Basaltfaser: Hochleistungsfähiger, umweltfreundlicher Werkstoff, seine Produkte und Anwendungen

BasaltfasermaterialBasaltfasern haben vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Doch wie werden sie hergestellt? Es handelt sich um Endlosfasern, die durch Hochgeschwindigkeitsziehen von Basaltgestein gewonnen werden, nachdem dieses bei 1450 °C bis 1500 °C geschmolzen und durch eine Spinndüse aus Platin-Rhodium-Legierung gezogen wurde. Basaltfasern sind braun oder goldfarben. Sie stellen einen neuartigen, anorganischen, umweltfreundlichen und leistungsstarken Faserwerkstoff dar. Als zukunftsweisender, umweltfreundlicher und schadstofffreier Werkstoff des 21. Jahrhunderts zählt Basaltfaser zu den vier wichtigsten Hochleistungsfasern Chinas. Sie zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit, Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen, Korrosionsbeständigkeit, Wärmedämmung, Schalldämmung und Flammschutz aus. Chemische und elektrische Isolierung.

Basaltfaser-Roving

Es handelt sich um ein Bündel, das aus mehreren parallelen oder einzelnen parallelen Filamenten ohne Verdrillung besteht. Die Zugfestigkeit des 7–13 μm Rovings beträgt ≥ 0,65 N/tex, der Elastizitätsmodul ≥ 95 GPa und die Bruchdehnung ≥ 2,6 %. Basaltfaser Basaltrovings weisen nicht nur eine hohe Festigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul und eine Schlagfestigkeit auf, die mit Hightech-Fasern wie PPTA (Poly-p-phenylenterephthalamid) und UHMWPE (ultrahochmolekulares Polyethylen) vergleichbar sind, sondern zeichnen sich auch durch hervorragende Hochtemperatur- und Lichtbeständigkeit aus. Insbesondere die Haftfestigkeit an der Grenzfläche zu Harz ist sehr hoch. Daher eignen sich Basaltrovings verschiedener Spezifikationen zum Weben, Wickeln und Flechten von Verbundwerkstoff-Vorformlingen.

Basaltfaser-Textilgarn

Es handelt sich um ein Garn, das durch Verdrillen und Verzwirnen mehrerer Basaltfaserfilamente hergestellt wird, wobei der Durchmesser der einzelnen Filamente im Allgemeinen ≤ 9 μm beträgt. Textilgarne lassen sich grob in Webgarne und Garne für andere industrielle Anwendungen unterteilen; Webgarne liegen hauptsächlich in Form von Röhren- und Kegelspulen vor.

Basaltfaser, gehackter Strang

Es handelt sich um ein Produkt, das durch Zerkleinern von Basaltfaserfilamenten hergestellt wird. Die Fasern werden mit einem Silan-Schlichtemittel beschichtet. Daher ist Basaltfaser-Schnittmaterial das Material der Wahl zur Verstärkung von thermoplastischen Harzen und auch das beste Material zur Betonverstärkung. Basalt ist ein hochleistungsfähiges vulkanisches Gestein. Dieses spezielle Silikat verleiht der Basaltfaser eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, insbesondere eine hohe Alkalibeständigkeit. Daher ist Basaltfaser ein hervorragendes Material, um Polypropylen (PP) und Polyacrylnitril (PAN) zur Verstärkung von Zementbeton zu ersetzen. Es ist auch ein wettbewerbsfähiges Produkt zum Ersatz von Polyesterfasern, Ligninfasern usw. in Asphaltbeton, wodurch die Hochtemperaturstabilität, die Tieftemperaturrissbeständigkeit und die Dauerfestigkeit von Asphaltbeton verbessert werden können.

Basaltfaser-texturiertes Garn

Basaltfasergarn wird in einer Hochleistungstexturiermaschine zu texturiertem Basaltfasergarn verarbeitet. Das Formgebungsprinzip beruht darauf, dass ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom in den Formgebungskanal strömt und Turbulenzen erzeugt. Diese Turbulenzen dispergieren die Basaltfasern, sodass diese schlingenartige Fasern bilden. Dadurch erhalten die Basaltfasern Volumen und es entsteht texturiertes Garn.

Basaltfasergewebe, auch bekannt als Basaltfasergewebe

Es wird aus Hochleistungsbasaltfasern gewebt, die nach Verfahren wie dem Zwirnen und Schären verarbeitet werden. Basaltfasergewebe ist ein Hochleistungsgewebe mit hervorragenden Eigenschaften, hoher Festigkeit, gleichmäßiger Textur, glatter Oberfläche und vielfältigen Webtechniken. Es kann zu leichten, atmungsaktiven und dünnen Geweben mit geringer Dichte oder zu dichten, hochfesten, dicken und steifen Geweben verarbeitet werden. Gängige Basaltfasergewebe sind beispielsweise Leinwandbindung, Köperbindung, Satinbindung, Doppelschussbindung und Basaltfaserband.

Nadelfilz aus Basaltfasern

Basaltfaser-Schnittstränge werden kardiert und anschließend die Schnittmattenschicht durch Vernadelung oder Hydroverfestigung mit einem Trägergewebe verstärkt und zu einem einheitlichen Ganzen verbunden. Anschließend wird das Material imprägniert und getrocknet, um den fertigen Nadelfilz zu erhalten (eine Nachbehandlung kann auch entfallen).

Basaltfaserverbundwerkstoffe

Im Vergleich zu Hightech-Fasern wie Kohlenstofffasern, Aramid und ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE) vereint Basaltfasern nicht nur deren hohe Festigkeit und Elastizitätsmodul, sondern bieten darüber hinaus hervorragende Eigenschaften wie gute Hochtemperaturbeständigkeit (-269 °C bis 760 °C), Oxidations- und Strahlungsbeständigkeit, Wärme- und Schalldämmung, gute Filtrationseigenschaften, hohe Druck- und Scherfestigkeit sowie Eignung für verschiedene Einsatzumgebungen bei gleichzeitig gutem Preis-Leistungs-Verhältnis. Als rein natürliches, anorganisches, nichtmetallisches Material und neuer Basiswerkstoff sowie Hightech-Faser kann Basalt den Entwicklungsbedarf der wichtigsten Industriezweige der Volkswirtschaft decken. Basaltfasern und ihre Verbundwerkstoffe eignen sich besonders für den Einsatz als Strukturwerkstoffe in Bereichen wie Verteidigung, Transportwesen, Hochbau, Petrochemie, Umweltschutz, Elektronik, Luft- und Raumfahrt und spielen somit eine wichtige Rolle bei der Förderung des Verteidigungsbaus, von Großprojekten und der Modernisierung der Industriestruktur. Basaltfasern sind sowohl ein umweltfreundliches Material, das den ökologischen Anforderungen des 21. Jahrhunderts gerecht wird, als auch ein wettbewerbsfähiger, zukunftsorientierter Werkstoff mit nachhaltiger Entwicklung im globalen Hightech-Fasersektor. Insbesondere China besitzt bereits unabhängige Schutzrechte an der Herstellungstechnologie und den Verfahren für Basaltfasern und hat mit einem „Nachzügler-Vorteil“ ein international führendes Niveau erreicht. Daher ist die energische Weiterentwicklung der Basaltfaser- und Verbundwerkstoffindustrie zweifellos von großer Bedeutung.

Anwendung von Basaltfasern in Funktionsbekleidung

Basaltfasergewebe zeichnet sich durch hohe Festigkeit und dauerhafte Flammwidrigkeit aus. Es hält kurzzeitig Temperaturen über 1000 °C stand und kann langfristig bei 760 °C eingesetzt werden. Damit ist es ein idealer Ersatz für Asbest- und Glasfasergewebe. Basaltfasergewebe besitzt eine hohe Reißfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und dauerhafte Flammwidrigkeit. Es ist eine kostengünstige Alternative zu Hochleistungsfasern wie Nomex (Aramid 1313), Kevlar (Aramid 1414), Zylon (PBO-Faser) und Kohlenstofffaser. Nach chemischer Färbung und Ausrüstung lässt sich Basaltfasergewebe färben und bedrucken. Durch funktionelle Ausrüstung, beispielsweise mit Organofluorverbindungen, kann es zu einem öl- und wasserabweisenden sowie dauerhaft flammhemmenden Gewebe verarbeitet werden. Zu den aus Basaltfasergewebe herstellbaren Kleidungsstücken gehören: Feuerwehr-Schutzkleidung, Wärmeisolationsanzüge, Schutzanzüge, Schutzkleidung für Ofenarbeiter, Schweißerschutzkleidung und flammhemmende Anzüge für Besatzungen von Militärpanzerfahrzeugen usw.