ОБЪЕДИНЕНИЕ УПРОЧНЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Моноволокна, полученные различными методами, могут быть использованы для упрочнения композиционных материалов. Однако часто волокна объединяются в пряжу. Пряжей называется нить из волокон, соединенных при помощи кручения [4]. Пряжа бывает однородной, т. е. полученной из одинаковых волокон, и смешанной (из смеси различных волокон). Пряжа может быть использована для армирования композитов в виде нитей, а также в виде тканей.

Для оценки линейной плотности волокон или нитей часто используют внештатную единицу – текс. Текс – это отношение массы нити (волокна) т к длине L.1 текс = 1 г/км = 1 мг/м. В номерной системе величина N показывает, сколько метров нити содержится в единице массы, например в 1 г.

N=L/m (7.1)

Ткани, полученные ткацкой переработкой нитей и волокон, являются результатом закономерного переплетения продольно расположенных элементов (основы) и элементов поперечного расположения (утка). По конструктивному признаку различают матриалы с полотняным, ситцевым, сатиновым, саржевым и трикотажным типом переплетения (рис. 7.1) [5].

Рис 7.1. Классификация тканных армирующих материалов

Основными техническими характеристиками тканей являются: состав волокна, вид переплетения, способ отделки, ширина, толщина, масса квадратного метра, число нитей основы и утка на единицу длины (плотность ткани), разрывная нагрузка, удлинение при разрыве.

По ширине ткани подразделяют на узкие (40...75 см), средней ширины (75..100 см), широкие (100...150 см), очень широкие (150...200 см и более). При ширине 0,5...7,5 см ткани называют лентами [5]. Если масса одного квадратного метра ткани составляет до 100 г, то в этом случае ее считают легкой. При виличине 100...500 г/м² речь идет о тканях средней массы и более 500 г/м²– о тяжелых тканях.Схемы строения тканей полотняного и саржевого переплетения приведены на рис. 7.2, а,б [1].

Рис 7.2 Схемы полотняного (а) и саржевого (б) плетения нитей в тканях

В качестве примера в табл. 7.1. [5] приведены характеристики тканей, полученных на основе органических волокон. Недостатком материалов (тканей и сеток), полу­чаемых способом ткацкой переработки, является необходимость применения только достаточно пластичных волокон и пряжи. В наибольшей степени этот недостаток относится к металлическим проволокам. В местах контакта элементов основы и утка происходит деформация материала, образуются дефекты, что снижает механические свойства композиционных материалов.

Более широкие возможности использования волокон и пряжи реализуются при получении вязаных, трикотажных сеток. На рис. 7.3 [I] приведены схемы строения трикотажных сеток типа «кулирная гладь» и «ластик».

Рис.7.3. Переплетение волокн в трикотажных сетках (a – кулирная гладь, б – ластик)

Для изготовления трикотажных сеток может быть использована высокопрочная металлическая проволока диаметром 0,02–0,2 мм с относительно малым удлинением (1–3 %) []. Трикотажной переработкой могут быть получены комбинированные сетки (из различных материалов), сетки объемного переплетения.

Рис7.4.схема жидкостного войлокования листового материала из металлических волокон.

Упрочняющие волокна могут быть объединены также и в нетканые материалы (типа войлока), в которых отсутствует их законо­мерная ориентация. Разработаны методы жидкостного, воздушного, гравитационного, вакуумного войлокования [I]. На рис. 7.4. [I] приведена схема жидкостного войлокования листового материала из металлических волокон.

Основой для получения войлока этим методом служит суспензия, залитая в бак. Из бака суспензия поступает на сетку, покрытую фильтровальной бумагой. Перемещение сетки осуществляется валками. Для удаления из объема материала жидкости предусмотрены камеры. Полученный таким образом лист обжимается валками и при необходимости спекается в печи.

Таблица 7.1.Характеристики тканей, полученных на основе органических волокон.

Макромалекулы