Смачивание композиционных материалов

Волокнистые наполнители находят более широкое применение в производстве композиционных материалов вследствие их высокой прочности и жесткости и способности предотвращать прорастание трещин в хрупкой полимерной матрице. В зависимости от метода получения волокна обычно имеют цилиндрическую или неправильную форму. Волокна с гладкой поверхностью образуют менее прочное механическое сцепление с матрицей. Однако волокна с гладкой поверхностью легче смачиваются, чем с шероховатой, хотя полного смачивания волокон полимерами, так чтобы вообще не было пустот на поверхности, практически достигнуть не удается. Волокна могут адсорбировать различные вещества, способные влиять на их адгезионные свойства. Следует отметить, что прочное сцепление волокон с полимерной матрицей не всегда желательно, так как оно уменьшает поглощение механической энергии при разрушении композиционного материала. [c.371]

На всех стадиях изготовления композиционных материалов (смешение компонентов, предотверждение связующего, удааление растворителя из него и др.) происходят такие процессы, как смачивание наполнителя расплавом связующего или его раствором, адсорбция молекул связующего из раствора или расплава на поверхности наполнителя, изменение структуры связующего в пограничном слое и т. д. Эти процессы определяют прочность сцепления связующего с поверхностью наполнителя и, следовательно, влияют на свойства композиционного материала. Одним из путей повышения адгезионной прочности в системе связующее — наполнитель является улучшение смачиваемости частиц наполнителя связующим, которая определяется соотношением поверхностных энергий связующего и наполнителя и межфазной поверхностной энергией. [c.7]

Хорошее смачивание материала обусловливает хорошую адге-зию в затвердевшем состоянии. Поэтому большинство затвердевших композиций на жидком стекле разрушаются когезионно или по смешанному механизму. Если от затвердевшей системы требуется высокая прочность, то при этом, естественно, используются прочные композиционные материалы, значительно превышающие по физико-механическим характеристикам затвердевшее жидкое стекло. Казалось бы, в этом случае прочность композиции должна была бы определяться физико-механическими свойствами жидкого стекла. Однако даже в простейшем случае склеивания поверхностей различных материалов жидким стеклом обнаруживается разнообразие прочностных характеристик. [c.126]

Очевидно, что процессы, протекающие на границе раздела полимерной матрицы и упрочняющего ее наполнителя и их механизмы очень сложны и обусловлены различными и часто противоположно действующими факторами. Поэтому весьма полезно кратко проанализировать теории, пытающиеся выявить эти основные факторы. Полный их обзор дан в работе Эриксона и Плюдемана [29]. Все теории основаны на предположении о том, что для обеспечения высокой прочности композиционных материалов необходима эффективная передача усилий на все части материала от волокна к волокну через границу раздела матрица — наполнитель. Предполагается, что при этом решающую роль играет один из следующих факторов — образование химических связей между наполнителем и матрицей, смачивание поверхности наполнителя полимерной матрицей, образование на поверхности наполнителя пластически деформируемых слоев или слоев с промежуточным значением модуля или все эти факторы действуют одновременно [29]. [c.45]