Статьи»Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»Типичные и перспективные варианты конструкций

Типичные и перспективные варианты конструкций

Добавлено 04.03.2014

Независимо от того, как конструктивно спроектирован ЭТМ, он обязательно должен иметь текстильный слой и слои из мягкого полимерного покрытия. В последние годы в целях повышения надежности конструкций и улучшения функциональных свойств стали выпускать материалы более сложных конструкций, используя слои из разнотипных полимеров, каждый из которых выполняет собственную функцию. Схематично современные конструкции материалов для производства некоторых групп оболочечных конструкций показаны на рисунках 1.29 – 1.34. 

Материалы для современных аэростатов и дирижаблей должны иметь поверхностную плотность от 200 до 500 г/м2 при очень низкой газопроницаемости. Для выполнения этих требований такие материалы делают многослойной конструкции, применяя тончайшие (30 - 50 г/м2) барьерные полиамидные, полиэфирные, полиуретановые  или поливинилиденхлоридные («саран»), поливинилфторидные («тедлар») пленки, полиэфирные или полиамидные ткани и наружные покрытия из термопластичного полиуретана.

Для производства пневматических и тентовых строительных конструкций, как правило, используют полиэфирные ткани с двухсторонним покрытием из пластифицированного поливинилхлорида. Часто поверх слоя ПВХ наносится слой лака на основе акрилатных смол. В то же время уже в конце ХХ века в США для изготовления наиболее ответственных крупногабаритных сооружений воздухоопорного типа стали применять ткани из нитей на основе специально подготовленного стекловолокна  с двухсторонним покрытием из тефлона. Материал, получивший название «Ширфилл», может обеспечить, по литературным данным, срок службы сооружения до 50 лет.

Рис.1.29. Типичная конструкция однослойной прорезиненной ткани для лодок

Рис.1.29. Типичная конструкция однослойной прорезиненной ткани для лодок

В прорезиненных тканях для производства надувных лодок последнего поколения на полиамидный или полиэфирный текстиль (как правило, плотного переплетения) наносится клеевой подслой из неопрена с адгезионными добавками, а затем с лицевой стороны  - цветной неопреновый слой, а с внутренней стороны – черный неопреновый слой.  ( рис. 1.29). Далее с лицевой стороны наносится слой цветной резины на основе хайполона (того же цвета, что и неопрен), а с внутренней – еще один слой черного неопрена. За исключением адгезионного подслоя, наносимого пропиткой или методом шпредингования, газодержащие и цветные слои наносятся на прецизионных каландрах. При этом многослойность обеспечивает повышенные газодержащие свойства материалов. Ткани для надувных лодок и шлюпок с термопластичным покрытием на основе либо пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), либо комбинации слоев ПВХ и полиуретана,  имеют в рецептуре специальные морозостойкие невыпотевающие пластификаторы (типа смолы «Элвалой» фирмы «Дюпон»), которые обеспечивают высокие газодержащие свойства (рис. 1.30). Известны также высококачественные лодочные материалы с покрытием на основе смеси полиолефиновых терполимеров типа «Алкрин» фирмы «Дюпон».

Рис.1.30. Типичная конструкция ткани с пластомерным покрытием для лодок

Рис.1.30. Типичная конструкция ткани с пластомерным покрытием для лодок

Для изготовления авиационных надувных аварийно-спасательных средств облегченного типа используют полиамидные или полиэфирные ткани с двухсторонним полиуретановым желтым или оранжевым флуоресцирующим покрытием. Морские спасательные плоты также изготавливают из двухслойной прорезиненной ткани (рис. 1.31).на основе цветного текстиля без наружного покрытия. Материал для аварийных самолетных трапов (слипов) должен обладать свойствами электропроводности (для снятия статического электричества, возникающего при скольжении тела) и термостойкостью.

Рис. 1.31. Конструкция двухслойной прорезиненной ткани для спасательных средств

Рис. 1.31. Конструкция двухслойной прорезиненной ткани для спасательных средств

Так называемые «дышащие» материалы для гидрокостюмов типа «гоур-текс» в конструкции имеют мембранную полупроницаемую полиуретановую пленку и трикотажную подкладку (рис. 1.32). Ткани для термозащитных гидрокостюмов имеют в конструкции наружный слой из вспененного неопрена, мембранную пленку и трикотажную подкладку.

Рис. 1.32. Конструкция материала для гидрокостюмов “Gore-tex”

Рис. 1.32. Конструкция материала для гидрокостюмов “Gore-tex”

Многослойные эластомерно - тканевые материалы нового поколения для изготовления специальных комбинезонов, обеспечивающих защиту человека от химически агрессивных веществ и огня, создающие также комфортные условия пребывания в ней длительное время, могут иметь слои из эластомера, ткани или нетканого материала, барьерный слой с селективной проницаемостью из тонких застеклованных полимеров, гигиенический слой и отражающий тепловой поток слой.(рис. 1.33).

Рис. 1.33. Схема работы эластомерно-тканевого материала для защитной одежды

Рис. 1.33. Схема работы эластомерно-тканевого материала для защитной одежды

Современные материалы для производства мягких резервуаров для горючего изготавливают на основе тканей их полиэфирного или арамидного волокна. Рецептура наружного термопластичного покрытия, обеспечивающего водонепроницаемость, стойкость к атмосферным факторам  и хемостойкость, разрабатывается на основе высококачественных полиуретановых или полиолефиновых полимеров. Ткань сначала пропитывается полимером во избежание возникновения капиллярных эффектов, а затем наносится слой полимера. Для внутреннего покрытия предлагают использовать составы на основе «интерэтиленполимерной» смолы, которая даёт материалу свойства высокой устойчивости к нефтепродуктам и другим химическим веществам.

Как уже упоминалось, перспективным материалом для изготовления пневматических конструкций многих типов являются так называемые «двухстенные» текстильные материалы типа DWF (double-wall fabrics) с уникальными конструкционными свойствами.  На рынке их также называют “airtex”, ”airmat”, “airdek”.

Рис. 1.34. Образец наполненного воздухом аэрмата с прозрачными боковыми стенками.

На рисунке 1.34 показан образец наполненного воздухом аэрмата с прозрачными боковыми стенками. Материал имеет текстильные слои (верх, низ, гибкие нити, соединяющие слои и герметичное покрытие (резина, ПВХ и др.) на поверхности текстиля. Заполнение расстояния между полотнищами текстиля может быть равномерным, пучками с параллельным или ассиметричным расположением слоев.

Ткани DWF открывают новые широкие возможности. При необходимости соединения двух слоев ткани вместе по традиционной технологии склейки (сварки) требуется много времени и трудозатрат, а при использовании двухслойной ткани эта операция не требуется, цена переработки резко сокращается. Расстояние от слоя до слоя может быть до 1000 мм.

Возможна переработка всех волокон и филаментов. При этом используются новые достижения технологии: нижний и верхний слои могут быть из одного или разных типов ткани, плотность связующих нитей может достигать 100 тысяч на 1 м2.

Эти материалы могут затем подвергаться пропитке, прорезиниванию, нанесению покрытий, кашированию, металлизации. При необходимости материалы могут соединяться в несколько слоев, один над другим для получения многослойной конструкции. Для переработки подходят стандартное оборудование и техника.

Двухслойная конструкция может заполняться воздухом и газами, гелями и жидкостями, пенами, порошком, гранулами, песком, землей, затвердевающими материалами, такими как бетон или пластмассы. Пластики, армированные двухслойной тканью, могут далее перерабатываться (формоваться) под действием тепла или давления.

Материалам DWF свойственны малая собственная масса (примерно 2,5 кг/м2 при толщине 200 мм), высокая прочность, несущая способность – до 10 т/м2  при рабочем давлении, низкое растяжение и эластичность, способность укладываться в малый объем в ненаполненном состоянии. Возможно обеспечить  непроницаемость, проницаемость с одной или двух сторон, стойкость к теплу или холоду, огнестойкость или стойкость к тепловому удару или длительную теплостойкость, стойкость к химическим веществам, истиранию, стойкость к гниению, бетонным смесям, обеспечить разрушение через заданное время.

Возможные области применения материалов: пневмоподъемники для поднятия самолетов и транспортных средств, временные мостики и гати для преодоления водных или болотистых мест, надувные лодки со стойким к изгибу, изолирующим от холода днищем, временные пневмопанельные утепленные сооружения, тепловые экраны больших проемов, гибкие тепловые элементы для пропускания теплого воздуха, газов или жидкостей,  пневматические гасители вибрации машин, моторов и т.д. Высокопрочные мягкие резервуары для сброса жидкости с воздуха, контейнеры со средствами нагревания или охлаждения,  Наполненные песком или водой, конструкции из этих материалов можно использовать как защитные маты для взрывных работ и обезвреживания фугасов, а при заполнении гелием – как баллоны любой формы в виде торговых марок, фигур животных, коммерческих продуктов и т.п.

 

"Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций"

Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова,  П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков

Под общей редакцией  к.т.н. В.П. Шпакова

 

Фотогалерея

Новости

С праздником Победы!

9 Мая - День Победы!...далее

Михаил Токарев посетил ОАО "НИИРП

Глава Сергиево-Посадского района Михаил Токарев по...далее

Пластины для лазерной гравировки

ОАО «НИИРП» возобновило производство р...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП