Главная --> Справочник терминов


Армирующих элементов Наполнители и армирующие материалы. Прочность шлифовальных кругов на фенолыюм связующем, стойкость к действию изгибающих нагрузок, термостойкость и ударная вязкость улучшаются при введении мелкодисперсных наполнителей: оксидов алюминия и железа, силикатов, мела и асбеста. Эффективно также введение криолита, пирита, сульфида цинка, литопона, фторбората калия, трисульфида сурьмы и хлорида свинца; следует иметь в виду, что два последних вещества весьма токсичны.

Добавление основных оксидов (типа оксидов кальция и магния) ускоряет процесс отверждения. Действие серосодержащих добавок (пирит, сульфид цинка, литопон) сводится к окислению серы до оксидов, в результате чего предотвращается образование сильноклейких слоев из оксидов металлов, замедляется окислительная деструкция фенольной смолы и в конечном счете увеличивается срок службы абразивного круга. Специфическое влияние криолита обусловлено, вероятно, его относительно низкой температурой плавления: криолит плавится при высоких температурах в поверхностном слое, и образующиеся в материале полости способствуют повышению эффективности процесса шлифования. В то же самое время расплав может служить своеобразной смазкой, облегчающей шлифование. Для повышения прочности абразивных кругов применяют различные армирующие материалы —стеклоткань, текстильные ткани, нетканые материалы или крафтбумагу.

армирующие материалы 229

армирующие материалы 228

стремлением использовать наиболее дешевые и доступные армирующие материалы, каучуки и ингредиенты мри невозможности беспредельного увеличения их ассортимента;

1.1. АРМИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Значительная часть изделий, выпускаемых резиновой промышленностью, имеет в споем составе армирующие материалы, обладающие (по сравнению с резиной) значительно большими модулями упругости и прочностными характеристиками. В большинстве случаев армирующие материалы используют для создания прочного каркаса заданных размеров {покрышки пневматических шин, рукава, приводные ремни, обувь и т. д.). Кроме того, в некоторых РТИ арматура применяется для обеспечения определенной конфигурации резины в изделии (резиновые подшипники, резинометал-лические втулки, обрезиненные валы и т. д.), а также для упрощения монтажа изделий в машинах и агрегатах (виброизоляторы, подвески, рукава и т. д.).

1.1.2. Армирующие материалы в шинной промышленности

1.1.3. Армирующие материалы в производстве РТИ

Текстильные армирующие материалы в производстве различных видов резиновых технических изделий используют R виде отдельных нитей или пряжи, шнуров, тканей разнообразных типов. Нити и пряжу применяют в основном в производстве рукавов. Они должны иметь равномерную прочность, деформируемость и толщину по пес и длине, хорошо выдерживать многократные изгибы. Чем больше крутка нити, тем она плотнее и прочнее. Толстые двухкруточные нити, применяемые для армирования приводных ремней, называют кордшнурами. В ряде случаев корд-шнуры собирают в полотна шнуровой ткан и шириной от 70 до 120см, в которых тонкие нити утка выполняют вспомогательную функцию, фиксируя положение корд шнуров друг относительно друга. Хлопчатобумажные пряжи, нити и шнуры постепенно заменяются соответствующими материалами из вискозных, полиамидных или полиэфирных волокон, что способствует повышению долговечности изделий.

В ряде изделий текстильные армирующие материалы используют в виде трикотажных, крутлотканых, нитепрошивных и других полотен.

Если в однонаправленном материале волокна расположены равномерно по сечению, то по классу симметрии его относят к монотропным пли трапсверсально изотропным материалам. Слоистые материалы, если они образованы путем армирования пленками, также монотропны. При армировании лентами или тканью одно- и двумерноармпрованные материалы являются ортотропными в осях, совпадающих с направлениями армирования. Другие виды армирования (звездной или диагональной структуры п т. п.) образуют композиционные материалы, относящиеся к более сложным классам симметрии. При большом числе ориентированных армирующих элементов полимерный материал рассматривают как однородный анизотропный материал. Однако необходимо помнить, что армированный пластик вообще-то неоднороден по структуре, и при испытании таких образцов следует вначале оценить погрешность перехода от слоистой «конструкции» к сплошной среде.

Скорость накопления импульсов при пагружении резко меняется в зависимости от количества и состояния армирующих элементов, а следовательно, и от несущей способности образца. На рис. 2.26 показаны кривые зависимостей накопленной суммы амплитуд акустических импульсов от времени нагружения для однонаправленного органопластика с различной прочностью образцов R. Скорость нагружения поддерживалась постоянной, равной 32 Н/с. Прочность образцов варьировалась за счет изменения коэффициента армирования. Видно, что скорость акустической эмиссии явно коррелирует с изменением Л. При этом предельная сумма амплитуд акустических импульсов ын практически остается величиной постоянной.

Свойства композиций три армировании определяются свой ствами полимеров и армишющих материалов Е изделии и глав ным образом 1Д езисй по шмернои матрицы к их поверхности Дан готоклення прочных изделии необходимо создать треб)е-мы ориентацию и степей!, н- тяжения всех армирующих элементов что обеспечит их равномерное напряжение при работе; выбрат оптимальную форм\ н размеры армирующих элементов, позволяющих обеспеч! ть максимальную удельною пов^рх-ность контакта со связующ гм н предотвратить их разрушение в проц ссе переработки; выбрать связующее, химическая тсрмо стойкость адгезия мод\.ь, эластичность и другие физике-ме хлническис показатели которою в условиях эксплуатации изд1 лия должны иметь оптнма п.!1Ы(. эначения

арматуры, большое число армирующих элементов

На рис. 6.5 показаны напряжения вдоль оси, проходящей через центры двух соседних армирующих элементов. Из этого рисунка видно, что радиальные остаточные напряжения агг являются напряжениями сжатия и минимальны на поверхности раздела. Тангенциальные напряжения ооо также минимальны на поверхности раздела. Осевые напряжения агг являются напряжениями растяжения и сравнительно мало зависят от пространственных координат. Таким образом, в пространстве между армирующими элементами компаунд находится в сложно-напря-Женном состоянии; при этом особенно опасны напряжения растяжения, которые вызывают образование трещин. Как видно Из рис. 6.5, напряжения в таких системах могут быть значительно больше, чем в случае простого одноосного напряжения. Значения этих напряжений могут превосходить механическую прочность компаунда и вызывать его разрушение. При уменьшении расстояния между армирующими элементами /Сф1 увеличивается, т. е. опасность растрескивания возрастает.

Рис. 6.5. Распределение значений внутренних напряжений в эпоксидном пластике вдоль поверхности цилиндрического армирующего элемента при их гексагональной упаковке (объемная доля армирующих элементов 0,64; температура отверждения около 170 °С) [37]:

В предельном случае полного сближения жестких армирующих элементов или их расположения на монолитном основании весь компаунд будет в состоянии максимального трехосного растяжения. Этот случай наиболее опасен с точки зрения растрескивания компаунда.

Большой интерес представляет распределение нормальных напряжений на поверхности залитых элементов. На рис. 6.6 показана зависимость /Сф1 от угла при гексагональной упаковке армирующих элементов [37, 41, 42]. Нормальные напряжения на границе раздела могут иметь как положительные (растяжение), так и отрицательные (сжатие) значения, причем с увеличением объемной доли армирующих элементов возрастает доля их поверхности, на которой действуют напряжения растяжения, и значение этих напряжений. При малом содержании армирующих элементов на поверхности раздела наблюдается только сжимающее напряжение, вызывающее увеличение адгезии [37, 44, 46]. Наиболее опасными являются растягивающие нормальные напряжения, вызывающие появление трещин на границе раздела и нарушение адгезии, а в некоторых случаях и разрушение залитых деталей. Касательные напряжения, возникающие вокруг залитых деталей, также могут приводить к местному отслаиванию компаунда. В тех случаях, когда армирующие элементы закреплены на какой-нибудь подложке, распределение напряжений более сложное, причем увеличивается роль растягивающих напряжений и вся конструкция деформируется (коробление).

Рис. 6.6, Распределение значений Кф1 вдоль кратчайшего расстояния между волокнами при квадратичной упаковке армирующих элементов (объемная

На рис. 6.5 показаны напряжения вдоль оси, проходящей :ерез центры двух соседних армирующих элементов. Из этого •исунка видно, что радиальные остаточные напряжения агг яв-[яются напряжениями сжатия и минимальны на поверхности 'аздела. Тангенциальные напряжения ооо также минимальны на говерхности раздела. Осевые напряжения агг являются напря-кениями растяжения и сравнительно мало зависят от простран-твепных координат. Таким образом, в пространстве между ар-шрующими элементами компаунд находится в сложно-напряженном состоянии; при этом особенно опасны напряжения 'астяжения, которые вызывают образование трещин. Как видно з рис. 6.5, напряжения в таких системах могут быть значи-ельно больше, чем в случае простого одноосного напряжения, 'начения этих напряжений могут превосходить механическую фочность компаунда и вызывать его разрушение. При уменьшении расстояния между армирующими элементами /Сф1 увенчивается, т. е. опасность растрескивания возрастает.

Рис. 6.5. Распределение значений внутренних напряжений в эпоксидном пластике вдоль поверхности цилиндрического армирующего элемента при их гексагональной упаковке (объемная доля армирующих элементов 0,64; температура отверждения около 170 °С) [37]:




Ароматическом соединении Асимметрических углеродных Асимптотически приближаясь Аспирантов преподавателей Атактический полипропилен Атакующим реагентом Атмосфере углекислоты Атмосферным воздействиям Автоклава нагревают

-