Армированные пластики механические свойства

Механические свойства армированных пластиков зависят главным образом от типа, количества и ориентации армирующего материала, в то время как химическая стойкость их определяется типом и количеством связующего. Стеклопластики, предназначенные для работы в агрессивных средах, содержат большое количество связующего и армируются [c.224]

Механические свойства коагуляционных дисперсных структур зависят от геометрии частиц, от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также, в особенности, от характера взаимодействия между частицами. Модифицирование поверхности частиц, использование физической адсорбции поверхностно-активных веществ и хемосорбции является эффективным средством изменения механических свойств коагуляционных структур. При этом наибольшее повышение прочности достигается при некотором оптимальном соотношении энергий взаимодействия между частицами дисперсной фазы, молекулами дисперсионной среды и взаимодействия молекул дисперсионной среды с частицами дисперсной фазы. Такое оптимальное соотношение обычно достигается при частичной адсорбционной или химической лиофилизации поверхности дисперсной фазы, причем поверхность частиц принимает мозаичный характер, оказывается состоящей из лиофильных и лиофобных участков [38 Вопросы образования коагуляционных структур и влияния на их прочность адсорбционного и химического модифицирования имеют большое значение для теории и практики использования активных наполнителей в технологии полимеров, а также для разработки оптимальных приемов армирования пластиков волокнистыми дисперсными структурами. [c.23]

Поскольку прочностные и особые характеристики армированных пластиков определяются свойствами прежде всего волокнистых наполнителей, то в таких материалах изменяется роль полимерной составляющей. Назначением полимерного связующего становится равномерная передача внешнего энергетического поля (механическое, электромагнитное, тепловое, акустическое) на все волокна, составляющие пластик. Это диктует особые требования, собственно и являющиеся причиной выделения армированных материалов в самостоятельную группу. [c.57]

Эпоксидные полимеры обладают таким комплексом свойств (адгезионных, механических, электрических и др.), который ВО многих случаях делает их незаменимыми в качестве основы клеев, лакокрасочных покрытий, компаундов и армированных пластиков. Благодаря этому эпоксидные смолы заняли важное место в ряду промышленных полимерных материалов. Это относится не столько к объему их производства, сколько к их роли, так как в ряде случаев эпоксидные смолы используют для создания наиболее ответственных изделий. Промышленный выпуск, применение и разработка новых эпоксидных полимеров и композиций на их основе развиваются быстрыми темпами. Кроме ТОГО, эти полимеры обычно служат моделями для изучения наиболее характерных свойств сетчатых полимеров. [c.6]

Кроме неорганических волокон для создания армированных эпоксидных пластиков применяют полимерные волокна, в частности новые высокопрочные синтетические волокна, наиболее известным из которых является волокно кевлар-49 [3, 21, 23]. Как видно из табл. 8.5, прочность некоторых полимерных волокон приближается к прочности стеклянных волокон в то же время их плотность значительно ниже, что позволяет достигать высокой удельной прочности. Однако модуль упругости этих волокон сравнительно невелик, что ограничивает применение армированных пластиков на их основе. Кроме того, данные волокна представляют собой сильно ориентированные полимеры с малой прочностью в поперечном направлении, что затрудняет получение материалов с достаточно высокой прочностью при сжатии и растяжении поперек волокна. Малые значения модуля упругости этих волокон снижают требования к механическим свойствам связующего, но для таких систем на первый план выступают вопросы специфического взаимодействия компонентов эпоксидного связующего с волокном, которые еще мало исследованы. [c.214]

Вследствие высокой текучести полистирола при повышенных температурах удобнее всего перерабатывать его методом литья-под давлением, хотя пригодны также прессование, экструзия и выдувание. Известное применение нашла механическая обработка блоков и пластин из полистирола в производстве линз и электротехнических деталей. Пленки, полученные путем выдувания, непрочны, но если этот процесс сопровождается продольной вытяжкой (ориентация), прочность негибкость их резко возрастают. Полистирольные волокна, уступая полиолефиновым, например по-эластичности, обладают другими ценными свойствами (упругость, прозрачность), что позволило применять их в волоконной оптике, электротехнике и производстве армированных пластиков. [c.287]

Недостатки простукивания - субъективность оценки результатов контроля и невысокая чувствительность -устраняются применением аппаратуры (МСК дефектоскопов) для анализа спектров и оценки их изменений. В изделиях ударно возбуждают изгибные упругие колебания, а получаемые акустические импульсы преобразуют в электрические сигналы и обрабатывают в электронном блоке. Колебания обычно возбуждают электромагнитными вибраторами, принимают - микрофонами или пьезоприемниками. В зоне дефекта спектр ударно возбуждаемого импульса меняется в результате изменения модулей механических импедансов Z для соответствующих составляющих спектра. Это меняет колебательные скорости данных составляющих и, следовательно, амплитуды связанных с ними электрических сигналов. Наиболее резкие изменения механического импеданса наблюдаются при совпадении спектральных составляющих с собственными частотами отделенных дефектами слоев. Диапазон рабочих частот определяется в основном параметрами ударного вибратора, свойствами контролируемого объекта и амплитудно-частотной характеристикой приемника упругих колебаний. Обычно его выбирают в пределах 0,3. .. 20 кГц. Для контроля изделий из глухих материалов с низкими модулями упругости достаточно частот до 4. .. 5 кГц изделия из более звонких материалов (например, металлов) обладают более широкими спектрами. В большинстве случаев дефекты увеличивают амплитуды спектральных составляющих, однако иногда, например в зонах ударного повреждения армированных пластиков, наблюдается обратный эффект. [c.272]

В предыдущих главах были рассмотрены особенности строения наполненных полимеров и причины, определяющие различие свойств полимеров в поверхностных слоях и в объеме. В настоящей главе на основе развитых выше представлений будут рассмотрены основные механические и реологические свойства наполненных аморфных и кристаллических полимеров. Разумеется, что при этом мы будем останавливаться только на наиболее общих положениях, не анализируя специально литературу по свойствам наполненных композиций и армированных пластиков, так как это не входит в задачу данной монографии. [c.149]

Большая часть полимерных материалов является гетерогенными системами с высокоразвитыми поверхностями раздела фаз (армированные пластики, наполненные полимеры, резины) или используются на границе раздела фаз (клеи, покрытия). В результате детальных исследований обнаружено наличие гетерогенности как в самих полимерных телах (существование границ раздела между сферолитами, фибриллами и другими элементами надмолекулярных структур), так и в растворах полимеров. Вследствие этого поверхностные явления в полимерах и полимерных материалах играют существенную роль во всем комплексе их свойств и прежде всего в структурно-механических свойствах. Это связано с тем, что поведение полимеров на границе раздела и особенности поведения полимеров в тонких слоях на поверхностях весьма отличны от их свойств и поведения в объеме [1]. [c.309]

При получении армированных пластиков большое значение имеет взаимодействие между связующим и волокном, или адгезия. Стеклянное или другое волокно должно идеально смачиваться связующим, что достигается путем специальной обработки волокна. Кроме того, при переработке армированных пластиков возникает проблема усадки. Процессы полимеризации и поликонденсации, которые часто происходят при переработке, всегда сопровождаются уменьшением объема материала, так как более длинные химические связи заменяются более короткими. На каждый моль раскрывающейся двойной связи объем уменьшается примерно на 20 см . Изменение объема связующего приводит к изменению формы изделия и возникновению внутренних напряжений, что сказывается на механических свойствах. Для получения высококачественных изделий необходимо применять связующие, которые имеют наименьшую усадку. [c.206]

Ли [13—16] исследовал изменение механических свойств полиэфирных, эпоксидных и фенольных слоистых пластиков, армированных стекловолокном (более точные данные о составе материалов не приводятся), после 6- и 12-мес экспозиции на глубине 700 м, 2-летней экспозпции на глубине 1720 м и 1 года на глубине около 10 м. Результаты изменялись в довольно широких пределах. Уменьшение прочности и модуля упругости при изгибе, а также прочности при растяжении достигало 20 %, а потери прочности на сжатие — 40 %. [c.468]

Аналогичные зависимости описывают механические свойства армированных пластиков. Отмечается, например [47, с. 339], что их прочность растет по мере увеличения удельной поверхности армирующих волокон. В случае армированных пластиков, характеризующихся однотипностью поперечных сечений и строгой регулярностью распределения волокон, целесообразнее использовать для расчетов более конкретные геометрические параметры — диаметр (1 и длину волокон I. Оптимальный диаметр непрерывных волокон в растягиваемом ортотропном пластике (определенного состава) при заданном расстоянии между волокнами (обычно при максимальной степени наполнения) можно определить, пользуясь условием" [48, с. 20]. [c.21]

Зависимость механических свойств анизотропных композиционных материалов, армированных непрерывными волокнами, от. соотношения механических характеристик компонентов наиболее изучена. При конструировании пластиков с заданной прочностью, работающих в условиях растяжения вдоль волокон, выбор компонентов может быть осуществлен на основании приближенного расчета по ранее приведенной формуле (5). Если состав композиционного пластика таков, что непрерывные волокна деформируются упруго, а связующее — пластически, то должен быть использован иной вариант формулы [c.26]

Считается [39, с. 414 53, с. 166], что для более полной реализации механических свойств волокон в армированных пластиках необходимо соблюдать условие Ес 8в. При отклонении от этого условия, например в армированных пластиках на основе отвержденных смол, происходит растрескивание связующего задолго до момента достижения разрушающего напряжения волокон. Однако установлено [70, с. 168], что при 8с>ев (связующее — резина, а наполнитель — стеклянное волокно) прочность не увеличивает- [c.27]

К. А. Андрианов и сотр. [106] изготовили углерод-углеродные композиции термической обработкой армированных пластиков, полученных с применением в качестве матрицы кремнийорганических соединений, и нанесением на углеродное волокно пиролитического углерода. Для сравнения изготавливались композиции, состоящие из стеклянного волокна и углеродной матрицы. Углерод-углеродные композиции по свойствам, особенно по удельным механическим показателям, превосходят композиции стеклянное волокно — [c.306]

Учитывать влияние дезориентации особенно важно тогда, когда пластик имеет ярко выраженную анизотропию механических свойств [95, с. 96]. В табл. 1.2 приведены данные об анизотропии некоторых однонаправленно армированных пластиков [93]. [c.41]

Из приведенных данных видно, что влияние анизотропии (прежде всего у боро- и карбопластов) особенно четко проявляется при испытаниях на растяжение в направлении армирования. Степень анизотропии механических свойств зависит не только от состава композиционного пластика, но и от характера нагружения. В частности, это характерно для композиции при циклических нагружениях [94, с. 51 96] при наполнении высокомодульными волокнами (рис. 1.22). Наименьшей анизотропией обладает пла- [c.41]

Пластические массы, армированные различными наполнителями, широко применяют для изготовления деталей и узлов машин, работа-ЮШ.ИХ при повышенных температурах. Их использование в машиностроении позволяет получить значительный экономический выигрыш благодаря ряду положительных свойств, которыми они обладают, в сравнении с другими конструкционными материалами. В отличие от металлов процесс получения армированного пластика с заданными свойствами совмещен с изготовлением самой детали, что резко сокращает трудоемкость и себестоимость изготовления машин. Высокая удельная механическая прочность, хорошая теплостойкость, достаточная химическая и коррозионная стойкость, легкость обработки — вот далеко не полный перечень преимуществ, которыми обладают армированные пластмассы перед другими конструкционными материалами. [c.5]

Основными свойствами армированных пластиков, определяющими пригодность их для применения в различного рода изделиях и конструкциях, являются физико-механические и электроизоляционные. [c.82]

Прочностные характеристики полимеров, наполненных армирующими волокнистыми наполнителями. Отличаются от свойств материалов, наполненных порошкообразными наполнителями, прежде всего тем, что они зависят от свойств компонентов системы, причем в случае армированных пластиков свойства и структура армирующего материала могут являться определяющими для механических и прочностных характеристик системы в целом [7]. Это особенно относится к анизотропным материалам. Поэтому значение физико-химических процессов на границе раздела фаз, рассмо- тренных выше, сохраняется, естественно, и для армированных [c.173]

Пластмассы благодаря своим высоким физико-механическим свойствам широко применяются в различных отраслях народного хозяйства. Производство их увеличивается, обгоняя но темпам роста производство продукции ряда других ведущих отраслей. Сейчас уделяется много внимания разработке новых материалов и совершенствованию процессов получения уже известных. Успешно развивается производство армированных пластиков и пенонластов, большое место отводится пластмассовым покрытиям, В связи с этим расширились возможности переработки пластмасс, появилось множество специальных машин для формования изделий новыми методами. Литье иод давлением и экструзия применяются теперь не только в переработке термопластов, но также при производстве изделий из наполненных термопластов, реактопла-стов и иенопластов, [c.166]

Таблица 5. Сравнение механических свойств некоторых армированных пластиков с другими конструксщонными материалами

Наибольший интерес представляют жидкие ангидриды, например смесь изомеров метил-ТГФА, метил-ЭТГФА или специально приготовляемые жидкие эвтектические смеси (15% ФА+ 85% ГГФА 60% ХЭТ-ангидрида + 40% МА и др. [2, с. 150]). Их использование облегчает получение на основе жидких эпоксидных смол клеев, компаундов, литьевых изделий электротехнического назначения, армированных пластиков. Твердые ангидриды находят применение в порошковых красках [18]. Полимеры на их основе обладают хорошими механическими и диэлектрическими свойствами, в частности при температурах выше 7 с. [c.44]

Изделия из армированных пластиков при эксплуатации и )анении всегда подвергаются действию воды или ее паров. При ОМ физико-механические и другие свойства эпоксидных компо-итов часто необратимо снижаются [44—49]. Основной причи-ой этого является ослабление адгезии на границе раздела эпок-идная матрица — волокно [14, 45, 50, 51]. Кроме того, сорбция юды отвержденным связующим, как показано в гл. 3, приводит к изменению его линейных размеров, что сказывается на 1аспределении внутренних напряжений в наполненном пластике 14, 52, 53]. При сорбции воды увеличиваются тангенс угла ди-лектрических потерь и диэлектрическая проницаемость стекло-[ластиков [54], а электрическая прочность, объемное и поверх-юстное электрическое сопротивление уменьшаются [46]. [c.219]

Как видно из изложенного, вопросы, связанные с возникновением внутренних напряжений, изучены в основном применительно к армированным пластикам и покрытиям, но совершенно ясно, что они возникают и при наполнении полимеров дисперсными наполнителями. Однако в этом случае их определение и оценка вклада в механические свойства сильно затруднены. Очень интересна развитая в работе [346] методика, согласно которой метод квадруполь-ного ядерного резананса используется для определения внутренних напряжений, развивающихся в смолах при их отверждении. Этим методом были исследованы внутренние напряжения, возникающие при отверждении эпоксидной смолы, в которую было введено более 25% двуокиси меди. Полученные результаты показали возможность применения предложенной методики. Однако в дальнейшем она не получила распространения. Это связано, очевидно, с тем, что на практике трудно создать условия, при которых не происходило бы взаимодействия частиц вводимых соединений со смолами. Кроме того, даже при отсутствии взаимодействия из-за наличия границы раздела фаз в системе возникают напряжения, отличающиеся от тех, которые возникли бы при таких же условиях отверждения в блоке в отсутствие посторонних частиц. Этот метод, очевидно, мог бы быть применен для определения напряжений только в таких наполненных системах, в которых наполнитель содержит в своем составе достаточное количество атомов, ядра которых могут проявлять квадрупольный резонанс. Более перспективным является метод оценки внутренних напряжений на основании рентгенографических исследований наполненных полимеров, содержащих кристаллический наполнитель, по сдвигу интерференционных линий на рентгенограммах [347]. [c.182]

Волокна. В качестве Н. п. могут применяться как непрерывные, так и рубленые (штапельные) волокна длиной от нескольких десятков мкм до нескольких десятков мм (см. табл. 2). В зависимости от соотношения показателей механических свойств полимера и наполнителя, размеров волокон, а также от характера взаимодействия на поверхности раздела полимерная матрица — волокно последние могут проявлять свойства как обычных дисперсных, так и армирующих наполнителей, упрочняющее действие к-рых весьма значительно вследствие реализации определенной доли прочности наполнителя. Для эффективного армирования термопластов длина волокна должна быть не менее 200 мкм при наполнении реактопла-стов применяют волокна различной длины. Волокнистые наполнители пластмасс позволяют значительно повысить физико-механич. свойства, тепло-, износо-, химстойкость и др. показатели пластмасс. При использовании волокон в виде непрерывных нитей получают изделия с исключительно высокими прочностными показателями (см. Армированные пластики, Стеклопластики). [c.172]

Механические свойства армированных пластиков на основе полиэфирных смол описаны Алгром [1422], Шаннон и Бифель-дом [1423], Лаксом [1424] и другими [118, 290, 308, 401, 855, 858, 866, 877, 881, 1422—1455). [c.105]

Известно [15, с. 13], что прочность пластиков, армированных волокнами, длина которых превышает критическую, не меньше, чем прочность материалов, наполненных непрерывными волокнами. Учитывать величину /кр, различную для каждой пары волокно — связующее, необходимо и при использовании непрерывных волокон, если рассматривать [14, с. 54] эти волокна как цепи, состоящие из отдельных звеньев, длина которых равна статистически определяемому расстоянию между локальными дефектами волокон. Наличие таких дефектов (трещин, изломов) подтверждается падением прочности волокон с увеличением их длины. Для хрупких волокон зависимость прочности от длины носит характер монотонно убывающей функции. Следовательно, механические свойства однонаправленных пластиков могут быть стабильными только в том случае, если расстояние / между дефектами волокон удовлетворяет выше приведенному условию / /кр. [c.22]

Английская фирма Royal Air raft Establishment сообщила о создании новых углеродных волокон, которые могут иметь важное значение в производстве армированных пластиков. Свойствами, которые вызывают особый интерес к этим материалам в качестве армирующих наполнителей, являются жесткость, превосходящая примерно в 6 раз этот показатель у стекловолокна, в сочетании с повышенной механической прочностью [1]. Характерно, что углеродные волокна по жесткости и прочности в два раза превосходят специальные сорта стали для самолетостроения, обладающие повышенной прочностью на разрыв. Если кроме того принять во внимание пониженный удельный вес этих волокон, то станет очевидным их преимущество по сравнению со стекловолокнистыми и другими армирующими материалами. [c.200]

Эпоксидные смолы используют в различных отраслях промышленности в качестве связующих для армированных пластиков, конструкционных клеев, шпатлевок, паст, покрытий, литых L изделий. Широкое использование материалов на основе эпоксид- ных смол обусловлено их высокой химической стойкостью,, устойчивостью к растворителям, высокой адгезией к ряду ма- териалов, хорошими физико-механическими и отличными элек- трическими свойствами. В литературе имеется большое количе- аство данных об эпоксидных смолах, отвердителях, наполнителях и модификаторах для них, о применении смол в различных отраслях промышленности и т. д. [19, 20]. [c.17]

Разработка и использование волокнистых композиционных материалов, в которых наполнителем — армирующим элементом — служат короткие или длинные (непрерывные) волокна, а связующим — адгезивом — является полимер, заполняющий пространство. между волокнами и обеспечивающий монолитность композиции, привели к созданию изделий, обладающих качественно новым комплексом эксплуатационных свойств. Волокна обусловливают прочность и структурную жесткость композиций, связующее предохраняет волокна от агрессивного воздействия окружающей среды и обеспечивает возможность взаимодействия между волокна.ми при ме ханических воздействиях. Сочетание высокой механической прочности с малым удельным весом,. химической стойкостью, низкой теплопроводностью и другими ценными свойствами полимеров дает возможность применять армированные ко.мпозиции в конструкциях, где другие материалы оказываются малоэффективны.ми или вообще непригодными. Как правило, все армированные пластики и особенно анизотропные стеклопластики по удельной прочности превосходят многие известные конструкционные материалы, выгодно отличаясь при этом рядом других технологических и эксплуатационных 80 [c.80]

Приведем несколько примеров. В ряде случаев возникает необходимость защиты приборов и аппаратов от перегрева, например приборов, находящихся внутри самолетов, ракет, реактивных двигателей. Для этих целей металлы оказываются непригодными из-за высокой теплопроводности и резкого снижения прочностных свойств задолго до расплавления. Сплавы алюминия теряют прочность при температуре выше 250 °С, лучшие сорта стали — при температуре выше 700°С. Армированные пластики сохраняют достаточную механическую прочность в условиях длительного воздейсгзия температур в интервале 200—350°С и при резких тепловых ударах и кратковременном воздействии температур до 2700 °С. Они имеют низкую теплопроводность и структурную жесткость. хМогут принимать любую заданную форму. Все это обусловливает возможность исиользования их для термозащиты. [c.81]

Как уже отмечалось, для углепластиков характерна анизот]ропия механических свойств, более ярко выраженная, чем для боро-, и тем более для стеклопластиков. Для текстильных форм пространственного переплетения анизотропия выражена значительно меньше, чем для пластиков, армированных нитями [2]. Некоторое уменьшение анизотропии достигается при перекрестной укладке волокна, в частности ортогональной со взаимно перпендикулярным расположением волокон. [c.323]

К группе высокопрочных пластических масс относятся стеклопластмассы, состоящие из полимера, армированного стекловолокном. Наиболее распространенными полимерами в этой группе являются феноло-формальдегидные, эпоксидные и полиэфирные смолы. Большое влияние на механические свойства оказывает структура стекловолокна. Наибольшз о прочность обеспечивает применение стекловолокон в виде стеклоткани, наименьшую прочность имеют пластики из рубленного неориентированного стекловолокна, применяемого в виде матов, промежуточное место занимают пластмассы, в которых стекловолокно находится в виде лент или соломки из ориентированных стеклянных нитей, уложенных чередующимися слоями в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Такие же свойства имеют пластики, полученные и при применении пленки, состоящей из той же стеклянной соломки, пропитанной синтетической смолой. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология