ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Межфазный слой из "Химическое сопротивление стеклопластиков" Реальная структура армированного пластика, образующаяся в процессе формования изделий, определяется как природой компонентов, так и технологическим режимом изготовления. На рис. 1.10 представлена микрофотография сечения эпоксидного стеклопластика. Как видно из рисунка, волокна армирующего наполнителя окружены переходным (межфазным) слоем. [c.26] Хотя передача механических усилий от полимерной матрицы к волокнам является механическим процессом, структурное единство композита, как уже отмечалось, обеспечивается благодаря существованию на границе раздела химических, адгезионных, фрикционных и других связей между компонентами. Роль межфазного слоя в обеспечении структурной целостности материала можно понять, если учесть, что в 1 см его с объемным содержанием волокон 75% при диаметре их 10 мкм площадь поверхности раздела составляет примерно 0Д4 м . [c.26] Сильно развитая поверхность наполнителя служит причиной малой глубины превращения связующего вследствие обрыва реакционных цепей на поверхности, что ведет к уменьшению густоты пространственной сетки. Наполнитель влияет на изменение молекулярной подвижности и перераспределение олигомерных молекул, скорость и глубину отверждения. Все это приводит к тому, что морфология связующего на поверхности стеклонаполнителя существенно отличается от структуры полимерной матрицы в объеме композита. [c.27] Агрегация первичных глобул размером 1,5-3,0 нм вблизи поверхности стеклонаполнителя способствует формированию вторичных надмолекулярных структур с размерами образований до 100 нм. [c.27] Полиэфирные и фенольные смолы образуют на поверхности стекла не-доотвержденный, разрыхленный слой с более низкой прочностью, чем прочность смолы в объеме. Для стеклопластиков на основе этих смол характерно разрушение по межфазному слою, т.е. адгезионное. При механических испытаниях эпоксидных стеклопластиков, как правило, наблюдается разрушение полимерной матрицы или отрыв тонкой пленки стекла, что свидетельствует об образовании переходного слоя повышенной прочности. [c.28] В отвержденном монолитном связующем нарушения сплошности могут возникать в виде микроскопических дефектов на границах крупных надмолекулярных образований и внутри их, а также дефектов, обусловленных неравномерностью упаковки на молекулярном уровне, и т.п., т.е. эти нарушения зависят от химической структуры смолы. В процессе формирования композита происходит образование пор, которые могут представлять собой сообщающуюся систему. Появление пор может быть обусловлено дискретностью связи между компонентами из-за существования на поверхности волокон участков с нулевой адгезией и растрескиванием связующего под действием остаточных микронапряжений [18, 19]. [c.28] Электронно-микроскопические исследования показывают, что от 65 до 83% поверхности контакта стекловолокно-смола содержит микроскопические нарушения сплошности, располагающиеся вдоль волокон. Размер дефектов, связанных с недостаточно хорошей смачиваемостью волокон и плохой пропиткой нити, может достигать 10-15 мкм [15]. Наряду с порами, образующимися вследствие дискретности связи стекловолокно-смола, дефекты в структуре стеклопластика могут возникать, как отмечалось выше, под действием остаточных микронапряжений, когда величина последних превышает прочность связующего или прочность связи стекловолокно-смола. Это происходит при неоптимальном технологическом процессе изготовления изделия, при возникновении резких экзотермических пиков, сопровождающих поликонденсацию связующего. [c.28] Крупные надмолекулярные образования в сочетании с разнообразными дефектами обусловливают появление межфазного слоя-характерных концентрических колец вокруг волокон, видимых и при небольшом увеличении. К армированным пластикам как к сорбентам применима классификация пор по характеру (открытые-сквозные или тупиковые и закрытые) и по размера , (макродефекты диаметром свыше 100 км, субмикродефекты-20 нм и микродефекты-до 2 нм) [16]. [c.28] Для конструкционных стеклопластиков макроскопические дефекты играют роль коцентраторов напряжения и снижают прочностные показатели. Улучшения прочностных свойств можно добиться либо снижением общей пористости, либо уменьшением размеров дефектов. В жидких средах наиболее опасны субмикрокапилляры, заполнение которых способствует резкому снижению прочностных свойств композитов. Появление дефектов связано в значительной степени с технологическими факторами. [c.28] Вернуться к основной статье