Номер 605, страница 110 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

605. Из чего и как изготавливаются стекловолокно, стекловата и стеклоткани? Благодаря каким свойствам эти материалы находят широкое применение?

Из чего и как изготавливаются стекловолокно, стекловата и стеклоткани?

Все эти материалы — стекловолокно, стекловата и стеклоткани — изготавливаются из неорганического стекла. В качестве исходного сырья для производства стекла обычно используют кварцевый песок, соду, известняк, доломит и другие компоненты, которые смешиваются и плавятся в стекловаренных печах при высокой температуре (около 1200–1700 °C) до получения однородной стекломассы. Однако, несмотря на общую сырьевую базу, технологии производства этих материалов существенно различаются.

Стекловолокно (непрерывное волокно) получают методом вытягивания тонких нитей из расплавленной стекломассы через фильеры — специальные пластины из тугоплавких сплавов (например, платино-родиевых) с множеством калиброванных отверстий. Струйки стекла, вытекая из фильер, быстро охлаждаются и затвердевают, образуя прочные и гибкие нити диаметром от 3 до 100 микрометров. Эти нити обрабатываются замасливателем (специальным составом для защиты от истирания и улучшения сцепления со связующими) и сматываются в бобины.

Стекловата (штапельное волокно) производится по-другому: струю расплавленного стекла подвергают воздействию мощного потока горячего пара, сжатого воздуха или центробежной силы (при разбрызгивании с быстро вращающегося диска). В результате стекломасса разбивается на множество коротких (длиной 1-50 см) и тонких волокон. Эти волокна хаотично переплетаются и осаждаются на конвейере в виде ковра. Затем их обрабатывают связующим веществом (чаще всего на основе фенолформальдегидных смол) и отправляют в печь для полимеризации и придания материалу упругости и стабильной формы.

Стеклоткани изготавливают из непрерывных стекловолокон. Сначала из множества элементарных волокон скручивают комплексные нити (пряжу), а затем из этой пряжи на ткацких станках ткут полотно. В зависимости от назначения, стеклоткани могут иметь разную плотность, толщину и тип переплетения нитей (полотняное, саржевое, сатиновое и др.).

Ответ: Стекловолокно, стекловата и стеклоткани изготавливаются из расплава специального стекла. Стекловолокно получают вытягиванием непрерывных тонких нитей из стекломассы через фильеры. Стекловату производят путем раздува или разбрызгивания расплавленного стекла для получения коротких, хаотично расположенных волокон. Стеклоткани ткут на станках из нитей, которые предварительно скручивают из непрерывного стекловолокна.

Благодаря каким свойствам эти материалы находят широкое применение?

Широкое применение стекловолокна, стекловаты и стеклотканей обусловлено их уникальным сочетанием эксплуатационных характеристик, которые делают их незаменимыми во многих отраслях.

Высокая механическая прочность при малом весе. По удельной прочности (отношению прочности к плотности) стекловолокно превосходит многие виды стали. Это позволяет создавать на его основе легкие и при этом очень прочные композитные материалы (стеклопластики), которые востребованы в авиа- и ракетостроении, судостроении, автомобильной промышленности и для производства спортивного инвентаря.

Низкая теплопроводность. В частности, стекловата имеет хаотичную волокнистую структуру, которая удерживает внутри себя большое количество неподвижного воздуха. Поскольку воздух является плохим проводником тепла, стекловата служит превосходным и доступным теплоизоляционным материалом для утепления стен, крыш, трубопроводов и промышленного оборудования.

Негорючесть и огнестойкость. Стекло не горит, не поддерживает горение и выдерживает высокие температуры (до 600-700 °C и выше, в зависимости от типа), не выделяя при этом токсичных продуктов. Это свойство критически важно для обеспечения пожарной безопасности в строительстве и для изготовления огнезащитной спецодежды.

Химическая и биологическая стойкость. Стекломатериалы устойчивы к воздействию воды, большинства кислот и щелочей. Они не подвержены коррозии, не гниют и не являются питательной средой для грибка, плесени и грызунов, что гарантирует их долговечность даже в агрессивных условиях.

Отличные диэлектрические свойства. Стекло является изолятором электрического тока, поэтому стекловолокно и стеклоткани широко применяются в электротехнике и электронике, например, в качестве основы для печатных плат и для изоляции проводов и кабелей.

Стабильность размеров. Материалы практически не изменяют своих линейных размеров под воздействием перепадов температур и влажности, что обеспечивает надежность и долговечность конструкций из них.

Ответ: Эти материалы находят широкое применение благодаря таким свойствам, как высокая прочность при малом весе, низкая теплопроводность, негорючесть, химическая и биологическая стойкость, отличные диэлектрические характеристики и стабильность размеров.