СТЕКЛЯННОЕ ВОЛОКНО [1926]



Сырьем, из которого вырабатывается стеклянное волокно, являются стекла различного химического состава, выбор которых определяется физическими и химическими свойствами фильтруемых продуктов, а также технологическими условиями процесса фильтрования.

Наиболее широкое применение для изготовления фильтровальных тканей нашло стеклянное волокно, по лученное из бесщелочного алюмоборосиликатного и щелочного нейтральногоалюмомагнезиального стекла. В настоящее время для изготовления стеклянных фильтровальных материалов применяются стекла следующих составов (табл. 2).

Алюмоборосиликатное бесщелочное стекло рекомендуется при изготовлении материалов для фильтрования нейтральных и очень слабощелочных жидких и газообразных сред. Материалы из стекла № 20 предназначаются для фильтрования нейтральных, кислых и слабощелочных сред, из стекла № 7 и алюмомагнезиального стекла для фильтрования нейтральных и кислых сред, а из стекол № 65 и 70 для фильтрования нейтральных, кислых и щелочных сред.

Фильтровальные материалы из алюмомагнезиального стекла, а также из стекол № 7, 20, 65 и 70 могут применяться при более низких температурах, чем материалы из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла (не выше 200 С при длительном использовании и не выше 360С при кратковременном).

Стеклянное волокно бывает двух видов непрерывное (однонаправленное), имеющее длину до 20 км, и более и штапельное с длиной от 5 до 20 см.

Непрерывное стеклянное волокно по внешнему виду напоминает синтетические волокна, а штапельное шерсть. Получение каждого из этих волокон имеет свои особенности.

Получение непрерывного стеклянного волокна

Наибольшее распространение получил способ высокоскоростного (3500 м/мин и более) непрерывного вытягивания волокна из расплавленного стекла через отверстия, расположенные в дне платинородиевого стеклоплавильного сосуда.

Фильтровальные ткани из стекловолокна, как и бельтинг фильтровальный получили широкое распространение. Купить бельтинг фильтровальный в Черкаси, можно в нашей фирме. Мы обеспечиваем доставку в Черкассы таких тканей: бельтинг, нетканое полотно, ТФХЛ и другие фильтровальные ткани.



Схема установки для вытягивания волокна представлена на рис. 8, где 1 бункер для стеклянных шариков , 2 стеклоплавильный сосуд печи, 3 замасливающее устройство, 4 наматывающий аппарат.



Стеклянные шарики строго определенного веса, диаметра (вес 100 шариков диаметром 15&plusmn,5 мм должен составлять 750&plusmn,50 г), химического состава и физического состояния (без наличия пороков: воздушных пузырей, инородных включений и т. д.) подаются в электрическую малогабаритную печь автоматом, который одновременно при помощи иглы регулирует уровень стекломассы. Игла связана с механизмом для подачи стекло-шариков электрическим контактом. Питание электропечи стеклянными шариками определенного веса и диаметра дает возможность регулировать скорость плавления стекла, поддерживать точную дозировку загрузки сырья и контролировать его однородность.

Стеклоплавильный сосуд изготовляется из платино-родиевого сплава и имеет форму лодочки. В этом сосуде электрическим током малого напряжения повышается температура в пределах 12001300С, достаточная для расплавления стекол приведенных выше, состав полученное из бесщелочного стекла, обладает высокой устойчивостью к воздействию воды, влажного воздуха, слабых растворов щелочей при комнатной температуре и совершенно неустойчиво к воздействию кислот и щелочей при повышенных температурах.

В табл. 3 приведены результаты обработки бесщелочного стеклянного волокна кипящей водой в продолжение различного времени (в опытах использовалось волокно диаметром 6 мк, вес навески составлял 180 г, поверхность 5000 см2).

Химический анализ раствора показал, что при воздействии кипящей воды в течение 6 час. большинство компонентов стекла растворяется равномерно. Исключение составляют В2Оз и Na2O растворимость которых несколько выше, чем других компонентов.

Результаты химического анализа фильтрата после обработки бесщелочного стеклянного волокна водой приведены в табл. 4.

Таблица 4

Результаты химического анализа фильтрата’ после обработки бесщелочного стеклянного волокна водой

Следует отметить, что хотя В203 и Na20 хорошо растворяются в воде, из бесщелочного стекла их извлечь сравнительно трудно. В этом можно убедиться при сопоставлении растворимости Na20 в волокне из щелочного нейтрального и бесщелочного стекол. При одинаковых условиях обработки из первого удаляется 40%, а из второго только 5,4% Na20.

При обработке тех же волокон кислотой 0.1 н. и 2 н. растворами H2SO4 при кипении) происходит глубокий процесс растворения всех компонентов стекла, кроме SiО2. Остающийся скелет кремнезема сохраняет форму волокна, но обладает малой прочностью.

Опыты показали, что волокно из бесщелочного стекла весьма малоустойчиво к кислотам. Скорость растворения, в особенности при воздействии 2 н. раствора кислоты, весьма велика: за первые 15 мин. обработки потеря в весе достигает 40%.

Результаты химического анализа вытяжки, полученной после обработки волокна 2н. раствором H2S04, приведены в табл. 5.

Сопротивление растяжению волокна диаметром 6 мк после обработки его 2н. раствором H2S04 в продолжение 20 мин. при кипении составляет 58 кГ/мм2.

bob. Лодочка хорошо изолирована. В ее дне имеется от 50 до 200 и более отверстий диаметром менее 2 мм. Стекломасса, разогретая до рабочей вязкости, под действием собственного веса вытекает и застывает в виде волокон, которые при помощи наматывающего аппарата растягиваются в тончайшие волокна диаметром от 2 до 15 мк. Линейная скорость вытягивания волокна достигает 3500 м/1мин и более.

Диаметр вытягиваемых волокон определяется уровнем стекломассы в стеклоплавильном сосуде, вязкостью стекла, диаметром отверстий (фильер) и скоростью вытягивания.

Обычно для изготовления фильтровальных тканей диаметр волокна составляет 6, 8 и 10 мк. Пучок, состоящий из 50, 100, 200 или более элементарных волокон, собирается в прядь и склеивается при помощи замасливающих веществ в первичную нить. Весовое содержание сухого остатка замасливателя (стеарина, вазелина, трансформаторного масла и других веществ) колеблется в пределах 13%.

Пройдя замасливающее устройство, первичная нить наматывается на съемную бобину. По окончании цикла намотки, определяемого допустимой нормой обрывности стеклянных волокон в процессе вытягивания и условиями устойчивости паковки, бобины сменяют или вручную, или автоматически.

Получение штапельного стеклянного волокна (дутьевой способ)

Выработка штапельного стеклянного волокна текстильного назначения основана на вытягивании волокна из расплавленной стекломассы при помощи пара, воздуха, или горячих газов.

Для этого применяют ту же электропечь, но с меньшим количеством отверстий (фильер). Вытекающая из отверстий стекломасса растягивается потоком перегретого пара, воздуха или горячего газа, выходящего из специального сопла с большой скоростью, в тончайшие волокна, которые затем присасываются к перфорированному барабану. Вследствие этого на барабане (рис. 9) образуется слой коротких волокон, поступающий затем, через воронку на паковку (катушку).