Kokios yra stiklo pluošto šiluminių savybių charakteristikos? Kokios jo taikymo sritys ir pagrindiniai techniniai aspektai?

Pagrindinės šiluminės charakteristikos

 

1. Puiki šilumos izoliacija (mažas šilumos laidumas)

 

Stiklo pluoštas pasižymi itin mažu šilumos laidumu. Kambario temperatūroje (apie 25 laipsnius) jo tipinis šilumos laidumas yra apie 0,027 W/(m·K).

Ši vertė yra žymiai mažesnė nei daugumos metalinių medžiagų (pvz., plieno apie 50 W/(m·K), aliuminio apie 237 W/(m·K)), taip pat žymiai mažesnė nei daugelio dažniausiai naudojamų statybinių ir pramoninių medžiagų (pvz., betono apie 1,7 W/(m·K), medienos apie 0,1–0,2 W/(m·K)).

 

Šis itin mažas šilumos laidumas reiškia, kad stiklo pluoštas veiksmingai trukdo šilumos perdavimui, todėl jis yra labai-naši šilumos izoliacinė medžiaga.

 

Temperatūros poveikis: Didėjant aplinkos temperatūrai, stiklo pluošto šilumos laidumas šiek tiek padidėja, tačiau jo esminė žemo šilumos laidumo charakteristika išlaikoma gana plačiame temperatūrų diapazone, todėl tinka šilumos izoliacijai vidutinės ir aukštos temperatūros sąlygomis.

 

2. Puikus atsparumas-aukštai temperatūrai ir ne{2}}degumas

 

Palyginti su organiniais pluoštais (tokiais kaip medvilnė, vilna, poliesteris, nailonas, aramidas ir kt.), stiklo pluoštas pasižymi itin dideliu atsparumu karščiui.

 

Jo minkštėjimo temperatūra siekia net 550 laipsnių - 750 laipsnių. Tai reiškia, kad žemiau šio temperatūros diapazono stiklo pluoštas išlaiko pakankamą konstrukcinį stiprumą ir morfologinį stabilumą, nesuminkštėdamas ir nedeformuodamas.

 

Pagrindinis privalumas: ne{0}}degi. Stiklo pluoštas yra neorganinė silikatinė medžiaga, kuri nedega aukštoje temperatūroje ir neišskiria toksiškų dūmų. Dėl šios savybės jis idealiai tinka priešgaisrinės saugos reikmėms (pvz., ugniai atspari pastatų izoliacija, priešgaisrinės antklodės, priešgaisrinės užuolaidos ir aukštos temperatūros vamzdžių apkala).

 

3. Terminis susitraukimas ir jo poveikis kompozitinėms medžiagoms

 

Nors paties stiklo pluošto mechaninės savybės reikšmingai nesikeičia, kai jis kaitinamas iki gerokai žemesnės nei jo minkštėjimo temperatūros, terminis susitraukimas vyksta.

 

Kompozitinių medžiagų asociacinė rizika: šis terminio susitraukimo elgesys yra labai svarbus dervos{0}}kompozitams (stiklo pluoštui), sustiprintiems stiklo pluoštu. Jei stiklo pluošto ir dervos matricos sąsajos sukibimas yra prastas (pvz., netinkamai parinktas drėkinamasis agentas arba netolygi danga, dėl kurios blogai sujungiama), kartojant gaminio šildymo ir vėsinimo ciklus (šiluminį ciklą):

 

· Pluoštas ir derva deformuos skirtingai dėl jų šiluminio plėtimosi/susitraukimo koeficientų skirtumo.

 

· Prasta sąsaja negali veiksmingai perkelti įtempių ar koordinuoti deformacijos.

 

· Ilgainiui tai gali lemti pluošto ir dervos matricos sąsajos atjungimą (atskyrimą).

 

· Pasekmės: sąsajos atskyrimas labai susilpnina kompozitinės medžiagos vientisumą, tampa įtempių koncentracijos tašku ir įtrūkimų atsiradimo šaltiniu, todėl labai sumažėja gaminio mechaninis stiprumas (ypač tarpsluoksninis atsparumas šlyčiai ir atsparumas nuovargiui), o tai turi įtakos ilgalaikiam{0}}patikimumui ir patvarumui.

 

 

Taikymo sritys: sprendimai aukštai{0}}temperatūrai ir šilumos izoliacijai

 

Remiantis aukščiau nurodytomis unikaliomis šiluminėmis savybėmis, stiklo pluoštas plačiai naudojamas:

 

• Pastato šilumos izoliacija: stiklo vata, izoliacinis veltinis/plokštė, naudojama sienų, stogo ir vamzdžių izoliacijai, taupanti energiją ir mažinant sąnaudas.

 

• Pramoninė aukštos{0} temperatūros izoliacija: aukštos temperatūros krosnių, vamzdynų ir įrangos izoliacijos sluoksniai; šilumos sistemos izoliacija; energijos taupymas.

 

• Priešgaisrinė sauga: Ugniai atsparios durų šerdies medžiagos, ugniai atsparios pertvaros, priešgaisrinės antklodės, priešgaisrinių kostiumų izoliacijos sluoksniai, ugniai atsparus kabelių apvyniojimas.

 

• Orlaiviai ir transportas: šilumos izoliacija, garso izoliacija ir ugniai atsparios medžiagos, skirtos orlaiviams, laivams ir greitaeigiams{0}}traukiniams.

 

• Buitiniai prietaisai: šiluminės izoliacijos padėklai, skirti aukštos{0}}temperatūriniams prietaisams, pvz., orkaitėms, kepsninėms ir džiovintuvams.

 

Santrauka

 

Stiklo pluoštas, pasižymintis itin mažu šilumos laidumu (puikia izoliacija), itin aukšta minkštėjimo temperatūra ir ne-degiu (puikus atsparumas aukštai-temperatūrai ir priešgaisrinė sauga), užtvirtino savo pagrindinę poziciją aukštos-temperatūrinės izoliacijos ir priešgaisrinės saugos srityse. Tačiau jam būdingos šiluminio susitraukimo savybės taip pat primena, kad naudojant kompozicines medžiagas (ypač tuos, kuriems reikalingas terminis ciklas) labai svarbu užtikrinti tvirtą sąsajos ryšį tarp pluošto ir dervos. Sąsajos stiprinimas optimizuojant sluoksniavimo medžiagų formulę (ypač jungiamąsias medžiagas) ir proceso kontrolę yra labai svarbus norint visiškai išnaudoti stiklo pluošto stiprinamąjį poveikį ir užtikrinti ilgalaikį -kompozitinių medžiagų veikimo stabilumą šiluminėmis sąlygomis.