ორგანული ბოჭკო
ორგანული ბოჭკოები – კომპოზიტურ მასალებში ორგანულს მიეკუთვნება არამიდული (სავაჭრო მარკები კევლარი, ტვარონი, რუსარი, არმოსი), ზემაღალმოლეკულური პოლიეთილური (UHMW PE – Ultra-hith molecular weight polyethylene) და ნეილონური ბოჭკოები.
არამიდული ბოჭკოების (კევლარი და UHM - ზემაღალმოდულური) წარმოება დაიწყო 1970-იანი წლების დასაწყისში აშშ-სა და საბჭოთა კავშირში. თავდაპირველად კევლარს იყენებდნენ საბურავების დაარმირებისათვის, შემდეგ კი ჯავშანჟილეტების დასამზადებლად. თანდათან დაიწყეს არამიდული ქსოვილების გამოყენება ბალისტიკური რაკეტების კორპუსების, პარაშუტების, იახტის იალქნების, დამცავი ხელთათმანებისა და ტანსაცმლის წარმოებაში და სხვ.
არამიდული ბოჭკოს მიღების ტექნოლოგია შემდეგია: არამიდის ბოჭკო მიიღება გელფორმირების მეთოდით, რომელიც წარმოადგენს ქიმიური ბოჭკოს ფორმირების კომპლექსურ პროცესს. იგი იწყება პოლიარამიდის სინთეზით. მიღებულ პოლიმერს რეცხავენ და ხსნიან კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში. წარმოიქმნება ხისტჯაჭვური პოლიმერი, რომლის მოლეკულები ისე განლაგდებიან, რომ მიიღება ხისტი ღეროები, რომლებიც ქმნიან გელისებრ ნივთიერებას მოლეკულური ურთიერთქმედების შედეგად. ფილერებში ამ ღეროების ორიენტაცია ემთხვევა ბლანტი მასის დენადობის მიმართულებას, ამასთანავე პოლიმერის ხსნადობა უარესდება, იგი თავიდან იშორებს გოგირდმჟავას და წარმოქმნის უწყვეტ ბოჭკოს. ფორმირების შემდეგ ბოჭკოს ასუფთავებენ და აშრობენ. ხისტჯაჭვური სტრუქტურის გამო ბოჭკო ორიენტირებულ თერმოგაჭიმვას არ საჭიროებს. თუმცა უნდა აღინიშნოს, რომ ამჟამად, ბოჭკოს ფორმირების ბოლო სტადიაზე დაიწყეს ეს პროცესი (20-30%), რომელიც ამაღლებს ბოჭკოს დრეკადობის მოდულის მნიშვნელობასა და სიმტკიცეს (15-20%-ით). მხოლოდ ამის შემდეგ ახვევენ მას დოლზე.
მინისა და ნახშირბადის ბოჭკოებისგან განსხვავებით, არამიდის ბოჭკოები გაპოხვას არ საჭიროებენ. ადჰეზიის გასაუმჯობესებლად კევლარის ბოჭკოებს ზოგჯერ ფარავენ აპრეტებით (ქსოვილის გასაჟღენთი ნივთიერება). რუსული წარმოების ბოჭკოებს (UHM, არმოს და რუსარ) პოლიმერულ მატრიცებთან კარგი ადჰეზიური თვისებები აქვთ და ამიტომ აპრეტირებას არ საჭიროებენ.
არამიდული ბოჭკოს კუთრი სიმტკიცე (მასალის სიმტკიცის მახასიათებლის ფარდობა ამ მასალის სიმკვრივესთან) დაბალი სიმკვრივის გამო აჭარბებს დღეისათვის ცნობილ ყველა მაარმირებელ ბოჭკოს და ლითონურ შენადნობს, თუმცა კუთრი დრეკადობის მოდულის (იუნგის მოდული, გამოსახული პასკალებში ან ნ/მ2, გაყოფილი კუთრ წონაზე ნ/მ3, გაზომილი 23±2°C ტემპერატურისა და 50±5% ფარდობითი ტენიანობის პირობებში) მიხედვით ჩამორჩება ნახშირბადისა და ბორის ბოჭკოებს.
პოლიმერის შემადგენლობაზე და ფორმირების მეთოდზე დამოკიდებულებით მიიღება ორგანული ბოჭკო, რომელსაც აქვს სიმკვრივე 1410-1450 კგ/მ3 და სიმტკიცის ზღვარი გაჭიმვაზე – 2,6-5,9 გპა (2600-5900 მპა). ბოჭკო ინარჩუნებს საწყის მახასიათებლებს 180°С ტემპერატურამდე, ხოლო ტემპერატურის მატებისას კი არ დნება, არამედ განიცდის კარბონიზაციას. კრიოგენული ტემპერატურა (დაბალ ტემპერატურასთან, ვაკუუმთან, გაყინვასთან დაკავშირებული) არ იწვევს ბოჭკოს გამყიფებას. გაგლეჯისას ორგანული ბოჭკო მაღალი დრეკადობის მოდულითა და დიდი ზღვრული წაგრძელებით, გამოირჩევა მაღალი დარტყმითი სიბლანტით და დაზიანებებისადმი დაბალი მგრძნობელობით. კუმშვაზე მუშაობის თვალსაზრისით, ორგანული ბოჭკოებით დაარმირებული კომპოზიტი მნიშვნელოვნად ჩამორჩება მინაბოჭკოთი დაარმირებულს. მიხედავად იმისა, რომ ორგანული ბოჭკო ტექნოლოგიურია, იგი უფრო ცუდად ეთავსება პოლიმერულ შემკვრელს, ვიდრე მინის.
ორგანული ბოჭკოების საერთო უარყოფითი მხარეა – ტენის სორბირება (შთანთქმა), რაც იწვევს თვისებების გაუარესებას 15-20%-ით.
ორგანული ბოჭკო გამოირჩევა კარგი საფეიქრო გადამუშავების უნარით, ინარჩუნებს რა ქსოვის შემდეგ ძაფის სიმტკიცის 90%-ს. ეს თვისება საშუალებას იძლევა ასეთი ბოჭკოები წარმატებით იქნას გამოყენებული მაარმირებლად სხვადასხვა ქსოვილურ მასალებში.
მე-20 საუკუნის 80-იან წლებში დამუშავებული იქნა ტექნოლოგია პოლიეთილენის მსუბუქი (სიმკრივე 970 კგ/მ3) ბოჭკოს მისაღებად, რომელსაც ჰქონდა არამიდული ბოჭკოს შესაბამისი დრეკადი და სიმტკიცის მახასიათებლები. ესენი იყო: სპექტრა (აშშ), დაინემა (ნიდერლანდების სამეფო), ტეკმილონი (იაპონია).
პოლიეთილენურ ბოჭკოს გააჩნია დაბალი თბომედეგობა (დაახლოებით 127°С ტემპერატურამდე), მაგრამ დაბალი სიმკვრივის, აგრესიული გარემოს მიმართ მდგრადობის, აბრაზიულობისა და სხვა დადებითი თვისებების გამო, წარმოადგენს პერსპექ-ტიულ მაარმირებელ მასალას.
ორგანული ბოჭკოების საფუძველზე შექმნილი მასალები წარმატებით გამოიყენება ელექტროხელსაწყოების კორპუსების, წნევის ქვეშ მომუშავე ჭურჭლის, პლანერების, სა-ყოფაცხოვრებო ნივთების დასამზადებლად და სხვ.
