Привлачност базалтних влакана
Концепт производње влакана од базалта није нов. Први патент за производњу базалтних влакана издат је 1923. године, а током 1950-их и 1960-их, опсежна истраживања су се фокусирала на његову војну примену. Чак су и водећи... Стаклена влакна Произвођачи су у то време истраживали потенцијал базалта, мада су 1970-их преусмерили фокус истраживања и развоја на стаклена влакна високих перформанси попут S-2. Током деценија, интересовање за композите од базалтних влакана је варирало, али је последњих година стално расло.
С обзиром на то да базалт потиче од лаве богате магнезијумом и гвожђем која се брзо охлади у стену, није изненађење да базалтна влакна показују изузетну топлотну изолацију, отпорност на ватру и стабилност на високим температурама. Ова својства их чине стандардним материјалом за изолацију на високим температурама. На пример, руски произвођач базалтних влакана Каменни век снабдева америчку аутомобилску индустрију производима за изолацију издувних система и обезбеђује материјале отпорне на топлоту за индустријске примене.
Поред термичких перформанси, базалтна влакнакомбинација чврстоће, крутости, отпорности на ударце и Хемијски Инертност га чини атрактивним ојачањем за композите. У применама пластике ојачане влакнима (FRP), његови процеси обликовања подсећају на оне код стаклених влакана. Скоро свака техника обликовања стаклених влакана може се прилагодити базалтним влакнима уз мања подешавања кључних параметара. Базалтна влакна су такође компатибилна са свим стандардним системима смола.
Иако је густина базалта (2,63 г/цм³) нешто већа од густине стаклених влакана, његове предности у перформансама омогућавају лакше и флексибилније композите.
Термичка својства базалтних влакана привлаче пажњу изван изолације. Њихови композити се све више користе у применама које захтевају шири температурни опсег. Њихова отпорност на ударце такође надмашује стаклена и угљенична влакна. Прелиминарне студије немачког Центра за интегративне лагане конструкције и Института за текстилну технологију на Универзитету RWTH у Ахену показале су да полиамид 6 ојачан базалтном хибридном пређом (HYWF) апсорбује 35% више специфичне енергије од HYWF од стаклених влакана и 17% више од HYWF од угљеничних влакана.
Оксиди гвожђа и алуминијума у базалту доприносе додатним предностима. На пример, базалтна влакна показују бољу отпорност на корозију и ватроотпорност од Е-стакла. Студија ирског Мафика и канадског Фраунхофер пројектног центра потврдила је да су тест панели од базалтних влакана/епоксида постигли 40% већи модул затезања, затезну чврстоћу и међуслојну чврстоћу на смицање, заједно са 20% већом специфичном крутошћу, у поређењу са панелима од Е-стакла/епоксида направљеним од исте смоле и поступка. Камени век је објавио сличне резултате.
Базалтна влакнаНиска апсорпција воде је кључна за грађевинарство и примену у цевоводима. Непроводи струју и, као природни материјал, лакше се рециклира од синтетичких влакана – кључно разматрање за аутомобилску и друге индустрије. Gencarelle описује базалтна влакна као „виткија, еколошки прихватљивија и чвршћа“ од алтернатива, позиционирајући своје композите као мост исплативости између Е-стакла и угљеничних влакана. Како Томпсон напомиње, „Попуњавамо празнину између угљеничних и стаклених влакана – тржиште које је дуго желело такво решење.“
Прелазак са угљеничних на базалтна влакна је наводно лакши него прелазак са Е-стакла, иако су оба изводљива. За кориснике угљеничних влакана, уштеде трошкова покрећу промену, док уравнотежен однос перформанси и цене базалта одговара применама где ултрависоке перформансе угљеника нису потребне. Њихови начини отказа се такође разликују: угљенична влакна имају тенденцију катастрофалног отказа (нпр. ломљења), док базалтна влакна показују постепен, безбеднији отказ. Стритман илуструје: „Протетска нога од угљеничних влакана изненада отказује, узрокујући пад; нога од базалтног композита омогућава кориснику да седне.“
Иако побољшања производње смањују трошкове, базалтна влакна остају двоструко скупља од Е-стакла у применама са великим обимом производње. Да би се оправдала премија, њихова супериорна својства - већа крутост, чврстоћа, отпорност на ударце, отпорност на хемикалије/воду и безбеднији начини отказа - морају пружити кључну вредност. Како технологија напредује, ова вулканска стена заузима јединствену нишу у свету напредних материјала.
