывают растворами связующего (чаще всего реактопластов). Затем полученный композит сушат для испарения растворителя и перерабатывают в готовую продукцию методом холодного прессования. Таким образом производят слоистые пластики. Метод был популярен в 20-м веке, однако в последние годы уступает более производительным технологиям переработки пластмасс, таким как экструзия.

Минеральное волокно

Минеральное волокно изгшилляют в основном путем раздува расплава горных пород ли шлаков паром или сжатым воздухом, а также центробежни-дутьевым методом. Стеклянное волокно является разновидностью минерального волокна. Стеклянные волокна обычно длиннее и тоньше волокон минеральной ваты, а Содержание корольков значительно меньше.

Минеральные волокна ( вату) получают из расплавов горных пород ( базальта, перлита, андезита, гранита и др.) или из доменных шкалов. Волокна имеют стеклообразное состояние. Длина отдельных штапельных волокон составляет от 2 до 60 мм. Диаметр минеральных волокон может составлять в зависимости от качества от 2 до 50 мкм. Содержание неволокнистых включений – корольков должно быть ограничено.

Минеральные волокна – асбест, стеклянное и металлическое волокно – применяются преимущественно для технических целей, например, для несгораемых тканей, и реже – для бытовых изделий.

Процесс получения минерального волокна из силикатного расплава состоит в превращении струи расплава в тонкие минеральные волокна.

Процесс получения минерального волокна из силикатного расплава состоит в превращении струи расплава в тонкие минеральные волокна путем распыления струи паром, сжатым воздухом, газом или использования центробежной силы вращающегося диска, на который падает струя силикатного расплава. Сырье для изготовления минеральной ваты должно содержать минимальное количество соединений железа, серы и марганца.

При образовании минерального волокна кроме вязкости силикатного расплава имеет большое значение его поверхностное натяжение. Для понижения поверхностного натяжения и образования более тонких и длинных волокон вводится небольшое количество парафинового масла, которое обволакивает тончайшей пленкой частички расплава, вытягиваемые в волокна.

Процесс получения минерального волокна этим способом состоит в том, что силикатный расплав раздувается газовой струей, имеющей скорость 500 – 600 м / сек и температуру 700 – 800 С. Высокая температура газовой струи по сравнению с паровой ( 160 – 170 С) создает лучшие условия для вытягивания волокон.

Встречающиеся в природе минеральные волокна типа асбеста существуют в виде поликристаллической структуры, которая имеет склонность расщепляться в продольной плоскости, образуя более тонкие волокна с более высоким соотношением длина / толщина, токсичность которых потенциально более высока. Огромное большинство искусственных волокон имеет некристаллическую или аморфную структуру и расщепляется перпендикулярно продольной плоскости на более короткие волокна.

Центробежный способ получения минерального волокна относится к 1940 – 1943 гг. и основан на использовании центробежной силы вращающегося диска, на который падает струя силикатного расплава.

Одной из разновидностей минерального волокна является базальтовое волокно, производство которого освоено сравнительно недавно. Базальтовое волокно отличается весьма малым диаметром волокон, малой объемной массой и теплопроводностью, более высокой эластичностью по сравнению с обычной минеральной ватой. Основным сырьем для него служат породы габбро-базальтового типа, химический состав которых близок к составу шихт для производства минеральной ваты.

Технологический процесс получения минерального волокна из силикатного расплава состоит в превращении струи расплава в тонкие минеральные волокна. Существуют три способа получения минерального волокна: дутьевой, центробежный и комбинированный.

Источник