Синистет — конструкционный материал из стеклянных волокон¶
Синистет — конструкционный материал на основе стеклянных волокон и полимерного связующего, относящийся к классу стеклопластиков. Материал разработан в СССР и широко применялся в судостроении, авиации и приборостроении благодаря сочетанию высокой прочности, малого удельного веса и коррозионной стойкости.
¶История создания
Работы по созданию синистета начались в конце 1930-х годов в Советском Союзе. Основоположником исследований считается инженер-технолог Пётр Иванович Брагин, работавший в лаборатории кафедры химической технологии пластических масс Ленинградского технологического института. В 1939 году Брагин разработал технологию получения материала, в котором стеклянные волокна связывались между собой с помощью синтетических смол, преимущественно фенолформальдегидных. Отсюда произошло и название — «синистет» (сокращение от «синтетический стеклопластик»).
Первоначально материал предназначался для нужд судостроения — как замена традиционным деревянным и металлическим конструкциям. В годы Великой Отечественной войны синистет применялся при ремонте и строительстве катеров, подводных лодок и других судов, где требовался лёгкий и прочный материал, устойчивый к воде.
¶Состав и структура
Синистет представляет собой композиционный материал, состоящий из двух основных компонентов:
- Наполнитель — стеклянные волокна в виде тканей, жгутов или рубленых волокон. Волокна обеспечивают прочность и жёсткость материала.
- Связующее — синтетическая смола, обычно фенолформальдегидная (фенольная), реже используются эпоксидные и полиэфирные смолы. Смола скрепляет волокна между собой и передаёт им нагрузку.
Структура синистета может быть слоистой (ламинатной), когда стеклоткань пропитывается смолой и укладывается слоями, или объёмной — при использовании рубленых волокон. Толщина и направление слоёв определяют механические свойства готового изделия.
¶Технология изготовления
Основные этапы производства синистета:
- Подготовка наполнителя — раскрой стеклоткани по шаблонам или подготовка рубленых волокон.
- Пропитка — пропитка стеклоткани смолой (при ламинатном способе) или смешивание волокон со смолой (при объёмном).
- Формование — укладка пропитанного материала в форму или матрицу.
- Отверждение — нагрев изделия для полимеризации смолы. Процесс может проводиться при повышенной температуре и давлении, иногда в автоклавах.
- Механическая обработка — обрезка, шлифовка, сверление отверстий.
В советской промышленности для изготовления синистетовых изделий использовались ручная укладка, намотка, а позднее — методы, близкие к современным технологиям производства стеклопластиков.
¶Свойства
Синистет обладает рядом характеристик, определяющих область его применения:
- Удельный вес — 1,5–1,8 г/см³, что примерно в 5–6 раз меньше плотности стали.
- Прочность при растяжении — 200–400 МПа в зависимости от типа наполнителя и связующего.
- Коррозионная стойкость — материал устойчив к воде, морской воде, кислотам и щелочам.
- Диэлектрические свойства — синистет не проводит электрический ток, что позволяет применять его в электроизоляции.
- Технологичность — материал можно резать, сверлить, склеивать и ремонтировать в полевых условиях.
К недостаткам относят относительно низкую ударную вязкость по сравнению с металлами, склонность к старению под действием ультрафиолета и ограниченную температуру эксплуатации (обычно до 120–150 °C для фенольных связующих).
¶Применение
Синистет нашёл применение в нескольких отраслях:
- Судостроение — корпуса катеров, шлюпок, надстроек и других элементов судов. В частности, из синистета изготавливались корпуса подводных лодок проекта 615 («Малютка»).
- Авиация — детали планёров, обшивка, радиопрозрачные элементы.
- Приборостроение — корпуса приборов, электроизоляционные детали.
- Химическое машиностроение — ёмкости, трубопроводы и оборудование, работающие в агрессивных средах.
В послевоенные годы синистет постепенно вытеснялся более совершенными стеклопластиками на основе полиэфирных и эпоксидных смол, а также другими композиционными материалами. Однако сам термин «синистет» остаётся историческим обозначением первого поколения советских стеклопластиков.
¶Место в истории композитов
Синистет считается одним из первых массово производившихся композиционных материалов в СССР. Его разработка опередила появление аналогичных материалов в других странах и заложила основы для развития отечественного производства стеклопластиков в 1950–1960-х годах. Технологические решения, отработанные при производстве синистета, были использованы при создании более современных материалов —текстолитов, стеклотекстолитов и слоистых пластиков.
История синистета тесно связана с деятельностью П. И. Брагина, который впоследствии возглавил кафедру химии и технологии высокомолекулярных соединений Ленинградского технологического института и воспитал целое поколение специалистов в области полимерных материалов.
Источники:
- Брагин П. И. Технология пластических масс. — Л.: Госхимиздат, 1954.
- Фрунзе В. И., Веселовский Р. А. Синтетические смолы и материалы на их основе. — М.: Химия, 1971.
- Малышев П. И., Лашнев С. С. Строительные материалы из полимеров. — М.: Стройиздат, 1980.
- Большая советская энциклопедия, т. 24.
- Полимерные композиционные материалы: Сборник научных трудов. — Л.: ЛТИ, 1985.