Углеродные вуали — это очень тонкие нетканые материалы, отличающиеся особенно малым весом. Они производятся из рубленых волокон типа Carbon, уложенных в произвольном порядке. Плотность полотна может составлять от 10 до 40 г/м2. Тонкое покрытие позволяет получить гладкую поверхность без пропечатавшегося рисунка плетения, который характерен для ткани. Углеродные вуали совместимы с большинством используемых смол: эпоксидными, полиэфирными, уретановыми, акриловыми, фенольными, виниловыми.
Содержание:
Методы производства углеродных вуалей
Углеволокно представляет собой тончайшие нити. Их максимальный диаметр — всего 15 мкм. Для получения используют органические соединения, которые подвергают многоступенчатой термической обработке. В качестве сырья чаще всего применяют вискозные и полиакрилонитрильные волокна, реже — фенольные смолы, лингин. После окончания процесса пиролиза исходное вещество на 99% состоит из углерода.
Обработка проходит 3 стадии:
- окисление,
- карбонизацию,
- графитизацию.
Сначала сырье выдерживают в течение 24 часов при температуре 250 °С до образования лестничных структур. Затем его помещают в инертную среду (аргон, азот) с температурой 800—1500 °С. На заключительном этапе волокна нагревают до 1600—3000 °С.
Из полученных углеродных нитей изготавливают вуали по технологии мокрой выкладки. Произвольно ориентированные нити соединяются между собой в специальном переплетчике и наматываются в ролики шириной 10—16,25 см. К углеродным волокнам могут быть добавлены частицы кварца, нейлона, металлов. Введение дополнительных элементов позволяет повысить химическую устойчивость материала. Готовые вуали пропитывают смолами.
Характеристики материала
Тонкая углеродная вуаль позволяет получать формы сложной конфигурации с ровным внешним слоем. Благодаря равномерному распределению волокон она отличается однородной структурой, высоким модулем упругости и пределом прочности на растяжение. Углеродная вуаль характеризуется:
- термостойкостью — углеродное волокно относится к негорючим материалам, оно сохраняет механические свойства при температуре до 400 °С в воздушной среде и до 1600— 2000 °С, если нагрев происходит без доступа кислорода;
- электропроводимостью — полотно можно использовать для заземления конструкции и в качестве антистатика;
- стойкостью к химическому воздействию — вуали не разрушаются в агрессивных средах, за исключением кислот высокой концентрации.
Нетканое полотно армирует изделие и придает ему аккуратный вид. Углеродные вуали можно назвать более современным аналогом стеклотканей. Они нетоксичны и безвредны для организма, не вызывают кожного зуда и не провоцируют раздражение слизистых оболочек.
Сфера применения углеродных вуалей
Материал используется для защитной и декоративной отделки изделий различного назначения. Нетканая вуаль применяется в процессах намотки и пултрузии. Кроме того, ее используют в производстве изделий из стеклопластика, рассчитанных на контакт с агрессивными веществами. В сочетании с полимерной смолой вуаль образует на поверхности предмета гладкий слой, который служит химическим барьером. Он снижает риск возникновения микротрещин и препятствует преждевременному износу конструкции.
Вуали используются:
- для тюнинга автомобильных деталей;
- обработки корпусов морских судов;
- производства труб и емкостей для химикатов.
Применение декоративных вуалей с рисунком под дерево, мрамор, случайный узор и т.д. позволяет имитировать практически любые фактуры.
Материал наносится на полимеризующийся слой стеклопластика и покрывается смолой. Вуаль укладывается тонким слоем и аккуратно приглаживается кистью или валиком до тех пор, пока пропитка не будет равномерно распределена по всей поверхности.