Радиопрозрачные нетканые материалы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ)

Производство неориентированных микроволокон и нетканых (войлок и фетр) изделий из них

Нетканые радиопрозрачные материалы — это специализированные полотна, которые позволяют радиоволнам проходить сквозь них с минимальным затуханием. В отличие от тканых материалов, они создаются путем скрепления волокон физико-химическими или термическими методами, что позволяет получать изотропные свойства (одинаковые характеристики во всех направлениях).

Основные виды волокон для нетканой радиопрозрачности : кварцевые волокна, стекловолокно (E-glass) и синтетические полимеры – фторволокно, сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), полипропилен (ПП), полиэстер (ПЭТ) , Полиамид (ПА). Все эти волокна имеют свои достоинства и недостатки и применяются для задач , где они наиболее эффективны с точки зрения свойств и стоимости. Среди этих материалов волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена являются сравнительно новым видом и отличаются от всех высочайшей прочностью и жесткостью, химстойкостью, стойкостью УФ-излучению и облучению и малым весом. Основной и существенный недостаток – сложная технология изготовления волокон и вследствии этого дороговизна и еще сложнее изготовление нетканых изделий из них. Дело в том, что имеюшаяся технология получения волокон технология Dyneema® (и аналогичные — Spectra®, и пр.) — это гель-спиннинг с последующей многократной сверхвытяжкой и позволяет получить только высокоориентированные высокопрочные микроволокна, которые невозможно скрепить термообработкой (ориентация) и иглопробивкой ( из-за высокой прочности ломаются иглы). Кромке этого высокоориентированная структура является фибриллярной, плотно уложенной с высокой кристалличностью (>80 %) и минимальными дефектами. Чем больше дефектов и пор – тем ближе эффективная ε к ε воздуха равной 1.Вследствии этого на нашем предприятии разработана принципиально новая технология получения именно неориентированных микроволокон СВМПЭ пригодных для получения нетканых материалов и термосвязыванием и иглопробивным способом с диэлектрическими характеристиками выше чем волокно Dyneema и Spectra. (См. таблицу)

Таблица:
Сравнение неориентированного и ориентированного волокна для радиопрозрачности

Свойство	Неориентированное волокно	Высокоориентированное (Dyneema®)
Пористость структуры	Высокая (до 70–80 %)	Низкая (волокна плотно упакованы)
Диэлектрическая проницаемость (ε)	1.5–1.9	~2.3–2.4
Способность к иглопробивке	Отличная	Практически невозможна (иглы ломаются)
Термоскрепление	Возможна (есть аморфная фаза)	Невозможно (нет «плавкой» фазы)
Гибкость и объёмность	Обычные мягкие, гибкие волокна	Жёсткие, скользящие нити
Применение	Радиопрозрачные обтекатели, диэлектрики	Бронезащита, канаты, композиты

Мы производим:

• Неориентированные микроволокна из СВМПЭ — по собственной технологии, без гель-спиннинга и сверхвытяжки
• Нетканые полотна (войлок/фетр/вата) — методами термосвязывания иглопробивания и мокрого формования

Фото: Неориентированные волокна СВМПЭ

Получение войлока и фетра методом иглопробивки:

Фото: Фетр из СВМПЭ

Ключевые характеристики

Параметр	Значение
Диэлектрическая проницаемость (1–10 ГГц)	1.5–1.9
Тангенс угла диэлектрических потерь	< 0.0005
Влагопоглощение фетра	< 0.01 %
Плотность	0.3–0.6 г/см³
Рабочая температура	150°C … +120°C
Химическая стойкость	Устойчив к кислотам, щелочам, растворителям

Применения

• Обтекатели антенн и РЛС (в том числе для БПЛА)
• Диэлектрические проставки, изоляторы, подложки в СВЧ-технике
• Лёгкие теплозвукоизоляционные экраны в радиоэлектронных отсеках
• Фильтры для агрессивных сред
• Основа для композитов с фторопластом или углеродом
• Антенные обтекатели (радомы): Нетканые слои используются в многослойных сэндвич-конструкциях для согласования диэлектрических слоев.
• Защитные укрытия (РПУ): Мобильные и стационарные конструкции, защищающие оборудование от осадков и солнца, сохраняя 90–95% мощности сигнала.
• Гибкая электроника: Подложки для носимых антенн