ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водопоглощение и устойчивость к гидростатическому давлению из "Упрочненные газонаполненные пластмассы " Низкое водопоглощение СП, обусловленное их закрытоячеистой структурой, — важное преимущество данных материалов перед, другими типами газонаполненных пластических масс. Различия в показателях водостойкости синтактных материалов связаны как с различиями в химической природе связующего и в типе наполнителя, так и с различиями в относительном содержании наполнителя в данном связующем [142—144]. При содержании микросфер менее 67% (об.) водопоглощение синтактных материалов очень слабо зависит от их кажущейся плотности при более высоком содержании наполнителя водопоглощение резко увеличивается из-за очевидного нарушения целостности связую-шего — появления открытой пористости в виде мельчайших каверн и каналов [57]. [c.187] Водопоглощение СП уменьшается при увеличении геометрических размеров изделий, т. е. при уменьшении отношения площади к объему образцов (S/У) [2]. Например, для двух образцов, имеющих отношение S/F соответственно 6,0 и 1,5, водопоглощение составляет 0,55 и 0,12% (об.) за 24 ч при Р = 1 МПа. На практике при использовании синтактных материалов в качестве плавучих средств отношение S/У выбирает менее 0,5 [57]. [c.187] Во многих работах было показано, что между водопоглощением связующего и синтактного материала на его основе существует пропорциональная зависимость [2, 227—229]. Например,, материалы на основе полиэфирных связующих обладают более низкой водостойкостью (даже при применении аппретирующих добавок) по сравнению с эпоксидными связующими (рис. 77) [1,2]. [c.187] Водостойкость СП на эпоксидном связующем значительно повышается при замене стеклянных микросфер на углеродные (табл. 24) [78, 117]. [c.187] Однако введение аппрета непосредственно в связующее (метод активных добавок ) оказался менее аффективным по сравнению с аппретированием поверхности самих микросфер (табл. 25) [2]. [c.189] Выдержка. В течение 6 ч в кипящей воде. [c.189] Хорошие результаты дает механический способ снижения водопоглощения синтактных пенопластов, т. е. нанесение защитных покрытий на внешнюю поверхность изделия. Например, водо-поглошение материалов на основе эпоксидных связующих, покрытых тонким слоем эпоксидной смолы, снижается более чем в 10 раз, даже в условиях высоких гидростатических давлений [11 ]. [c.190] Оказалось, что введение наполнителя резко изменяет кинетику водопоглощения эпоксидного связующего, в результате чего процесс водопоглощения становится многостадийным (рис. 78, а). [c.191] Вместе с тем замечено, что введение микросфер снижает температуру стеклования эпоксидного связующего (рис. 79), что, по-видимому, объясняется образованием более дефектной пространственной сетки матрицы из-за влияния наполнителя. В связи с этим равенство коэффициентов диффузии ненаполненного и наполненного эпоксидного связующего свидетельствует о том, что процесс диффузии не чувствителен к наблюдаемым изменениям структуры связующего, происходящим при введении наполнителя. Кроме того, известно, что сорбция воды в эпоксидные олигомеры определяется, в первую очередь, их полярностью и слабо зависит от плотности сетки [246]. [c.192] Вторая стадия водопоглощения позволяет проследить за действием аппретируюшей добавки ( у-аминопропилтриэтоксисилана— АГМ-9) на водопоглощение синтактных пенопластов данного типа. Предварительная обработка стеклянных микросфер аппретом приводит к исчезновению второй стадии водопоглощения — кинетическая кривая аналогична таковой для ненаполненного связующего (см. рис. 78, б). Абсолютное уменьшение количества поглощенной воды и изменение самого характера водопоглощения свидетельствуют об образовании устойчивых к действию воды химических связей между связующим и наполнителем [166]. [c.193] Подтверждением определяющего влияния стабильности адгезионных связей на водопоглощение СП является их термомеханическое поведение (см. рис. 79). В самом деле, из данных, приведенных на рисунке, следует, что для всех материалов наблюдается снижение температуры стеклования, по-видимому, из-за пластифицирующего действия воды на связующее [227]. Наиболее сильные различия наблюдаются в области высокоэластического состояния аппретированных и неаппретированных материалов деформируемость последних резко увеличивается после пребывания в воде. Принимая во внимание, что увеличение деформируемости сеток можно рассматривать как уменьшение концентрации связей 1248], можно утверждать, что это уменьшение происходит в результате исчезновения адгезионных связей между эпоксидным связующим и стеклянными микросферами, что и обусловливает многостадийный характер водопоглощения синтактных пен. [c.193] Введение стеклянных микросфер в эпоксидное связующее снижает коэффициент проницаемости эпоксидного олигомера и растворимость в нем воды [249], причем это снижение оказалось большим, чем это следует из теории [250, 251 ]. С использованием значений коэффициентов проницаемости и растворимости воды были рассчитаны коэффициенты диффузии D ненаполненных связующих, которые оказались несколько выше, чем коэффициенты диффузии наполненных. Причиной снижения коэффициента диффузии является, по-видимому, возникновение упорядоченных слоев связующего толщиной до 4 мкм, окружающих каждую частицу наполнителя. Эти слои возникают из-за наличия остаточных усадочных напряжений, обусловленных различиями в значениях термических коэффициентов линейного расширения связующего и наполнителя. Эффективная энергия активации проникновения воды в данные материалы, рассчитанная в интервале температур О—100 °С, оказалась равной 54,5 кДж/моль [249]. [c.193] Аппретирование наполнителя повышает водостойкость после пребывания в воде в течение месяца при давлении, равном 60 МПа, остаточная прочность при сжатии синтактных пенопластов ЭДС и ЭДС-А (аппретированного) составляет соответственно 80 и 95% [1]. [c.194] Вернуться к основной статье