Привлекателността на базалтовите влакна
Концепцията за производство на влакна от базалт не е нова. Първият патент за производство на базалтови влакна е издаден през 1923 г., а през 50-те и 60-те години на миналия век обширни изследвания са фокусирани върху военните им приложения. Дори водещи Стъклени влакна По това време производителите са изследвали потенциала на базалта, въпреки че през 70-те години на миналия век са пренасочили фокуса си в научноизследователската и развойна дейност към по-високопроизводителни стъклени влакна като S-2. През десетилетията интересът към композитите от базалтови влакна се е колебаел, но през последните години той постоянно се е увеличил.
Като се има предвид, че базалтът произхожда от богата на магнезий и желязо лава, бързо охладена в скала, не е изненадващо, че базалтовите влакна проявяват изключителна топлоизолация, огнеустойчивост и стабилност при високи температури. Тези свойства ги правят стандартен материал за изолация при високи температури. Например, руският производител на базалтови влакна „Каменни век“ доставя на американската автомобилна индустрия продукти за изолация на изпускателната система и предоставя топлоустойчиви материали за промишлени приложения.
Отвъд топлинните характеристики, базалтови влакнакомбинация от здравина, твърдост, устойчивост на удар и Химически Инертността го прави привлекателна армировка за композитни материали. При приложенията с влакнести пластмаси (FRP), процесите на формоване наподобяват тези на стъклените влакна. Почти всяка техника за формоване на стъклени влакна може да се адаптира за базалтови влакна с малки корекции на ключовите параметри. Базалтовите влакна са съвместими и с всички стандартни смолни системи.
Въпреки че плътността на базалта (2,63 g/cm³) е малко по-висока от тази на стъклените влакна, неговите предимства в производителността позволяват създаването на по-леки и по-гъвкави композити.
Термичните свойства на базалтовите влакна привличат внимание отвъд изолацията. Композитните им материали се използват все по-често в приложения, изискващи по-широки температурни диапазони. Устойчивостта им на удар също превъзхожда стъклените и въглеродните влакна. Предварителни проучвания на германския Център за интегративно леко строителство и Института за текстилни технологии към университета RWTH Aachen показват, че полиамид 6, подсилен с базалтова хибридна прежда (HYWF), абсорбира 35% повече специфична енергия от HYWF от стъклени влакна и 17% повече от HYWF от въглеродни влакна.
Железните и алуминиевите оксиди в базалта допринасят за допълнителни предимства. Например, базалтовите влакна показват по-добра устойчивост на корозия и огнеупорност от E-стъклото. Проучване на ирландския Mafic и канадския проектен център Fraunhofer потвърди, че тестовите панели от базалтови влакна/епоксидна смола постигат 40% по-висок модул на опън, якост на опън и междуслойна якост на срязване, заедно с 20% по-голяма специфична твърдост, в сравнение с панелите от E-стъкло/епоксидна смола, изработени със същата смола и процес. Kamenny Vek съобщава за подобни резултати.
Базалтови влакнаНиската водопоглъщаемост на базалтовите влакна е от решаващо значение за строителството и приложенията им в тръбопроводите. Те не провеждат ток и, като естествен материал, са по-лесни за рециклиране от синтетичните влакна – ключово съображение за автомобилната и други индустрии. Gencarelle описва базалтовите влакна като „по-чисти, по-екологични и по-здрави“ от алтернативите, позиционирайки своите композити като мост между съотношението цена-качество между E-стъкло и въглеродни влакна. Както отбелязва Томпсън, „Ние запълваме празнината между въглеродните и стъклените влакна – пазар, който отдавна нетърпеливо търси такова решение.“
Според съобщенията, преходът от въглеродни към базалтови влакна е по-лесен от преминаването от E-стъкло, въпреки че и двете са осъществими. За потребителите на въглеродни влакна, икономиите на разходи са движеща сила на промяната, докато балансираното съотношение цена-производителност на базалта е подходящо за приложения, където ултрависоката производителност на въглерода е ненужна. Режимите им на повреда също се различават: въглеродните влакна са склонни да се разрушават катастрофално (напр. счупване), докато базалтовите влакна показват постепенна и по-безопасна повреда. Стрийтман илюстрира: „Протезен крак от въглероден композит се разваля внезапно, причинявайки падане; крак от базалтов композит позволява на потребителя да седне.“
Въпреки че подобренията в производството намаляват разходите, базалтовите влакна остават два пъти по-скъпи от E-стъклото при приложения с голям обем. За да оправдаят премията, техните превъзходни свойства – по-висока твърдост, якост, устойчивост на удар, химическа/водоустойчивост и по-безопасни режими на разрушаване – трябва да осигуряват критична стойност. С напредването на технологиите тази вулканична скала си изгражда уникална ниша в света на съвременните материали.
