Čedičová vlákna: Vysoce výkonný zelený nový materiál, jeho produkty a aplikace

Čedičový vláknitý materiálmá silné využití. Jak se tedy vyrábí čedičové vlákno? Jedná se o kontinuální vlákno vyrobené vysokorychlostním tažením čedičového horninového materiálu po roztavení při teplotě 1450 °C až 1500 °C skrz trysku ze slitiny platiny a rhodia. Čedičové vlákno má hnědou nebo zlatou barvu. Čedičové vlákno je nový typ anorganického, ekologického, zeleného a vysoce výkonného vláknitého materiálu. Je to nový materiál pro 21. století, který je zelený, šetrný k životnímu prostředí a neznečišťuje životní prostředí a je jedním ze čtyř hlavních vysoce výkonných vláken v Číně. Čedičové vlákno vykazuje vynikající vlastnosti, pokud jde o pevnost, odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám, odolnost proti korozi, tepelnou izolaci, zvukovou izolaci, zpomalení hoření a také... Chemikálie a elektrickou izolaci.

Čedičové vlákno roving

Jedná se o sestavený svazek vytvořený kombinací více rovnoběžných vláken nebo jednotlivých rovnoběžných vláken bez kroucení. Pevnost v tahu rovingu o velikosti 7–13 μm je ≥0,65 N/tex, modul pružnosti je ≥95 GPa a prodloužení do přetržení je ≥2,6 %. Čedičové vlákno Má nejen vysokou pevnost, vysoký modul pružnosti a odolnost proti nárazu srovnatelnou s high-tech vlákny, jako je PPTA (poly-p-fenylentereftalamid) a UHMWPE (polyethylen s ultravysokou molekulovou hmotností), ale také vynikající odolnost vůči vysokým teplotám a světlu. Zejména pevnost spoje s pryskyřicí je velmi vysoká. Čedičový roving různých specifikací lze proto použít k tkaní, navíjení a splétání různých kompozitních materiálových předlisků.

Textilní příze z čedičových vláken

Jedná se o přízi vytvořenou kroucením a pletením více čedičových vláken, s průměrem monofilu obvykle ≤ 9 μm. Textilní příze lze obecně rozdělit na přízi pro tkaní a přízi pro jiné průmyslové použití; tkalcovská příze má převážně formu trubicových cívek a kuželových cívek.

Sekané vlákno z čedičových vláken

Jedná se o produkt vyrobený sekáním kontinuálních čedičových vláken. Vlákna jsou potažena (silanovým) klížidlem. Sekaná čedičová vlákna jsou proto materiálem volby pro vyztužování termoplastických pryskyřic a také nejlepším materiálem pro vyztužování betonu. Čedič je vysoce výkonná složka vulkanické horniny. Tento speciální silikát dodává čedičovým vláknům vynikající chemickou odolnost, zejména výhodu odolnosti vůči alkáliím. Čedičová vlákna jsou proto vynikajícím materiálem, který nahrazuje polypropylen (PP) a polyakrylonitrily (PAN) pro vyztužování cementobetonu; jsou také vysoce konkurenceschopným produktem, který nahrazuje polyesterová vlákna, ligninová vlákna atd. v asfaltovém betonu, což může zlepšit stabilitu asfaltového betonu za vysokých teplot, odolnost proti trhlinám za nízkých teplot a odolnost asfaltového betonu proti únavě.

Texturovaná příze z čedičových vláken

Čedičová vlákna se zpracovávají ve vysoce výkonném texturizačním stroji za účelem výroby texturované čedičové příze. Princip tvarování je následující: do tvarovacího texturizačního kanálu vstupuje proud vzduchu o vysoké rychlosti, čímž vzniká turbulence. Tato turbulence se využívá k rozptýlení čedičových vláken, což způsobuje jejich tvorbu smyčkových vláken, čímž se čedičovým vláknům dodává objem a vytváří se texturovaná příze.

Čedičová vláknitá tkanina, známá také jako Tkaná tkanina z čedičových vláken

Je tkaná z vysoce výkonných čedičových vláken po procesech, jako je kroucení a snování. Čedičová vláknitá tkanina je vysoce výkonná tkanina s vynikajícími vlastnostmi, vysokou pevností, jednotnou texturou, rovným povrchem a různými tkalcovskými technikami. Lze ji tkát do tkanin s nízkou hustotou, prodyšných, lehkých a tenkých látek nebo do tkanin s vysokou hustotou, vysokou pevností, silných a tuhých látek. Mezi běžné tkaniny z čedičových vláken patří čedičová vlákna v plátnové vazbě, čedičová keprová vazba, čedičová vlákna v saténové vazbě, čedičová vlákna s dvojitým útkem, čedičová vlákna v pásce atd.

Plsť děrovaná vpichováním z čedičových vláken

Sekaná vlákna z čedičových vláken se mykají a poté se vrstva sekané rohože vyztužuje a spojuje s římsou pomocí jehlování nebo hydroproplétání, čímž se vytvoří jednotný celek. Poté se impregnuje a suší, čímž se získá hotová jehlová plsť (dodatečné ošetření lze také vynechat).

Kompozity z čedičových vláken

Ve srovnání s high-tech vlákny, jako jsou uhlíková vlákna, aramidová vlákna a polyethylenová vlákna s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMWPE), má čedičové vlákno nejen vysokou pevnost a vysoký modul pružnosti, ale také vynikající vlastnosti, jako je dobrá odolnost vůči vysokým teplotám (-269 °C až 760 °C), odolnost proti oxidaci, odolnost proti záření, tepelná izolace, zvuková izolace, dobrá filtrace, vysoká pevnost v tlaku a smyku a vhodnost pro použití v různých prostředích s dobrým poměrem cena/výkon. Jedná se o čistě přírodní anorganický nekovový materiál a nový základní materiál a high-tech vlákno, které dokáže uspokojit rozvojové potřeby základních průmyslových odvětví národního hospodářství. Čedičové vlákno a jeho kompozity mohou lépe uspokojit potřeby konstrukčních materiálů v oblastech, jako je výstavba národních obranných konstrukcí, doprava, stavebnictví, petrochemický průmysl, ochrana životního prostředí, elektronika, letectví a kosmonautika, a hraje důležitou roli v podpoře výstavby národních obranných konstrukcí, velkých projektů a modernizace průmyslových struktur. Jedná se jak o zelený materiál, který splňuje ekologické požadavky 21. století, tak o konkurenceschopný nový materiálový průmysl s udržitelným rozvojem v globálním high-tech sektoru vláken. Čína zejména již vlastní nezávislá práva duševního vlastnictví k technologiím a procesům výroby čedičových vláken a dosáhla mezinárodně vedoucí úrovně s „výhodou pozdějšího vývoje“. Proto má energický rozvoj odvětví čedičových vláken a jejich kompozitních materiálů nepochybně velký význam.

Aplikace čedičových vláken ve funkčním oblečení

Tkanina z čedičových vláken má vysokou pevnost, trvalou nehořlavost, krátkodobě odolává teplotám nad 1000 °C a lze ji dlouhodobě používat v prostředí s teplotou 760 °C, což z ní činí ideální náhradu za azbestové a skleněné tkaniny. Tkanina z čedičových vláken má vysokou pevnost v tahu, odolnost vůči vysokým teplotám a trvalou nehořlavost. Je to levná alternativa k vysoce výkonným a pokročilým vláknům, jako je Nomex (Aramid 1313), Kevlar (Aramid 1414), Zylon (PBO vlákno) a uhlíková vlákna. Tkanina z čedičových vláken může být po chemickém barvení a konečné úpravě barvena a potištěna. Po funkční konečné úpravě, jako je organofluorová úprava, může být z ní vyrobena látka odpuzující oleje, vodu odpuzující a trvale nehořlavá. Mezi oděvy, které lze z tkaniny z čedičových vláken vyrobit, patří: hasičské záchranné oděvy, termoizolační obleky, obleky pro práci v pecích, svářečské pracovní oděvy a obleky zpomalující hoření pro posádky vojenských obrněných vozidel atd.