|
|
|
Главная --> Справочник терминов Композиционных материалах Конструкционные материалы классифицируют по различным признакам, например по составу, структуре, свойствам и областям применения. При классификации материалов по составу можно условно выделить три большие группы — металлические, неметаллические и композиционные материалы. Композиционные материалы (композиты) состоят из пластичной основы (матрицы) и наполнителя — включений специальных компонентов. Они очень многообразны. Условно можно выделить керамика-металлические материалы (керметы), наполненные органические полимеры (норпласты), газонаполненные материалы (пены). Композиционные материалы на основе фенолформальдегидных смол впервые были получены еще в начале нашего века и до сих пор не потеряли своего значения; их производство яляется в настоящее время одним из наиболее многотоннажных. Композиционные материалы на основе фенолформальдегидных смол впервые были получены еще в начале нашего века и до сих пор не потеряли своего значения; их производство яляется в настоящее время одним из наиболее многотоннажных. ! 12. Чхеидзе О. Я., Потоловский Л. А., Вешнякова Т. П. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 1966. -- № 3.— С. 28-31. 13. Шаяхметов У.Ш. Композиционные материалы на основе нитрида кремния и фосфатных связующих. М,: "СП Интрмст Инжиниринг", 1999.—128 с. Композиционные материалы 20 000—36 000 Полимерные и композиционные материалы широко применяются в машиностроении и в других отраслях народного хозяйства. Объясняется это, прежде всего, тем, что их физико-механические свойства позволяют резко улучшить эксплуатационные' качества к технологичность различных машин и механизмов и, следовательно, расширить сферу их применения. Например, композиционные материалы с высокопрочными волокнами и полимер-пси матрицей сочетают прочность и жесткость, приближающиеся к прочности и жесткости традиционных металлических' конструкционных материалов с малым удельным весом, что принципиально важно для таких отраслей техники, как самолетостроение, ракетостроение, судостроение. 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. Полимерные и композиционные материалы относятся — в соответствии с принятой в настоящее время терминологией [32] — к классу материалов с длинной памятью. Это означает, что напряжения в данной частице в данный момент времени зависят не только от текущих значений деформаций, температуры и других определяющих параметров, но и от значений этих параметров во все предшествующие моменты времени — от истории процесса деформирования данной частицы. Зависимость от истории процесса проявляется, в частности, в том, что в простейших экспериментах на чистое растяжение имеют место такие явления, как ползучесть п релаксация (ползучестью называют процесс изменения во времени деформаций при неизменных напряжениях, релаксацией — процесс изменения напряжений во времени при неизменных деформациях). При наличии адгезионной обработки частиц волокнистых наполнителей композиционные материалы проявляют высокие уста- 3. Высоконаполненные полимеры и композиционные материалы. Проводится промышленное освоение производства полифениленоксида, полибутилентерефталата, полисульфона и других конструкционных материалов. Синтетические полимерные композиции нацелены на замену натуральных полимеров и материалов. в полимерных и композиционных материалах 140 § 3.6. Динамические эффекты, связанные с неоднородностью конструкций ..145 Таким образом, волновые движения в неоднородных, в частности, композиционных материалах обладают специфическими особенностями, которые отсутствуют в однородных материалах. § 3.5. Некоторые эффекты, возникающие при прохождении волн в полимерных и композиционных материалах юлненных пластиках, композиционных материалах, клеях, ком- Исследование структуры большого числа разнообразных наполненных эпоксидных композиций, а также эпоксидных полимеров, отверждающихся при контакте с твердыми телами, показало, что сплошность эпоксидных материалов в таких условиях обычно не нарушается и эпоксидные матрицы значительно лучше других стеклообразных термореактивных полимеров переносят работу в условиях стесненной деформации, что в значительной мере и обусловливает их широкое применение в наполненных пластиках, композиционных материалах, клеях, компаундах и покрытиях. В современной технологии переработки полимеров существует тенденция к расширению использования разнообразных наполнителей в композиционных материалах на основе ПВХ. Применение наполнителей позволяет получать материалы с более широким комплексом свойств в сочетании с низкой стоимостью и экономией полимерного сырья [47, 61, 74, 83]. В перспективе прогнозируется опережающий рост производства наполненных ПВХ материалов для электротехнической промышленности, строительных конструкций, машиностроения, транспорта, производства товаров для быта, тары и упаковки. Предельные концентрации наполнителя в конкретных композиционных материалах определяются свойствами наполнителя и степенью взаимодействия его с матрицей жесткого ПВХ. Поэтому направленное изменение взаимодействия наполнителя с полимерной матрицей позволяет создавать композиционные материалы с определенным комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Из множества известных способов изменения взаимодействия матрицы полимера с поверхностью наполнителя наиболее широко применяется модификация поверхности наполнителя за счет использования аппе-ротирующих добавок [25, 159], механохимической активизации наполнителей [26], нанесения полимерных покрытий, химически привитых к поверхности наполнителя [24]. Последний способ получил развитие в нашей стране как метод полимеризационного наполнения термопластов (норпласты) [25, 30, 71]. В норпластах при одинаковой природе полимера и полимерного покрытия на поверхности наполнителя достигается высокая адгезия матрицы полимера к наполнителю. В результате этого, как показано в [17, 20, 27, 31, 41], происходит улучшение технологических и некоторых физико-механических свойств. В частности, при наполнении изменяются реологические свойства расплавов полимеров, от которых в значительной мере зависит выбор способа переработки [42, 43]. Кривые течения наполненных композиций на основе жесткого ПВХ имеют характерный вид, когда течение ограничено снизу пределом текучести ттек, сверху - критическим напряжением ткр, при котором происходит срыв потока (рис. 7.8). Предел текучести и концентрация наполнителя, при которой он проявляется, зависят от взаимодействия наполнителя с матрицей жесткого ПВХ. Вероятно, с увеличением концентрации наполнителя или активации его поверхности ттек увеличивается, что выдвигает особые требования к технологии переработки. В частности, необходимо повышение температуры переработки, которое, однако, приводит к снижению допустимого времени пребывания наполненной композиции при Существенный интерес представляет статистическая теория накопления повреждений в композиционных материалах и масштабный эффект надежности, рассмотренные в последнее время Болотиным [606, с. 247 — 255]. Разработка общих принципов переноса результатов испытания образцов или малых моделей на реальные изделия и конструкции представляет существенный практический интерес. Естественно, что наиболее общий подход ла на различных стадиях отверждения, которые моделировались введением полиэтиленполиамина в количествах от 0,5 до 20% (масс.). При этом было обнаружено новое, явление инверсии взаимного влияния компонентов в этих композиционных материалах. При малых степенях отверждения молекулярная подвижность цепей смолы на поверхности волокнистого наполнителя уменьшается и одновременно наблюдается размягчение полимерного волокнистого наполнителя аналогично тому, как это происходит в системах эпоксидная смола — сополимер, а также акрилатно-эпоксидно-стироль- Достаточно хорошо известно, что адгезия — взаимодействие между компонентами в комбинированных и композиционных материалах — влияет на условия развития трещин и на прочность этих материалов [36—38]. Это также один из примеров влияния адгезии на прочность адгезионных соединений. По существу, научный подход к прочности любых адгезионных соединений начинается с изучения адгезии, хотя, как уже было отмечено, некоторые вопросы адгезионной прочности не имеют прямого отношения к адгезии, и необходимо их специальное рассмотрение. При изучении взаимодействия полимеров с неорганическими веществами используют пленки с соответствующим высокодисперсным наполнителем. Так, пленки, полученные из связующего, наполненного кварцевым песком, аэросилом, силикагелем, применяют для изучения взаимодействия полимеров с порошкообразными наполнителями. Подобные образцы пригодны и при исследовании взаимодействия связующего с волокнами в различных композиционных материалах, например в стеклопластиках, хотя в этом случае более целесообразно использовать стеклянную вату, поскольку этот материал ближе к реальному наполнителю [208].  Концентрация целлюлозы Концентрация ингибитора Каталитическим количеством Концентрация напряжений Концентрация применяемой Концентрация растворителя Концентрация сегментов Концентрация свободного Концентрации эмульгатора |
- |
Навигация