Меню

Армирование ткани что это

Армирующие ткани

Армирующие ткани плетутся из высокопрочных углеродных, стеклянных, арамидных и других типов нитей. Каждая нить в такой ткани состоит из нескольких тысяч мельчайших филаментов. Такая структура создает материал, обладающий высочайшей прочностью и низким весом.

Для фиксирования армирующей ткани в нужной форме она пропитывается двухкомпонентной ламинирующей или инфузионной системой. Эти системы могут быть на основе эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной или других типов смол. Изделию, получаемому таким способом можно придать любую форму, при этом изделие будет гораздо прочнее и в то же время легче традиционных конструкционных материалов, например, стали.

Углеродные или карбоновые волокна по сравнению со стеклянными и арамидными обладают наибольшей механической прочностью на растяжение и вместе с тем незначительным весом. Комбинация этих свойств позволяет использовать армирующие ткани на основе углеродных волокон (углеткани) в самых ответственных и высокотехнологичных изделиях.

К тому же, углеткани с плетением, например, саржа 2/2 («шашечка») позволяют получить стильный внешний вид изделия.

Прочность волокна*, МПа Прочность в ламинате*, МПа Модуль упругости*, ГПа Прочность/вес Плотность, г/см³
Углеволокно 4127 1600 125-181 2751 1,50
Арамидное волокно 2757 1430 70-112 1915 1,44
Стекловолокно 3450 1500 30-40 1369 2,52
Сталь ок. 400 210 51 7,90

СТЕКЛОТКАНИ

Стеклянные волокна обладают меньшей прочностью, чем углеродные волокна, зато позволяют значительно сэкономить на стоимости изделия. При этом соотношение их механических характеристик и веса по-прежнему значительно выше, чем у традиционных материалов. Именно такое сочетание прочности, веса и цены обуславливает использование тканей на основе стеклянных волокон в широчайшем спектре применений: от бытовых задач до элементов конструкции в авиационной и космической технике.

АРАМИДНЫЕ ТКАНИ

Одно из основных преимуществ арамидных волокон – в их ударной прочности. Именно поэтому армирующие ткани на основе арамидных волокон часто используются в производстве защитной и спортивной экипировки, огнестойкой одежды, взрывозащитных элементов конструкций, метеоритной защиты.

Углеродные вуали это очень легкие нетканые материалы, состоящие из рубленого углеволокна. Плотность вуалей начинается от 7-10 г/м 2 . Углеродные вуали чаще всего используются при изготовлении оснастки в качестве первого слоя ткани для того, чтобы избежать эффекта пропечатывания рисунка плетения последующих слоев ткани на поверхности оснастки.

Источник

Схемы армирования в ПКМ

В качестве арматуры, в основном, используются ткани и ровинги из волокон: стеклянных, углеродных, органических, базальтовых, борных. Ткани изготавливают на ткацких станках переплетением продольных (основа) и поперечных (уток) нитей.

Строение тканей характеризуется толщиной нитей, видом переплетения, плотностью, а также прогнутостью нитей основы и утка, характером поверхности. Важной характеристикой является схема переплетения нитей. Выделяют четыре основных типа плетения: полотняное, сатиновое, саржевое, трикотажное.

Каждое переплетение нитей строится из определенного числа нитей основы и утка. Наименьшее число нитей, после которого повторяется порядок их взаимного перекрытия, называется раппортом. Порядок взаимного расположения перекрытий основы и утка для каждого ряда может быть выражен дробью, числитель которой показывает число подряд расположенных основных перекрытий, а знаменатель – уточных. Число возможных переплетений нитей теоретически беспредельно, а практически ограничиваются технологическими возможностями и соображениями целесообразности.

На схемах переплетение изображают системой клеток: черными – основные перекрытия, белыми – уточные. Каждый вертикальный ряд клеток изображает нить основы, горизонтальный – нить утка.

Полотняное (или гарнитуровое) – наиболее простое, когда каждая нить основы и утка проходит поочередно сверху, а затем снизу пересекающей ее нити основы, как изображено на рис. 1.3,а, в верхней части которого показана схема переплетения нитей, а в нижней – конструкторская диаграмма;

Читайте также:  Ткани с тефлоновым покрытием для гладильных досок

сатиновое– имеет длинные перекрытия нитей основы (рис.1.3,б);

саржевое – каждая нить основы и утка проходит поочередно сверху и снизу двух или более пересекающих ее нитей (рис.1.3,в);

трикотажное – это вязаное переплетение, при котором петли с сильным искривлением нитей взаимно зацепляются. Существует два типа вязаных материалов (рис.1.3,г) – уточные (вверху) и основовязаные.

Каждому типу плетения тканей соответствуют свои механические и технологические свойства. Например, ткань полотняного плетения придает композиту высокую прочность в двух ортогональных направлениях. В то же время она наименее гибкая из всех типов тканей и плохо поддается укладке на поверхности сложной формы без складок.

Армирование тканью сатинового плетения обеспечивает большую прочность и жесткость вдоль основы и меньшую в направлении утка.

Ткани саржевого переплетения отличаются большей податливостью волокон в плоскости ткани, тем самым они более технологичны при изготовлении изделий со сложной поверхностью.

Рис.1.3. Основные виды тканой арматуры:

а – полотно; б – сатиновое переплетение (вверху 4/1, внизу — с длинным

перекрытием 7/1); в – саржа (2/2); г – трикотаж (вверху – гладкая уточно-

вязаная структура, внизу – основовязаная структура)

Наименьшей прочностью и жесткостью обладают ПКМ, армированные тканями трикотажного плетения, так как их волокна сильно искривлены. В то же время эти ткани наиболее податливы и дают возможность укладывать их на поверхности с малыми радиусами кривизны без складок.

Полимерные композиты являются материалами с регулируемой анизотропией механических свойств, то есть они позволяют для конструкций, имеющих одни и те же геометрические формы, обеспечить разное восприятие и передачу внешнего нагружения путем перераспределения напряжений за счет изменения анизотропии ПКМ. Регулирование анизотропии свойств достигается выбором схем армирования. Для слоистых композитов схема армирования определяется направлением укладки волокон в слоях. Направление укладки определяется величиной угла между осью изделия и направлением волокон арматуры.

На рис.1.4 показаны типовые схемы армирования. При укладке всех волокон параллельно оси (укладка 0°, рис.1.4,а) получается однонаправленный ПКМ. Такое армирование осуществляется с помощью ровинга. Если слои ровинга уложить во взаимно перпендикулярных направлениях, то получается структура, изображенная на рис.1.4,б, – укладка под 0° и 90°.

Рис.1.4. Схемы армирования: а – 0°; б – 0°, 90°; в – 0°, 45°, -45°

На рис.1.4,в показано армирование, при котором один слой ориентирован вдоль оси изделия (0°), а два слоя – под углами 45° и –45°. Варианты армирования по схемам на рис.1.4,б,в могут быть реализованы и с помощью тканей различного плетения.

Схема армирования оказывает большое влияние на прочность композитов при различных условиях нагружения. Например, прочность однонаправленного ПКМ с непрерывными волокнами, разрушение которых наступает одновременно с разрушением связующего, определяется зависимостью

,

где и – разрушающее напряжение армирующих волокон и связующего соответственно;

– объемная доля волокон.

Однонаправленное армирование волокон обеспечивает наибольшую удельную прочность для конструкции, работающей в условиях одноосного нагружения. В то же время в перпендикулярном направлении прочность материала незначительна, так как определяется только механическими свойствами матрицы.

Читайте также:  Какие ткани дают усадку при намокании

Армирование в ортогональных направлениях (рис.1.4,б) обеспечивает рациональное восприятие нагрузки, действующей в разных направлениях.

При наличии сдвигающих усилий (рис.1.4,в) целесообразно выбрать схему армирования, включающую волокна, ориентированные под углом к оси изделия. Основной принцип, которым руководствуются при выборе схемы армирования, состоит в том, чтобы в наибольшей мере совместить поле действующих напряжений с направлением укладки арматуры.

Прочность материала в значительной степени зависит также от доли арматуры в общем объеме материала. При использовании монолитных волокон круглого сечения (типичные армирующие наполнители) показатели механических свойств однонаправленного материала достигают максимума при . Повысить объемную долю наполнителя до 0,85 удается при использовании профильных волокон, после чего прочность материала начинает в большей степени зависеть от прочности сцепления на границе волокно – связующее. Различные профили армирующих волокон показаны на рис.1.5 [20].

Рис.1.5. Формы сечений армирующих волокон

Искривление волокон в изделии, например, из-за тканой структуры тканей, приводит к неодновременному включению их в работу и, соответственно, к разнонапряженности, что вызывает снижение прочности и жесткости материала. В связи с этим можно предположить, что армирование ровингом обеспечивает большую прочность, чем армирование тканями.

Источник

Значение армированных ниток и тканей в шитье

Если к изделиям предъявляют повышенные требования по прочности и износостойкости — актуальными будут именно армированные разновидности нитей. Изучение способа производства, дополнительной обработки и плетения помогает понять, почему готовые товары приобретают те или иные характеристики.

Что такое армирование?

Сначала надо дать разъяснение по поводу того, что собой представляет процесс армирования. Это обозначение различных способов для усиления материала. Для этого основу комбинируют с другими изделиями, обладающими повышенной прочностью. Свойства переходят из одного предмета в другой, благодаря чему характеристики последнего улучшаются.

Интересно. Сфера применения армирования связана с различными отраслями.

Вот лишь некоторые примеры:

  • Текстильная промышленность. В ней встречаются и разновидности арамидных изделий.
  • Косметология.
  • Строительство дорог.
  • Изготовление каменных, железобетонных строений.

С этим процессом связано и понятие «арматура», с которым наверняка сталкивались многие. Такое название получили металлические пруты, которыми укрепляют железобетонные изделия.

Армированные нитки

Многие путают армированные нитки с изделиями, содержащими люрекс. Но это ошибочное мнение, основы отличаются друг от друга. Люрекс бывает с фольгированными или металлизированными покрытиями. Но особой прочностью он похвастаться не может. Эти добавки нужны для придания более привлекательного внешнего вида, в том числе — при наличии стержня.

Из названия «армированных нитей» вытекает, что волокна обладают повышенной прочностью, если сравнить с другими изделиями. Но в составе отсутствуют какие-либо металлические элементы, как и производные от них, из-за чего конструкции не перестают быть арматурными.

Обратите внимание. Ещё эта разновидность ниток получила название «каркасных». Кручёное плетение — основная отличительная черта. Для сердцевины применяют одну разновидность волокон, а оплётка — из других. Благодаря этому прочность с долговечностью и сохраняются.

Армированные ткани

Обычно имеются в виду технические, либо тентовые разновидности материала. Армирующая сетка расположена между двумя слоями основного материалами. В основе — крепкие синтетические или капроновые нитки, которые переплетаются друг с другом. Иногда для таких изделий применяют специальную пропитку — полиуретановую, либо ПВХ. Что способствует усилению водозащитных, водоотталкивающих свойств изделий, которыми обладает армированная ткань.

Армированные ткани отличаются следующими свойствами:

  • Прочная структура.
  • Устойчивость к длительному износу.
  • Защита от ветровых нагрузок.
  • Предотвращение любых попыток разрыва.
Читайте также:  Ткань рогожка для покрывала

Реализация

Отличительные свойства

Компоненты и методики производства влияют на то, какими характеристиками обладают готовые изделия. По этому признаку разными бывают и виды армированных ниток, что это такое — описано выше.

Важно. Сердечник из полиэфирных волокон отвечает за максимальную прочность нитей. Натуральные или смешанные волокна могут играть роль обмотки. Причина такого решения — необходимость получить дополнительную защиту от воздействий, тем более — связанных с высокими температурами. Благодаря оплётке продлевается срок эксплуатации нитепроводящих частей оборудования. Ведь коэффициент трения при такой работе уменьшается до 15%.

Армированные нити часто применяют для оверлоков, любых цветов, в том числе — белого.

Прочность соединения швейных тканей повышается при добавлении нитей. Можно быть уверенными в том, что при влажно-тепловой обработке усадка изделия будет минимальной. Универсальность армированных нитей приводит к их высокой эффективности в любых областях промышленности:

  • Кожгалантерейной, в том числе — с сетчатыми основами.
  • Обувной.
  • Трикотажной.

Набор с нитками

Виды таких ниток и их маркировка

Всего выпускается три разновидности таких изделий. Главное отличие кроется в типах волокон, используемых для оплётки полиэфирной комплексной сердцевины. Две буквы, указанные на катушке, облегчают понимание того, какая именно разновидность сейчас перед покупателем.

Первой в большинстве случаев ставят букву Л. Она одинакова для ниток любого типа и означает, что используют сердечник нити. Чаще всего в его основе комплексные полиэфирные волокна, отличающиеся малой усадкой. Вторая обозначает наименование для самой оплётки.

Маркировка ЛЛ

Предполагается, что внешняя часть нити построена на штапельном волокне, или лавсане. Такие изделия считаются универсальными благодаря своему составу. Обеспечивают высокие прочности для любых соединений. Гарантированы эластичные швы, привлекательный внешний вид. Реже такие нитки швейные армированные применяют при создании отделочных строчек, чаще — для обмётывания срезов.

Второе составляющие — сиблон. Их часто добавляют к резине.

Тоноковолокнистый хлопок будет служить обмоткой у изделий, имеющих такую маркировку. По сравнению с ЛЛ, этот вариант — не такой прочный и износостойкий. Но подобные основы без проблем выдерживают температуру до 200 градусов. Они высокопрочные.

Метраж согласно ГОСТу — ещё одна отличительная черта указанного последним состава от ближайших аналогов. 100-200 метров — стандартные габариты бобин, когда речь о бытовых нуждах. Этого количества хватит для тех, кто занимается шитьём в небольших объёмах, не постоянно.

Интересно. От 1000 до 3000 метров нужно профессионалам, у которых работа связана с нитями практически каждый день. Цифры, стоящие перед буквенным обозначением, связаны с приблизительной номинальной линейной плотностью ниток.

Сфера применения

Нитки подходят для любых видов изделий, чтобы создавать закрепляющие, либо закрывающие швы. Толщина исходного материала не имеет значения. Высокая прочность на разрыв, износостойкость тоже гарантирует создание гладких швов, отвечающих всем требованиям.

Армированные нити подходят для производства высокопрочных тканей. Иногда нити добавляют при лифтинге лица, создании армированных сетей на огородах.

Армированные нити считаются универсальными изделиями, которые оказываются полезными для самых разных сфер деятельности человека. Полиэфирные волокна сами по себе обладают хорошими эксплуатационными качествами, а сложная структура только усиливает их. Не только конечные потребители, но и сами швейные производства ощущают преимущества от работы с таки ми изделиями. Работа мастеров по пошиву упрощается.

Источник