Технические характеристики базальтовой ваты Технониколь, Роквул, Кнауф

admin | 19.09.2017 | Базальтовая вата, Утепление дома | Комментариев нет

Базальтовая вата – это волокнистый материал, изготовленный из сырья неорганического происхождения. В процессе расплавления в него добавляется связующее вещество органического происхождения. В качестве сырья используются базальтовые горные породы (габбро, диабаз), благодаря чему образовывается базальтовая вата высочайшего качества, срок службы которой превышает 50 лет. Сферы применения материала разнообразны: утепление фасадов жилых зданий, помещений с повышенной влажностью, изоляция транспортных средств, трубопроводов, противопожарная защита конструкций.

Содержание статьи о технических характеристиках базальтовой ваты

• Технические характеристики изделий на основе базальтовой ваты
• Характеристики базальтовой ваты ведущих производителей
• Свойства базальтовой ваты
• Видео про особенности утеплителя

Технические характеристики изделий на основе базальтовой ваты

1. Низкая теплопроводность.

Пористоволокнистая структура обеспечивает высокие теплоизолирующие качества материала. Теплопроводность составляет от 0,032 до 0,045 Вт./мК.

Волокна базальтовой ваты имеют небольшую длину и расположены хаотичным образом. Это обуславливает высокие механические характеристики материала – стабильность формы и прочность. Изделия из базальтовой ваты во время эксплуатации не подвергаются температурной деформации и не дают усадки.

2. Водостойкивающие свойства.

Один из главных параметров базальтовой ваты – водостойкость (при воздействии воды материал хорошо сохраняет свои свойства). Для увеличения этого показателя изделия из базальтовой ваты пропитываются специальными составами, что значительно улучшает водоотталкивающие качества. Естественно, это повышает стоимость утеплителя.  Водопоглощение по объему не более 1-5%. Естественно, эта характеристика также зависит от марки базальтовой ваты.

3. Высокая паропроницаемость.

Изделия из базальтовой ваты обладают высокой паропроницаемостью. Это объясняется тем, что материал имеет пористо-волокнистую структуру. Этот эффект важен для любых строительных конструкций, потому что теплоизоляция базальтовой ватой не препятствует движению через наружные стены пара, при этом влага не скапливается в ограждающих конструкциях. Это существенно продлевает срок службы конструкций. Паропроницаемость базальтовой ваты составляет около 0,3 мг/(м·ч·Па).

4. Негорючесть.

Изделия на основе базальтового волокна на синтетическом связующем компоненте не распространяют пламя, не дымят, малоопасные по токсичности. Базальтовое волокно не горит. Горючесть изделий определяется количеством органического компонента в составе материала. Изделия, содержащие органическое связующее менее 5%, являются негорючими. Если связующее составляет больший процент от общей массы, относится к слабогорючим материалам.

5. Прочность на сжатие. 

Также не менее важная характеристика – прочность на сжатие, что имеет решающее значение при использовании материала для утепления рулонных плоских кровель, на которые в процессе эксплуатации идут высокие сжимающие нагрузки. Негорючие жесткие плиты из базальтового волокна соответствуют необходимым требованиям к данным конструкциям. Прочность на сжатие при 10% деформации в зависимости от марки материала от 8 до 60 кПа.

Используя утеплитель из базальтовой ваты в системах фасадного типа с тонким штукатурным слоем очень важное значение имеет прочность на отрыв слоев. По стандартам Европы, этот показатель должен быть выше 15 кН/ м?. Существующим требованиям соответствует жесткая базальтовая вата.

7. Плотность.

Использование базальтовой теплоизоляции в навесных вентилируемых фасадах, на скатных кровлях следует учитывать показатель плотности материала, который должен составлять около 100 кг/м?. Это позволяет избавиться от сползания материала и выдувания волокон. Есть материалы с меньшей и высшей плотностью: от 40 до 200 кг/м?. Выбор базальтовой ваты по этой и другим характеристикам осуществляется в зависимости от использования материала.

Характеристики базальтовой ваты ведущих производителей

Вся информация о плотности, теплопроводности, прочности и других характеристиках базальтовой ваты для большей наглядности представлена в таблицах.

Базальтовая вата Технониколь

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Сжимаемость, % не более	Паропроницаемость, мг/(м.ч.Па) не менее	Водопоглощение по объему, % не более	Плотность, кг/м3
РОКЛАЙТ	0,037-0,041	30	0.3	2	30-40
ТЕХНОЛАЙТ	0,036-0,041	20	0.3	1,5	30–38
ТЕХНОБЛОК	0.035	8	0.3	1,5	40-50
ТЕХНОВЕНТ	0,036-0,039	2	0.3	1,5	10
ТЕХНОФЛОР ГРУНТ	0,034-0,043	8	0.3	1,5	81–99
ТЕПЛОРОЛЛ	0,036-0,041	55	0.3	2	25-35
ТЕХНОФАС	0,038-0,042	45	0.3	1	131–159
ТЕХНОАКУСТИК	0,035-0,040	10	0. 3	1,5	38-45

Базальтовая вата Роквул

Марка	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Группа горючести
ROCKMIN	0.039	26	НГ
ROCKMIN Plus	0.037	31	НГ
DOMROCK	0.045	20	НГ
SUPERROCK	0.035	35	НГ
PANELROCK	0.036	65	НГ
WENTIROCK max нижн. слой	0.036	50	НГ
WENTIROCK max верх. слой	0.036	90	НГ
ROCKTON	0.036	50	НГ

Базальтовая вата Кнауф

Материал	Теплопроводность, Вт/м*С	Плотность, кг/м3	Паропроницаемость, не меньше, мг/мчПа
Nobasil LSP	0. 036	35	0.55
Nobasil FKD-S	0.036	110	0.55
Insulation	0,035-0,041	50	0.55

Свойства базальтовой ваты

На строительном рынке предложена базальтовая вата различных производителей, отличающаяся высокими теплоизоляционными характеристиками, долговечностью и прочностью.

Теплоизоляционные характеристики базальтовой ваты

Базальтовые утеплители имеют низкую теплопроводность. Высокий уровень теплоизоляции предопределяется мелковолокнистой структурой. Тонкие взаимно-переплетающиеся волокна – это результат расплава базальтовых пород при чрезвычайно высоких температурах. На качество материала влияет градиент плотности в объеме и толщина волокна. При данной технологии производства возможно содержание пор и воздушных каналов до 95 % от всего объема материала. Теплопроводность неподвижного воздуха очень мала. Именно этот фактор является гарантом теплоизоляционных свойств базальтовой ваты. Она незаменима в строительстве, утеплительных работах и других областях.

Долговечность материала

Срок службы минваты составляет более 50 лет. Благодаря уникальному химическому составу материал обладает высокой устойчивостью к температурным колебаниям, негативному воздействию влаги и агрессивной химической среды. Он инертен практически ко всем строительным материалам, клеям, растворам. Повышенная поликонденсация связующих веществ делает минвату экологически чистым продуктом. Она не опасна ни для здоровья людей, ни для окружающей среды, поэтому может использоваться для теплоизоляции жилых зданий.

Уровень прочности

Базальтовый утеплитель отличают превосходные физико-механические свойства, а благодаря высокой устойчивости к нагрузкам и деформации его можно применять в многослойных системах.

Как говорилось ранее, минеральная вата – это устойчивый к воздействию повышенных температур материал. Она сохраняет свои первоначальные физические и химические характеристики при температуре до +400 С. При температуре +1090 С начинается незначительное разрушение структуры. Это значение считается порогом устойчивости материала.

Каталоги продукции и инструкции по монтажу ведущих производителей

Изовер

Каталог ISOVER ВентФасад

Каталог ISOVER Классик Плюс

Каталог ISOVER Классик

Каталог продукции ISOVER для Сауны

Каталог продукции ISOVER СкатнаяКровля

Каталог продукции ISOVER ШтукатурныйФасад

Инструкция по монтажу фасадной теплоизоляции

Каталог продукции ISOVER на основе каменного волокна

Каталог продукции ISOVER на основе стекловолокна

Утепление скатных кровель и мансард

Кнауф

Инструкция по монтажу теплоизоляции «Вентилируемый фасад»

Инструкция по монтажу системы теплоизоляции «Скатная кровля»

Каталог профессиональных решений по тепловой, пожарной и звуковой защите зданий

Натуральный утеплитель для частного домостроения, каталог продукции

Новое поколение натуральных безопасных утеплителей от Кнауф

Ursa

URSA теплоизоляция из минерального волокна

Каталог утеплителей Урса – Скатные крыши

Каталог утеплителей Урса – Плоские крыши

Каталог утеплителей Урса – Навесные вентилируемые фасады

Каталог утеплителей Урса – Полы и перекрытия

Каталог утеплителей Урса – Перегородки

Каталог утеплителей Урса – Штукатурные фасады

Каталог утеплителей Урса – Трехслойные наружные стены из камней, блоков и жел

Каталог утеплителей Урса – Каркасные стены и стены из сэндвич-панелей

Каталог утеплителей Урса – Стены подвалов и фундаменты

Видео про особенности утеплителя

Об авторе

admin

Adblock
detector

Характеристики базальтовой и минеральной ваты 

Перейти к содержимому

Сегодня на современном строительном рынке можно обнаружить широкий выбор различных утеплителей. Среди этого количества самыми востребованными материалами для утепления можно считать: минеральную либо базальтовую вату. Поэтому сегодня портал Beton-Area.com поможет узнать что лучше минвата или базальтовая вата.

Базальтовая вата и ее особенности

Базальтовая вата в качестве основы имеет стекловолокно, которое производится из габбро — базальтовой породы в результате переплавки. Плита из такого материала значительно отличается от листа минеральной ваты. Но не стоит думать, что такой материал значительно лучше минеральной ваты. Оба этих материалов имеют свои плюсы и минусы.

Базальтовая вата имеет следующие технические характеристики:

1. Итак, подобный материал не имеет в своем составе токсичных веществ. Поэтому при горении этот материал не выделяет в атмосферу едкого дыма.
2. На утеплителе из базальтовой ваты не образуются загрязнения.
3. Базальтовая вата не боится воздействия грибковой плесени.
4. Подобный материал не боится высоких температур. Кроме того, материал очень легко и удобно транспортировать на абсолютно любые расстояния.

Добавить вышесказанное, нужно лишь длительным сроком эксплуатации, который при соблюдении всех установленных моментов может увеличиться на 50 лет.

Утеплитель из базальтовой ваты будет отличаться низкой степенью звукопроводности. Поэтому такой материал подойдет для звукоизоляции различных помещений. Утеплитель из базальтовой ваты считается невзрывоопасным веществом, поэтому его можно смело использовать для изоляции горячих и агрессивных сред.

Химический состав базальтового утеплителя не содержит известняковых пород и доломита. Поэтому такой материал  не представляет интереса для грызунов.

• Базальтовая вата отличается особенным строением. Волокна этого утеплителя могут располагаться в вертикальном и горизонтальном направлении. Благодаря такому строению, подобный материал характеризуется высокой степенью жесткости.
• Базальтовая вата обладает водоотталкивающими свойствами. Поэтому этот материал, может пропускать влагу не накапливая ее в своем составе.

Выше мы назвали все достоинства этого материала. Как видите, их существует предостаточное количество. Но не нужно забывать о недостатках базальтовой ваты. Теперь нужно назвать именно их.

Итак, к минусам можно отнести в первую очередь высокую цену материала. Другим недостатком является состав самого материала. К примеру, утеплитель на основе базальтовой ваты «Изовер» имеет большое количество швов. По этой причине могут быть  снижены  важные теплоизоляционные качества.

Другим отрицательным моментом подобного материала является высокий уровень прочности. В некотором роде использование во время производства фенольной связующей может сделать материал с экологической точки небезопасным утеплителем.

Чем отличается базальтовая вата от других утеплителей

Если рассмотреть базальтовую вату повнимательнее, то можно увидеть другие преимущества этого материала, которые существенно отличаются от преимуществ других подобных утеплителей.

Самым важным моментом является низкий уровень биологической и химической пассивности. Этот фактор выгодно отличает базальтовую вату от стекловаты и прочих подобных материалов.

Вата, которая имеет в своем составе базальт характеризуется  хорошей пластичностью. Более того, благодаря такой структуре во время монтажа материал не осыпается.

Исходя из этих характеристик следует сказать, что сырье обладает значительным объемом и имеет хорошие характеристики прочности. Поэтому такой материал выделяется повышенными теплоизоляционными качествами.

Нужно сказать, что все утеплители, которые производятся на основе минеральных веществ раздражают у человека, который с ними работает верхние слизистые пути. Поэтому работать с подобными материалами можно лишь только в специальных защитных средствах. Ведь только лишь в таком случае есть возможность обезопасить себя и всех окружающих от неприятного воздействия такого материала.

Особенности минеральной ваты

Про минеральную вату можно сказать многое. Однако сейчас нужно перечислить главные характеристики такого материала для утепления. Итак, минеральная вата отличается: низкой плотностью и сравнительно небольшим весом. Кроме того, такой материал формирует небольшую нагрузку на любую конструкцию.

Какой материал лучше всего выбрать

В первую очередь нужно сказать, что минеральная вата отличается сравнительно небольшой стоимостью. А вот стена, утепленная  базальтовым  покрытием обойдется в несколько раз дороже.

• Минеральная вата отличается меньшим объемом. При транспортировке она занимает меньше места. Кроме того мин вата  быстро восстанавливает свою форму даже после повреждения во время сложной транспортировки.
• Минеральная вата — это более пластичный утеплитель, который может использоваться даже на неровных поверхностях.

Если вы хотите знать ответ на вопрос, какой материал выбрать для утепления? Нужно прежде всего определить условия эксплуатации. Если вы желаете купить долговечный и экономичный вариант утеплителя, то в таком случае нужно выбрать базальтовую вату.Действительно, такой материал отличается продолжительным эксплуатационным сроком. Кроме того, базальтовую вату можно использовать для утепления абсолютно любых частей жилища. К примеру, подобным материалом утепляют: пол, стены и даже потолок.

Читайте полезный материал: Строительные материалы для внутренней отделки дома
В общем, если сравнить все характеристики обоих материалов, то можно с уверенностью сказать, что эти утеплители  имеют похожие свойства. Базальтовая вата может свободно находиться в абсолютно любых условиях. Поэтому этот утеплитель разрешается  эксплуатировать любым удобным способом. Многие люди учитывают такие характеристики, поэтому исходя из этого они отдают предпочтение именно этому утеплителю.

Похожая запись

Adblock
detector

Базальтовое волокно

Final Advanced Materials предлагает полный ассортимент продукции из различных форм базальта: базальтовые ленты, войлок, рукава, ткани и т.д.

Что такое базальтовые волокна?

Базальтовое волокно обладает свойствами, намного превосходящими свойства стекловолокна. Например, базальтовая ткань, подвергнутая воздействию пламени горелки Бунзена, покраснеет и выдержит несколько часов по сравнению с несколькими секундами для ткани из стекловолокна той же плотности. Изделия из базальта устойчивы к огню, постоянной температуре до 700 °C, химическим веществам (кислотам и основаниям), являются очень хорошими звуко- и электроизоляционными материалами и обладают хорошими механическими свойствами.

Поскольку базальт остается функциональным при температуре до -260 °C, его можно использовать как при высоких температурах, так и в криогенных условиях. Изделия из базальтового волокна особенно популярны в автомобильной промышленности, в качестве строительных материалов в виде нетканого иглопробивного войлока или в качестве изоляционных материалов для выхлопных труб, например, в виде оболочек, полос или тканей. Кроме того, базальтовое волокно является самым экологически чистым материалом , устойчивым к высоким температурам , как при производстве, так и при переработке.

Производство базальтового волокна

Базальтовое волокно производится путем пултрузии вулканических пород, переплавляемых в доменных печах. Волокно вытягивается, в отличие от экструзии. Этот процесс позволяет создать непрерывное волокно, армированное полимером.

Общие характеристики базальтовых волокон

Механические и физические свойства

Базальтовое волокно имеет лучшие физические и механические свойства, чем стекловолокно или кварцевое волокно.

Тепловые свойства

Изделия из базальтового волокна выдерживают температуру от -260 °С до 700 °С (ленты Z-Rock ^® фирмы Newtex выдерживают до 1095 °С) и имеют теплопроводность, близкую к теплопроводности стекловолокна 0,031 Вт·м ^-1 .K ^-1 ) и кремнезем (0,038 W.m ^-1 .K ^-1 ). Температура стеклования базальта составляет 1050°С при температуре плавления 1450°С.

Устойчивость к воздействию окружающей среды

Базальтовые волокна обладают высокой устойчивостью к ультрафиолетовым лучам, химическим веществам (кислотам и основаниям), погодным условиям (особенно влаге), не подвержены гниению и остаются стерильными.

Преимущества базальтовых волокон

• Хорошая прочность на разрыв (превосходит стекловолокно).
• Нетоксичный и инертный, не выделяет газа и дыма.
• Устойчив к ультрафиолетовому излучению, химическим веществам и остается стерильным
• Превосходный диэлектрический изолятор
• Отличная ударопрочность.
  
• Отличная тепло- и звукоизоляция.
• Выдерживает температуру от -260 °C до 700 °C.
• Дешевле, чем углерод, кевлар ^® и стекловолокно)
  

Сравнительная таблица

Свойства	Блок	Базальт	Электронное стекло	Силикат
Плотность	г/см 3	2,75	2,6	2. 10
Коэффициент линейного расширения	x10 -6 /К	5,5	5,3	0,5
Макс. рабочая темп.	°С	600	550	1000
Максимальная пиковая температура	°С	700 – 1095*	700	1 200
Теплопроводность при 20 °C	Шм -1 . К -1	0,035	0,8-1,0	0,04

*Большинство изделий из базальтовых волокон выдерживают температуру до 700 °С; однако базальтовые ленты благодаря своей технологии изготовления выдерживают температуру до 1095 °C.

Применение базальтовых волокон

• Криогеника
• Производство композитов и арматуры.
• Изоляция кабелей и труб.
• Баллистика
• Тепловая и диэлектрическая изоляция.
  

Ассортимент продукции в базальтовых волокнах

Игольчатый войлок

Изготовленный из базальтовых волокон размером от 8 до 16 мкм, войлок имеет класс M0 в соответствии с европейским стандартом EN 13-501-1. Они не горят, не плавятся, не выделяют ни дыма, ни ядовитых газов, экологически безопасны и подлежат вторичной переработке. В основном они используются в качестве электрических и теплоизоляционных материалов.

Втулки

Изготовленные из базальтовых волокон 8-16 мкм, втулки в основном используются в автомобильной промышленности или для электромеханических приложений. Они обладают тепловыми и механическими свойствами, превосходящими свойства стекловолокна, и могут использоваться в производстве композитов. Они также используются в изоляции электрических кабелей и в качестве тепловой защиты для труб и выхлопных газов.

Z-Rock

^® Ленты

Newtex Z-Rock ^{® 9Ленты из базальтового волокна 0032} в основном используются в автомобильной промышленности для изоляции выхлопных систем. Они выдерживают постоянную температуру 815 °C и пиковую температуру 1095 °C. Произведенные в США, эти полосы имеют свойства, сравнимые с ZetexPlus ^® продуктами , за исключением того, что они более гибкие и имеют лучшую визуализацию, что означает, что они не заедают во время установки. Они в основном используются в автомобильной, аэрокосмической и транспортной отраслях для изоляции кабелей, труб и выхлопных систем.

Ткани

Ткани, изготовленные из непрерывных базальтовых волокон, используются в защитных целях, таких как противопожарные барьеры. Они остаются гибкими и удобными в обращении, даже если теряют свои механические свойства и становятся жесткими при чрезмерном натяжении. Они тяжелее углерода, но все же дешевле. Эти ткани широко используются в автомобильной промышленности , эти ткани в основном используются для изоляции выхлопных труб и для защиты элементов двигателя . Мы предлагаем версии с покрытием, используемые для противопожарных преград. Версии без покрытия также можно использовать в качестве форм при изготовлении композитов

Физические переменные, включенные в эту документацию, предоставляются только в качестве указания и ни при каких обстоятельствах не являются договорными обязательствами.

Пожалуйста, свяжитесь с нашей технической службой, если вам нужна дополнительная информация.

• Вложения

FINAL Advanced Materials предлагает полный ассортимент базальтовой ткани для применения при высоких температурах

Полное описание

FINAL Advanced Materials предлагает полный ассортимент базальтового войлока для применения при высоких температурах

Полное описание

Муфты базальтовые изготавливаются из базальтовых волокон от 8 до 16 мкм. Они особенно устойчивы к огню, химическим веществам и экстремальным температурам от -260°C до 815°C. Используется для изоляции электрических кабелей и в качестве тепловой защиты труб.

Полное описание

Final Advanced Materials предлагает ленты из базальтового волокна Z-Rock®, устойчивые к температурам до 1095°C. Эти ленты устойчивы к инфракрасному излучению, химическим веществам и истиранию и в основном используются для изоляции кабелей, труб и выхлопных систем.

Полное описание

Странные и удивительные свойства базальтового волокна

Не совсем микроскопические нити базальтового волокна создаются путем нагревания базальта, обычной вулканической породы до 1500°C, и пропускания расплавленной породы через тонкое сопло. Полученный материал обычно либо вплетают в термостойкую ткань, либо используют для армирования материалов. При использовании для армирования полимеров полученный материал дешевле углеродного волокна и прочнее стекловолокна. Однако группа ученых во главе с профессором Пэн-Ченг Ма из Синьцзянского технического института физики и химии изучает более интересные области применения базальтового волокна, в том числе то, как его можно использовать для блокировки электромагнитного излучения, очистки разливов нефти, обнаружения структурных повреждений. из армированных полимеров и, возможно, даже станет предпочтительным материалом для изготовления лунной базы.

Знаете ли вы, что есть камень, который можно превратить в волокна, достаточно прочные для изготовления ткани? Нет, я не вру: базальт, вещество, из которого состоит более 90% всех вулканических пород, можно расплавить и переработать в волокна.

Интерес к материалам из базальтового волокна в 1960-х годах был кратковременным, в основном вокруг богатых базальтом регионов США и Советского Союза. Считалось, что эти тканые нити, сделанные из камня, можно использовать в качестве армирования пластмасс, что значительно улучшит характеристики соответствующих композитов. Но к 19Интерес к 70-м годам угас, и от базальтового волокна почти отказались в пользу стекловолокна и углеродного волокна.

Это волокно переживает возрождение в последние годы благодаря его превосходным механическим свойствам по сравнению со стекловолокном и низкой цене по сравнению с углеродным волокном, а также его безвредности для окружающей среды. Поэтому неудивительно, что базальтовое волокно нашло различные применения в транспорте, строительстве и других областях, чаще всего в качестве армирующего материала для пластика и бетона. Базальтовое волокно также может похвастаться экологически чистым производством и легкой переработкой, высокой устойчивостью к химическим веществам и широким диапазоном рабочих температур, что делает его подходящим в качестве безопасной замены асбеста.

Под напряжением: поиск лучшего базальта

Несмотря на недавний интерес, исследования, направленные на улучшение свойств базальтовых волокон, едва ли многочисленны по сравнению с обилием информации, связанной с их аналогами: материалами из стекловолокна и углеродного волокна. Исследовательская группа под руководством профессора Пэн-Чэн Ма из Синьцзянского технического института физики и химии Китайской академии наук является одной из исследовательских групп, продвигающих прогресс в этой области.

Одной из неясностей, связанных с базальтовым волокном, является контроль его прочности на растяжение. Производимое базальтовое волокно, как правило, имеет более низкую прочность на разрыв, чем теоретически должно быть. Считается, что этот эффект возникает из-за дефектов, таких как микроскопические царапины, кристаллы и пустоты, но что вызывает образование этих дефектов?

Различные формы и применение базальтового волокна.

В 2019 году группа профессора Ма опубликовала статью, в которой установила связь между химическим составом базальтовых волокон и их механическими свойствами. Сравнив образцы семи различных базальтовых волокон, произведенных китайскими производителями, команда обнаружила, что химический состав на самом деле оказывает доминирующее влияние на прочность на растяжение.

Поскольку базальтовое волокно изготавливается непосредственно из базальтовой породы, отрегулировать его так же просто, как тщательно подобрать базальт с правильным составом. Базальт может различаться по составу, но в основном состоит из смеси оксидов кремния, железа, алюминия, кальция и магния. Команда Ма обнаружила, что базальт с более высоким содержанием Al ₂ O ₃ привело к получению волокон с более высокой прочностью на растяжение. Они также обнаружили, что волокна с большим количеством Fe ²⁺ и меньшим количеством Fe ³⁺ обладают лучшими свойствами, которые можно контролировать, выполняя производственный процесс в инертной атмосфере. В обоих случаях можно было наблюдать микроструктурные дефекты этих композиционных изменений с помощью электронной микроскопии.

Группа также обнаружила, что проклейка — вещество, наносимое на волокна после изготовления — может защитить конструкции, буквально заполняя микротрещины и царапины на поверхности этих волокон, тем самым повышая прочность базальтового волокна.

Завод по прядению волокна.

Обнаружение структурных повреждений

Команда профессора Ма также внесла ценный вклад в некоторые из наиболее уникальных свойств базальтового волокна. В исследовании 2017 года они нанесли тонкий слой нанокомпозитов на основе углерода на поверхность базальтовых волокон с помощью процесса химического осаждения из паровой фазы. Базальтовое волокно обычно обладает электроизоляционными свойствами, но, нанеся тонкий слой углерода на поверхность нити из базальтового волокна и внедрив ее в полимер, команда Ма обнаружила, что углеродный слой позволяет нити проводить электричество.

Этот материал также проявлял эффект, известный как пьезосопротивление, т. е. сопротивление материала менялось по мере того, как материал подвергался деформации, что, как считается, является результатом разрыва волокон в материале. Это интригующее свойство может означать, что базальтовые волокна с углеродным покрытием можно использовать как для усиления, так и для контроля структурных повреждений в композитах.

ЭМ-экранирование с помощью нанотрубок

В другом исследовании группа Ма разработала метод выращивания углеродных нанотрубок непосредственно на поверхности ткани из базальтового волокна. Путем наслоения полученного материала и отверждения слоев в многослойную ткань команда создала материал с превосходными свойствами электромагнитного экранирования.

Углеродные нанотрубки составляют большую часть электромагнитного экранирования, но известно, что нанотрубки сами по себе трудно равномерно распределить по полимеру, поскольку они склонны слипаться. Синтезируя нанотрубки непосредственно на базальтовых волокнах, профессор Ма и его команда смогли решить эту проблему: поскольку нанотрубки прикреплены к большим базальтовым волокнам, они не могут повторно агломерироваться во время обработки нанокомпозитов.

«Сейчас команда рассматривает более амбициозное применение базальтового волокна для строительства лунной базы».

Потенциальное применение: утилизация разливов нефти

Другое исследование, проведенное группой в 2019 году, подтвердило возможность создания супергидрофильного вещества из базальтового волокна. Супергидрофильные материалы характеризуются тем, как они взаимодействуют с водой: когда вода встречается с их поверхностью, а не образует капли, вода растекается в виде тонкой пленки. Поэтому эти материалы очень желательны для разделения смесей нефти и воды. Материал был создан путем покрытия базальтовых волокон натуральным продуктом, извлеченным из глюкоманнана конжака, водорастворимого материала, полученного из корней слоновьего батата, который используется для приготовления тофу.

Под водой этот материал показал себя суперолеофобным, что означает, что он очень эффективно отталкивает масла, в то же время впитывая воду. Кроме того, материал не подвергался воздействию агрессивных кислотных или щелочных жидкостей, а это означает, что он может работать в суровых условиях — потенциально даже в качестве барьерного материала, используемого для локализации и очистки разливов нефти. Самое главное, этот материал экономичен и экологичен: он намного дешевле, чем дорогие альтернативы на основе наночастиц, и сделан из растений и камней.

В поисках Луны

Совсем недавно команда искала более амбициозные варианты применения материалов из базальтового волокна. Учитывая высокую стоимость отправки материалов в космос, очень желательно иметь возможность строить из местных материалов, если людям когда-нибудь удастся обустроить постоянное место жительства на Луне. Учитывая, что базальт встречается по всей Луне, группе профессора Ма было интересно узнать, можно ли обработать лунный камень для создания непрерывного базальтового волокна для использования в строительстве лунной базы.

Команда использовала имитатор лунного грунта, который, как они подтвердили, имел сходный химический состав с базальтом, найденным на Земле. Расплавив и вращая имитатор лунного грунта, команда подтвердила, что лунный грунт можно эффективно преобразовать в непрерывное волокно с пределом прочности на разрыв более 1400 МПа, что сравнимо с прочностью коммерческих базальтовых волокон, найденных на Земле.

Какие отрасли больше всего выиграют от усовершенствования материалов из базальтового волокна?
Базальтовое волокно используется в транспортной, строительной и композитной промышленности.

Ожидается, что он станет идеальным материалом для строительства многофункциональной лунно-марсианской базы для исследования дальнего космоса.

 

Ссылки

• Cai, DL & Ma, PC (2019). Базальтовое волокно с гидрогелевым покрытием с супергидрофильными и подводными суперолеофобными характеристиками для разделения нефти и воды. Композиты Коммуникации , 14, 1–6.
• Чанг, Си Юэ, С Хао, Би Син, Д и Ма, ПК (2020). Прямой рост углеродных нанотрубок на базальтовом волокне для защиты от электромагнитных помех. Углерод , 167, 31–39.
• Хао, Б. Фёрстер, Т. Мэдер, Э и Ма, ПК. (2017). Модификация базальтового волокна с использованием пиролитического углеродного покрытия для сенсорных приложений. Композиты Часть A: Прикладная наука и производство , 101, 123–128.
• Син, Д Си, XY и Ма, ПК (2019). Факторы, определяющие предел прочности базальтового волокна. Композиты Часть A: Прикладная наука и производство , 119, 127–133.
• Xing, D Xi, XY Guo, ZS Yue, X Hao, B Liang, CG Gu, YZ Chen, T Wang, R & Ma, PC (2020). Изучение возможности изготовления непрерывного волокна с использованием имитатора лунного грунта. Scientia Sinica Technologica , 50, 1625–1633.

DOI
10.26904/RF-138-1776309329

Цели исследования

Этот проект направлен на разработку базальтового волокна с высокими эксплуатационными характеристиками, способ повысить техническую ценность волокнистого материала с помощью инновационной концепции.

Финансирование

Программа Western Light Китайской академии наук (проект №: 2019-JCTD-001), директор Фонда XTIPC-CAS (грант №: 2016PY005)

Сотрудники

• Профессор Ичжуо Гу, Бейханский университет, Китай
• Профессор Тао Чен, Нинбоский институт технологии и инженерии материалов, Китайская академия наук, Китай
• Г-н Руи Ван (генеральный директор), CAS-Realnm Separation Science and Technology Company, Китай
• Профессор Эдит Мэдер и доктор Кристина Шеффлер, Лейбниц
• Д-р Сергей Гутников и профессор Богдан Лазоряк, Московский государственный университет имени М.