Стекловолокно при производстве покрывается замасливателем, который соединяет элементарные волокна в первичную нить, предотвращая их слипание между собой и облегчая размотку и кручение нитей при производстве из них жгутов. Важная роль замасливателя заключается и в том, что он защищает волокна от истирания и разрушения в процессе производства текстильных материалов из нитей, а также препятствует накоплению зарядов статического электричества. После производства текстильного материала и выполнения своих функций замасливатель удаляют, т.к. он мешает пропитке стекловолокнистого наполнителя полимерным связующим. Удаление замасливателя производят путем выжигания при термической обработке при температуре около 800 °С или путем растворения в соответствующем замасливателю растворителе. Для улучшения взаимосвязи связующего со стеклонаполнителем на поверхность последнего наносят аппреты, которые имеют функциональные группы. Благодаря им аппреты способны взаимодействовать и со связующим, и со стекловолокном. Роль таких веществ выполняют кремний- и металлоорганические соединения с аминными, гидроксильными или эпоксидными группами. Наиболее оптимально аппреты вводить в состав замасливателя, в этом случае исключается операция его удаления, что позволяет сократить время изготовления материала и исключить снижение прочностных свойств стеклонаполнителя при удалении замасливателя. Прочность стеклянных волокон в большой степени зависит от влаги, адсорбированной на их поверхности. Адсорбированная влага снижает поверхностную энергию волокон, вызывает набухание поверхностных слоев, приводит к развитию микротрещин, в конечном счете, снижая прочность волокон. Сушка и удаление влаги с поверхности волокон позволяет повысить их прочность, но полной десорбции поверхностной влаги не удается добиться даже при длительном и глубоком вакууме. Применение углеродных волокон для получения полимерных композиционных материалов позволило решить ряд новых технических задач, что связано с уникальностью свойств армирующих материалов на основе углерода. Так, углеродные волокна обладают высокими прочностными характеристиками, низкой плотностью, тепло- и электропроводностью, химической стойкостью, низким температурным коэффициентом линейного расширения, высокой устойчивостью к ионизирующему излучению, низким коэффициентом трения и др. Благодаря этому армированные углеродными волокнами полимеры (углепластики) нашли применение в ракетостроении и химическом машиностроении, авиационной и космической технике, в производстве спортивного инвентаря и товаров ширпотреба. Лучшие марки отечественного углеродного волокна имеют прочность при растяжении свыше 4,0 ГПа и модуль упругости около 240 ГПа при плотности 1,75 г/см3, что выгодно отличает их от других армирующих наполнителей. Известны углеродные высокомодульные волокна со значениями этих характеристик 3,3 ГПа, 500 ГПа и 1,95 г/см3 соответственно. Углеродное волокно состоит из тончайших фибрилл, диаметр которых составляет 1-2 нанометра. Волокно имеет полую замкнутую структуру, поры занимают до 30 % объема волокна. Получают углеродные волокна из полимерных нитей и волокон. Технология производства сложна и многостадийна. Процесс проводится при высоких температурах. Основная цель при получении углеродных волокон заключается в карбонизации и графитизации используемых высокомолекулярных продуктов. Большое влияние на качество углеродного волокна оказывает подготовка исходных полимерных волокон. При карбонизации из полимерных волокон удаляются все химические элементы, кроме углерода. Продуктом карбонизации является твердый углеродный материал с поликристаллической структурой. Процесс проводится в отсутствие кислорода, т.е. в инертной или даже восстановительной среде. На стадии графитизации, которая проводится при 2000-2400 °С, структура волокон упорядочивается и приобретает многослойность, характерную для гексагональной структуры монокристалла графита. Для производства углепластиков используют дискретные углеродные волокна, углеродные нити, ленты и тканые материалы. В зависимости от вида армирующего углеродного материала углепластики подразделяются на углеволокниты, углетекстолиты и углепрессволокниты. Углеволокниты изготавливаются с применением непрерывных углеродных нитей и жгутов. Углетекстолиты изготавливают с использованием тканей или тканых лент различного переплетения. Углепрессволокниты производят на основе дискретных волокон. Свойства углепластиков, так же как и стеклопластиков, зависят от характеристик армирующих материалов, вида и текстуры волокна, степени наполнения, свойств полимерной матрицы и т.д. Оптимальное содержание углеродных армирующих материалов в углепластике составляет 52-60 % по массе в зависимости от его вида. Отличительные особенности углепластиков, которыми они обладают благодаря углеродным волокнам, - высокая прочность при чрезвычайно высоком модуле упругости и низких плотности и ползучести. Кроме того, у них очень высокая теплостойкость и устойчивость к термическому старению. Они длительно (500-1000 ч) выдерживают механические напряжения при одновременном воздействии температур до 200 °С. Эти материалы обладают в 2-3 раза более высокой усталостной прочностью, чем стеклопластики. Характерной особенностью углепластиков является высокая анизотропия всех механических и электрофизических свойств, которая в 2-3 раза выше анизотропии свойств стеклопластиков.
| 
