Армированный полиэтилен
Трудно найти область техники и обычной жизни, где не используются изделия из полиэтилена. Огромные потенциальные возможности этого полимера раскрываются в его комбинациях с другими материалами. Особенно ценными свойствами обладает композиционный материал – армированный полиэтилен. Наиболее важные преимущества полиэтилена – малый вес, морозостойкость, химическая, атмосферная, радиационная стойкость, диэлектрическая прочность, прочность при растяжении и сжатии, ударопрочность, устойчивость к динамическим нагрузкам, – дополняются деформационно-прочностными возможностями наполнителей.
Производство материалов и изделий из армированного полиэтилена осуществляется на стандартных технологических линиях со вспомогательными агрегатами. Композиты легко поддаются обработке. Их физико-механические свойства сравнимы со свойствами сплавов из легких металлов – на основе монолитных конструкций полиэтилена и высокоориентированных полиэтиленовых волокон производятся даже бронежилеты высокого класса защиты.
Для армирования полиэтилена используются волокнистые материалы:
- Полиэтиленовые
- Полиэтилентерефталатные
- Лавсановые
- Арамидные
- Углеродные
- Кварцевые
- Асбестовые
- металлические нити
- сетки
- фольга
- пластины.
Слоистые композиции полиэтилена с разными усиливающими материалами имеют широкий спектр технических характеристик. Особенно востребована трубная и пленочная продукция из армированного полиэтилена.
Трубы из композитов полиэтилена
Слабое место полиэтилена – низкая прочность на разрыв в поперечном направлении и значительное тепловое расширение линейных и объемных размеров. Полиэтиленовые трубы при нагреве деформируются, волнообразно изгибаются, истончаются, что может приводить к разгерметизации трубопроводов.
Трубы, армированные каркасом из стекловолокна или алюминиевой фольги, обладают повышенной прочностью и жесткостью, не подвергаются деформации, не изменяют конфигурацию поперечного сечения и выдерживают большие давления.
С перемещаемыми жидкостями и горючими газами контактируют внутренние поверхности из полиэтилена, инертные к агрессивным средам, а каркас из стекловолокна или алюминиевой фольги (толщиной от 0,1 до 0,5 мм) компенсирует тепловое расширение полиэтилена. Надежность, прочность, малый износ даже при высоких скоростях потока, позволяют использовать их в трубопроводах с высоким внутренним давлением и резкими перепадами температур.
Композитные трубы из полиэтилена производятся на экструзионных трубных линиях с поршневыми или обычными шнековыми экструдерами, дополнительно оснащенными специальными устройствами (удлиненные формующие головки, нагревательные печи). Армирование волокнистыми материалами осуществляется намоткой заранее подготовленной ленты требуемой ширины или отдельными нитями с помощью намоточных машин.
Полиэтиленовые трубы с каркасом из алюминиевой фольги получают непрерывной многоступенчатой экструзией. Сначала алюминиевой ленте придается цилиндрическая форма, затем на трубчатую заготовку последовательно наносятся внутреннее и внешнее полиэтиленовое покрытие.
Пленки
Армированные полиэтиленовые пленки, сохраняющие легкость и эластичность обычных пленок, в отличие от них, обладают высокой сопротивляемостью механическим нагрузкам и практически не подвержены растяжению. Они представляют собой трехслойные конструкции: внутренний каркас и внешние слои из полиэтилена. Наполнителями для таких пленок могут быть нити, ленты, сетки из полимерных или металлических волокон.
Особенно высокой прочностью отличаются пленки с сетчатым каркасом – жесткая фиксация волокон в узлах сетки способствует равномерному распределению разрывных нагрузок (соотношение прочности на разрыв в продольном и поперечном направлениях – 0,6-0,8) и локализации повреждений. При разрывах нет необходимости менять пленку, достаточно просто заклеить поврежденный участок.
Производят армированную полиэтиленовую сетку на двухсторонних ламинаторах методом поливной экструзии. Расплав полимера через щелевую фильеру экструдера наносится на поверхность гибких армирующих материалов – сетки, волокон, металлической фольги. Этот способ позволяет получать многослойные конструкции с прочным соединением.
Выпускаются полиэтиленовые пленки на основе сеток с размерами ячеек 8-20 мм, с различной плотностью (90-250 г/м2) и разными габаритными размерами: толщиной 200-600 мкм, шириной 0,6-6 м и длиной 25-50 м.
Пленочный армированный полиэтилен – тонкий, прочный, легкий материал (вес 1 рулона двухметровой ширины всего 7-12 кг).
Он дешевле брезента и поливинилхлоридной пленки, способен прослужить 3-5 лет в любых погодных условиях, и востребован в самых разных областях:
- в строительстве: как гидроизоляция для кровли, фундаментов, фасадов, наливных полов, как укрывной материал для ремонта и отделочных работ, недостроенных объектов, техники, стройматериалов, для устройства временных ограждений и тепловых завес;
- в сельском хозяйстве: для обустройства зернохранилищ и силосных хранилищ, теплиц и парников, временных навесов;
- для уплотнения дна искусственных водоемов;
- в промышленности – как упаковочный материал для ответственных и крупногабаритных объектов.
Армированный полиэтилен имеет практически неограниченные перспективы использования. Новые возможности его применения открывает расширение эксплуатационных характеристик за счет изменения свойств полимерной матрицы, использования новых армирующих материалов, внедрения эффективных технологических приемов производства.
