Тканые армирующие материалы

Тканые материалы на основе различных типов высокопрочных волокон, используемые в качестве арматуры при изготовлении слоистых композитов, классифицируют по материалу волокон (стеклоткани, органоткани, углеткани, органостеклоткани, бороорганоткани) и типу их переплетения (полотняное, ситцевое, сатиновое, саржевое, трикотажное). Необходимую для определенных целей анизотропию механических характеристик слоистых композитов достигают за счет варьирования соотношения волокон в основе и утке ткани.

Ткань изготавливают на ткацком станке переплетением двух взаимноперпендикулярных систем нитей пряжи – основных и уточных. Основные нити (основа) располагается по длине куска ткани, а уточные (уток) – по его ширине, от кромки к кромке.

Основные технические характеристики ткани следующие: волокнистый состав, вид переплетения, способ отделки, ширина, толщина, масса квадратного метра, число нитей основы и утка на единицу длины (плотность ткани), разрывная нагрузка и растяжимость (удлинение) при разрыве.

Ткацким переплетением называют порядок последовательного перекрытия на лицевой стороне ткани нитей основы нитями утка.

Наиболее распространенными являются ткани, ширина которых составляет 40…75 см – узкие, 75…100 см –ширины, 100…150 см – широкие, 150…200см и более – очень широкие. Ткани шириной 0,5…7,5 см и более называют ткаными лентами.

Ткани массой до 100 г/ считаются легкими, массой от 100 до 500 г/ - имеющими среднюю массу и ткани массой свыше 500 г/ – тяжелыми.

В отечественной промышленности наиболее широко распространены ткани на средней основе стеклянных, органических и углеродных волокон. Выпускаемые стеклоткани различаются составом стекла, характеристиками нитей, типом переплетения, толщиной, прочностью, плотностью укладки волокон и другими показателями (таблица 1.3.10).

Таблица 1.3.10. Характеристики тканей на основе стеклянных волокон

Марка ткани	Тип переплетений нитей	Поверхностная плотность m, кг/	Толщина h, мм	Плотность укладки нитей, текс/мм	Средняя прочность , ГПа
по основе	по утку	по основе	по утку
Т-10 Т-10-80 Т-11 Т-11-752 Т-11-ГВС-9 Т-12 Т-12-41 Т-12-ГВС-9 Т-13 Т-14 Т-14-78 А-1 А-2 ТСУ-8/Э-ВМ-78 ТУПР ТС-5Н-78 МТТС-2,1	Сатин 8/3   Сатин 8/3 или 5/3     Полотно     Сатин 8/3 полотно     Трехмерное переплетение	0,29 0,29 0,39 0,39 0,39 0,37 0,37 0,37 0,29 0,31 0,31 0,11 0,7   0,32 0,29 0,30   2,10	0,23 0,25 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,27 0,29 0,29 0,10 0,06   0,27 0,26 0,47   2,20	-	-	0,47 0,51 0,39 0,39 0,27 0,39 0,36 0,27 0,30 0,28 0,29 0,24 0,20   0,33 0,32 0,13   0,25	0,26 0,29 0,23 0,23 0,14 0,23 0,19 0,14 0,19 0,23 0,24 0,24 0,17   0,43 0,22 0,13   0,18

Органоткани отличаются достаточно высокой термостойкостью, обладают малой усадкой по сравнению с тканями на основе других типов волокон (таблица 1.3.11).

Таблица 1. 3.11. Характеристики тканей на основе органоволокон

Марка ткани	Тип переплетений нитей	Поверхностная плотность m, кг/	Толщина h, мм	Плотность укладки нитей, текс/мм	Средняя прочность , ГПа	Предельная деформация
по основе	по утку	по основе	по утку	по основе	по утку
СВМ (Россия)	Полотно     Рогожка 2/2   Сатин 8/3   Однонаправленная лента	- 0,11   0,075 0,18 0,11   0,16     0,17	0,45 0,25-0,3 0,15 0,35 0,20   0,40     0,35	44,1   26,5	25,7	0,39 0,24   0,28 0,27 0,26   0,26	0,39 0,27   0,35 0,31 0,26   0,21     -	-         7,5	-         -
Кевлар-49 (США)	Полотно	-	0,45			-	-	-	-

Тканые слоистые органопластики обладают по сравнению со стеклопластиками более высокими прочностными и жесткостными характеристиками.

Отличительная особенность тканей из углеродных волокон – их высокая термостойкость, жесткость и прочность. Для изготовления углеродных тканей применяют различные типы переплетений. Углеродные ткани в композиционных материалах используют в виде однонаправленных лент (кордовые ткани) или они имеют полотняное либо сатиновое плетение.