Розглянуто триботехнічні властивості базальтових ниток, які використано під час виробництва технічних тканин і трикотажу, що дає можливість застосовувати їх у різних галузях народного господарства, завдяки їх високій хімічній стійкості, широкому температурному діапазону експлуатації, довговічності, стійкості до вібрацій, жаростійкості.

Проведено аналіз мінерально-сировинної бази гірських порід різних регіонів світу як однокомпонентної сировини для виготовлення базальтоволокнистих матеріалів та композитів на їх основі. Показано важливість організації виробництва базальтоволокнистих матеріалів та перспективність їх використання для вирішення економічних проблем України: будівництво, комунальне господарство, будівництво доріг, спеціальна техніка. Проаналізовано властивості базальтових неперервних волокон у порівнянні зі скляними волокнами типу Е та високомодульними волокнами типу УМ-31А. Наведено принципові блок-схеми способів формування базальтових волокон та визначено сфери їх використання для виготовлення композитів на полімерних та неорганічних в'яжучих. Презентовано уніфіковану тару із склобазальтових композитів для зберігання та транспортування боєприпасів, показано техніко-економічні переваги даної тари у порівнянні зі стандартною дерев'яною тарою. Визначено, що базальтоволокнисті матеріали, композити та вироби на їх основі є комерційними об'єктами, які потребують науково-технічного супроводження шляхом проведення фундаментальних та прикладних досліджень з метою оптимізації виробництва за показниками ціна/якість. Науково-технічні розробки мають інноваційний характер.

Шляхом використання хімічних засобів впливу на целюлозні волокна та нанодисперсні базальтові волокна одержано міцний біостійкий папероподібний матеріал. Це дозволить застосувати такий матеріал у харчовій, фармацевтичній, електротехнічній та інших галузях промисловості із підвищеними вимогами до біостійкості таких матеріалів.

Теоретично та експериментально досліджено процес формування тканини з жорстких стосовно розтягування та вигину базальтових комплексних ниток. Виведено рівняння, що описує рівновагу основних ниток у зоні даного формування тканини у момент фронтального прибивання утоку з урахуванням факторів, що характеризують їх основні фізико-механічні властивості: тертя, зминальності та жорсткості ниток на вигин з урахуванням спільного та роздільного впливу. Виявлено вплив заправного натягу, величини заступу та положення скала над середнім рівнем, а також частоти обертання головного валу верстату на напруженість процесу формування базальтової тканини. Визначено вплив неврівноваженості за товщиною ниток, виду волокна утоку, щільності стосовно утоку та виду переплетення на умови формування базальтової тканини. Одержано математичні залежності експериментальних досліджень впливу основних параметрів заправлення ткацького верстату та будови тканини на напруженість процесу формування даних тканин.

Розглянуто способи одержання реакційноздатних поліорганосилоксанових олігомерів (ПМС), шляхом деполімеризації лінійних ПМС за допомогою кислотного методу. Вивченo будову, молекулярно-масовий розподіл одержаних деполімеризатів полідиметилсилоксанів і їх гідрофобізуючі властивості.

Проведен обзор работ, отражающих основные стадии технологии получения непрерывных базальтовых волокон. Рассмотрено влияние реологических и кристаллизационных свойств базальтовых расплавов на условия получения волокон. Установлено, что чем выше отношение вязкости к поверхностному натяжению eta/sigma, тем стабильнее процесс волокнообразования. Вязкость расплава, с учетом кристаллизационной способности, определяет температурный интервал формования волокон. Отмечены особенности получения волокон из базальтового сырья минерального состава. Более выраженная температурная зависимость вязкости наряду с повышенной кристаллизационной способностью расплавов обусловливает более узкий температурный интервал формования базальтовых волокон в сравнении со стеклянными. Высокая смачивающая способность базальтовых расплавов, а также их высокая поглощающая способность инфракрасного излучения являются факторами, снижающими производительность процесса формования. Поэтому оптимизация существующих технологий производства непрерывных базальтовых волокон является актуальной задачей.

Розглянуто методи визначення реологічних і кристалізаційних властивостей базальтових розплавів. Наведено дані щодо властивостей базальтових розплавів, придатних для одержання базальтових безперервних волокон, порівняно із розплавами скла типу Е. Встановлено, що форма струменя розплаву характеризує зону формування волокон і залежить від параметрів процесу та властивостей розплаву. Запропоновано математичну модель, що описує особливості теплообміну у разі повільного витікання базальтового розплаву через коротку фільєру в повітря та охолодження. Розраховано поздовжній розподіл температури в розплаві та стінці фільєри залежно від конструктивних і режимних параметрів. Встановлено, що найбільше охолодження розплаву відбувається за малих швидкостей витікання розплаву (високої в'язкості) у фільєрах з більшим внутрішнім діаметром (малою товщиною стінок) та більшою довжиною. Одержані результати можуть бути використані для розрахунку температури у вільному струмені розплаву, що витікає з фільєри. Вони дозволять оптимізувати технологію одержання базальтових неперервних волокон.

Проаналізовано запаси базальту в Україні та розвиток технології виробництва базальтових волокон. На основі аналізу літературних джерел щодо наукових досліджень властивостей базальтових волокон та їх хімічного складу визначено можливі галузі їх застосування.

Досліджено фізико-механічні та теплофізичні властивості тканин із базальтових волокон. Запропоновано класифікацію тканин із базальтових волокон за теплофізичними властивостями.

Дисертація присвячена ріїненню актуальної науково-практичної проблеми в області матеріалознавства конструкційних матеріалів на основі БНВ шляхом наукового аналізу процесу волокноутворення та визначення впливу на нього фізико-хімічних властивостей розплавів гірських порід. Це дозволило науково обґрунтувати режими і умови формування неперервних волокон з якісною структурою, забезпечити підвищені показники міцності при їх виробництві та більшу стабільність механічних характеристик при експлуатації. Отримані результати і висновки дисертації можуть бути застосовані при удосконаленні технологічних режимів і обладнання для виробництва БНВ та при розробці нових базальтоволокнистих композитів і інших виробів широкого використання з підвищеною довговічністю.