Теплофизические свойства

Структура стеклопластиков неоднородна, поэтому их основные теплофизические характеристики (коэффициент теплопроводности и термический коэффициент линейного расширения) являются осредненньми, эквивалентными.

Коэффициенты теплопроводности однонаправленного стеклопластика в направлении, параллельном (l_||) и перпендикулярном (l_^ ) расположению волокон, могут быть вычислены по следующим формулам:

где l_с и l_а - коэффициенты теплопроводности соответственно связующего и армирующего материала; с_о - объемное содержание волокон.

Были получены также соотношения для расчета теплофизическиххарактеристик стеклотекстолитов на основе тканей с различными переплетением нитей, учитывающие даже искривление нитей в процессе получения тканей на ткацких станках.

При нормальной температуре коэффициенты теплопроводности полиэфирных, эпоксидных и фенольных связующих различаются незначительно и составляют λ_с=0,15–0,25 Вт/(м×К). Коэффициенты теплопроводности наиболее распространенных стеклянных волокон λ_а=0,9–1,1 Вт/(м×К). Поэтому теплопроводность стеклопластикаопределяется прежде всего содержанием волокна.

Во многих практических случаях наибольший интерес представляет возможность снижения теплопроводности стеклопластика в направлении, перпендикулярном плоскости армирования. Снижения значения l_^ можно добиться, применяя полые волокна.

Термические коэффициенты расширения стеклопластиков являются осредненными показателями, характеризующими изменение объема материала как за счет изменеиия температуры, так и за счет внутренних термических напряжений, значение которых пропорциональво разности термических коэффициентов расширения компонентов.

Рис. 8 Зависимость коэффициента теплопроводности однонаправленного стеклопластика на основе полиэфирного связующего с λ_с=0,17 Вт/(м·К) и алюмоборосиликатного волокна с λ_а=0,9 Вт/(м·К) от содержания стеклянного волокна. 1 - в направлений армирования; 2, 3 - перпендикулярно плоскости армирования для сплошных и полых волокон соответственно

Возможность рассчитывать и регулировать термические коэффициенты расширения стеклопластиков позволяет конструировать металлостеклопластиковые изделия, имеющие минимальные температурные напряжения, правильно проектировать трубопроводы с компенсаторами температурных деформаций или работающие по принципу самокомпенсации и ряд других ответственных изделий.