Privlačnost bazaltnih vlakana
Koncept proizvodnje vlakana od bazalta nije nov. Prvi patent za proizvodnju bazaltnih vlakana izdan je 1923. godine, a tijekom 1950-ih i 1960-ih opsežna istraživanja usmjerena su na njegovu vojnu primjenu. Čak su i vodeći Staklena vlakna Proizvođači su u to vrijeme istraživali potencijal bazalta, iako su 1970-ih preusmjerili fokus istraživanja i razvoja na visokoučinkovita staklena vlakna poput S-2. Tijekom desetljeća interes za kompozite od bazaltnih vlakana varirao je, ali posljednjih godina stalno je rastao.
S obzirom na to da bazalt potječe od lave bogate magnezijem i željezom koja se brzo ohladi u stijenu, ne čudi da bazaltna vlakna pokazuju iznimnu toplinsku izolaciju, otpornost na vatru i stabilnost na visokim temperaturama. Ta svojstva čine ih standardnim materijalom za izolaciju na visokim temperaturama. Na primjer, ruski proizvođač bazaltnih vlakana Kamenny Vek opskrbljuje američku automobilsku industriju proizvodima za izolaciju ispušnih sustava i pruža materijale otporne na toplinu za industrijsku primjenu.
Osim toplinskih performansi, bazaltna vlaknakombinacija čvrstoće, krutosti, otpornosti na udarce i Kemijsko Inertnost ga čini atraktivnim ojačanjem za kompozite. U primjenama vlaknima ojačane plastike (FRP), procesi oblikovanja nalikuju onima od staklenih vlakana. Gotovo svaka tehnika oblikovanja staklenih vlakana može se prilagoditi bazaltnim vlaknima uz manje prilagodbe ključnih parametara. Bazaltna vlakna su također kompatibilna sa svim standardnim sustavima smole.
Iako je gustoća bazalta (2,63 g/cm³) nešto veća od gustoće staklenih vlakana, njegove prednosti u performansama omogućuju lakše i fleksibilnije kompozite.
Toplinska svojstva bazaltnih vlakana privlače pozornost i izvan izolacije. Njihovi kompoziti sve se više koriste u primjenama koje zahtijevaju šire temperaturne raspone. Njihova otpornost na udarce također nadmašuje staklena i karbonska vlakna. Preliminarne studije njemačkog Centra za integrativne lagane konstrukcije i Instituta za tekstilnu tehnologiju Sveučilišta RWTH Aachen pokazale su da poliamid 6 ojačan hibridnom pređom od bazaltnih vlakana (HYWF) apsorbira 35% više specifične energije od HYWF od staklenih vlakana i 17% više od HYWF od karbonskih vlakana.
Željezni i aluminijevi oksidi u bazaltu doprinose dodatnim prednostima. Na primjer, bazaltna vlakna pokazuju bolju otpornost na koroziju i usporavanje gorenja od E-stakla. Studija irskog Mafica i kanadskog Fraunhofer Project Centra potvrdila je da su testne ploče od bazaltnih vlakana/epoksida postigle 40% veći modul vlačne čvrstoće, vlačnu čvrstoću i međuslojnu smičuću čvrstoću, uz 20% veću specifičnu krutost, u usporedbi s pločama od E-stakla/epoksida izrađenim istom smolom i postupkom. Kamenny Vek je izvijestio o sličnim rezultatima.
Bazaltna vlaknaNiska apsorpcija vode ključna je za građevinarstvo i primjenu u cjevovodima. Neprovodljiv je i, kao prirodni materijal, lakše se reciklira od sintetičkih vlakana - ključno je razmatranje za automobilsku i druge industrije. Gencarelle opisuje bazaltna vlakna kao „vitkija, zelenija i čvršća“ od alternativa, pozicionirajući svoje kompozite kao most cijene i učinkovitosti između E-stakla i karbonskih vlakana. Kao što Thompson primjećuje, „Popunjavamo prazninu između karbonskih i staklenih vlakana - tržište koje je dugo željelo takvo rješenje.“
Prelazak s ugljičnih na bazaltna vlakna navodno je lakši od prelaska s E-stakla, iako su oba izvediva. Za korisnike ugljičnih vlakana, uštede troškova pokreću promjenu, dok uravnoteženi omjer performansi i cijene bazalta odgovara primjenama gdje ultra visoke performanse ugljika nisu potrebne. Njihovi načini kvara također se razlikuju: ugljična vlakna imaju tendenciju katastrofalnog otkazivanja (npr. lomljenja), dok bazaltna vlakna pokazuju postupan, sigurniji kvar. Streetman ilustrira: „Protetska noga od ugljičnih kompozita iznenada otkazuje, uzrokujući pad; noga od bazaltnih kompozita omogućuje korisniku da sjedne.“
Iako poboljšanja u proizvodnji smanjuju troškove, bazaltna vlakna ostaju dvostruko skuplja od E-stakla u primjenama velikih količina. Da bi se opravdala ta premija, njihova superiorna svojstva - veća krutost, čvrstoća, otpornost na udarce, otpornost na kemikalije/vodu i sigurniji načini loma - moraju pružiti kritičnu vrijednost. Kako tehnologija napreduje, ova vulkanska stijena stvara jedinstvenu nišu u svijetu naprednih materijala.
