Скорость производства очень тонкой пленки может превышать 120 м/мин. Однако такое несложное оборудование чрезвычайно дорого, и это объясняет ограниченное число установок для каландрирования.
Этот простой и дешевый метод применяется для производства армированных полиэфирных стеклопластиков — композиционного материала, который находит применение в сооружении пластмассовых конструкций 1. Его сокращенное обозначение GRP или RP (армированные пластмассы). Часто материал называют «файберглас», что, конечно, является прекрасной рекламой для фирмы, которая носит это же имя, но не дает точного понятия о материале, как, например, и название «твистил», относящееся к железобетону.
1 В нашей литературе этот метод известен как метод контактного формования стеклопластиковых изделий (прим. науч. ред.).
Полиэфиры (и эпоксиды) могут формоваться при низком давлении, так как они не относятся к тем материалам, пресс-изделия из которых могут разрушаться, если они недостаточно спрессованы. Сочетание этих смол с волокнами, которые обладают высокой прочностью на разрыв, дает материал очень прозрачный или непрозрачный, с более высоким отношением прочности к массе, чем у алюминия или мягкой стали, с лучшей ударной прочностью, чем у многих металлов, со стабильностью размеров, равной алюминию и лучшей, чем у стали, с блестящими химической стойкостью и погодостойкостью и, если требуется, со способностью не поддерживать горение.
Таблица 6. Свойства типичных стеклопластиков
Полиэфирная смола может отверждаться при комнатной температуре, без всякого внешнего воздействия, хотя отверждение может быть ускорено применением тепла или давления. Обычная рецептура состоит из смолы, катализатора (который генерирует реакцию) и ускорителя (который регулирует скорость отверждения).
В сочетании с полиэфирной смолой может применяться широкий диапазон армирующих материалов, но наиболее часто применяемым материалом является стекловолокно.
Стекло приобретает невероятную прочность на разрыв, если его вытянуть в волокна тоньше человеческого волоса (эта высокая прочность волокна не является принадлежностью исключительно стекла — волокна нейлона или полипропилена обладают высочайшей прочностью, что является следствием выравнивания молекул под воздействием вытягивания материала). В лабораторных условиях прочность стекловолокна на разрыв может составлять свыше 70 000 кг/см2, а учитывая различные реальные условия эксплуатации, прочность может быть равна 17500 кг/см2. До недавнего времени стекловолокно являлось, несомненно, самым прочным конструкционным материалом.
Стекловолокну не присуща ползучесть, оно обладает хорошей стойкостью к большинству химических веществ и имеет довольно высокий модуль Юнга —105 000 кг/см2. Стекловолокно обладает стабильностью размеров и стойкостью к температурам до 600°C. В результате значительной исследовательской работы было получено «текстурированное» волокно, которое способствует идеальному сцеплению со смолой.
Материал обычно имеет вид мата из рубленой стеклопряжи (волокна длиной около 5 см распределены беспорядочно и слегка сцеплены между собой, в результате чего получается мат немного толще и тяжелее носового платка), ровницы (непрерывная одиночная нить для придания очень высокой прочности в одном направлении) и стеклоткани (для очень высокой прочности в двух направлениях).
Форма для простого наслоения при низком давлении может быть позитивной или негативной (в зависимости от того, внутренняя или внешняя поверхность готового изделия должна иметь отделку) и должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать наслоение. Она может быть сделана из дерева, алебастра или легкого металла, хотя нередко ее делают из стеклопластика.
Форма покрывается разделительным составом, затем пульверизатором или кистью наносится первый слой жидкой смолы, на который накладывается стекломат и утрамбовывается ручным валиком. Затем наносится другой слой смолы и следующий слой стекломата. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута нужная толщина. При толщине конструкционной оболочки 4,5 мм расход стекловолокна составляет около 120 г/м2, а смолы — около 300 г/м2.
При лучшем уплотнении материал прочнее, чему способствует применение листа целлофана, наносимого вакуумным способом. Это помогает избавиться от пузырьков воздуха, попадающих внутрь материала, что может сказаться на его эксплуатационных качествах. Атмосферная стойкость стеклопластика ухудшается, когда стекловолокно выступает над поверхностью материала и влага может проникать внутрь. Во избежание этого применяется лицевое покрытие из тонкой бумаги (ткани) вместе с желеобразным покрытием или покрытием с большим содержанием смолы.