Древесина как композиционный материал

Некоторые из подобных композитов уже встречались нам при рассмотрении и классификации материалов. Это стеклопластики, материалы на основе древесины и многие другие композиты на основе полимерных соединений. Примером волокнистых компози-п[юнных материалов с металлическими волокнами могут служить алюминий и магний, армированные высокопрочной стальной проволокой, или медь и никель, армированные вольфрамовой проволокой. Несмотря на их термодинамически неравновесное состояние, они устойчивы при температурах ниже 400°С. Скорость диффузии в тугоплавком волокне очень мала, и химического взаимодействия не происходит. Большое внимание в последнее время уделяют попыткам создания волокнистого композиционного материала с матрицей на основе никеля, который служит основой важнейших современных жаропрочных сплавов, упрочненной волок-илми вольфрама. При содержании вольфрама в никеле, равном е о растворимости, матрица не растворяет волокна. Однако такая композиция имеет низкую < )роирочность и большую плотносчь. [c.154]

Древесина, как известно, является идеальным строительным материалам. Она обладает высоким модулем упругости в наиравленин волокон прп низкой плотности. Кроме того, ее прочность, необычно высокая для органического материала, не зависит от температуры в н]ироком интервале. В этом отношении древесина значительно превосходит синтетические органические полимерные материалы. Кроме того, древесина, обладая низким коэффициентом теплопроводности, имеет очень высокие теплоизоляционные показатели. К недостаткам. чревеспны относятся анизотропия прочностных свойств, высокие водопоглощение н набухание. Свойства некоторых композиционных древесных материалов приведены в табл. 9.2. Таблица 9.2. Свойства композиционных древесных материалов [28] [c.124]

Композиционные материалы, содержащие наряду с основным матричным компонентом еще упрочняющие или модифицирующие компоненты, широко распространены в природе (например, древесина) и известны с глубокой древности (примером может служить армирование кирпича соломой). Практически любой современный конструкционный или строительный материал представляет собой композицию. Это полностью относится к полимерным материалам, которые обычно являются не индивидуальными высокомолекулярными соединениями, а полимерными композициями, содержащими кроме полимера-связующего еще наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, пигменты и т. д. наполнители могут быть твердыми, жидкими или газообразными (в пенопластах). В настоящем разделе мы остановимся только на твердых наполнителях, оказывающих большое влияние на физико-механические свойства композиционных полимерных материалов. [c.470]

Рис. 1.3. Китайские луки из композиционных материала (около 1000 лет до н.э.), изготовленные из слоистой древесины или древесины и рога, изобретение которых приписывают азиатским кочевникам (реконструкция по сохранившимся элементам). Оружие близкого боя, но с достаточно большим радиусом действия [1].

Полимерные композиционные материалы могут быть как синтетическими, так и природными. До сих пор наиболее распространенным, особенно в строительстве, полимерным композиционным материалом является древесина, технология переработки которой подробно описана во многих работах. Таким образом, понятие композиционный материал охватывает чрезвычайно широкий класс материалов, которые иногда и не рассматриваются как таковые. [c.364]

ДРЕВЕСИНА КАК КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ [c.249]

Композиции на основе углеродных волокон и полимерной матрицы. Древесина — классический пример конструкционного композиционного материала. В ней целлюлозные волокна являются силовым каркасом, а лигнин и полиозы — связующим. Благодаря низкой плотности и удовлетворительным механическим свойствам на ранних стадиях развития авиации древесина служила одним из основных конструкционных материалов. В дальнейшем на смену древесине пришли металлы и сплавы. Однако из-за большой плотности металлов и сплавов их применение в авиации не давало явных преимуществ по жесткости конструкций при сравнении с древесиной, что видно из приводимых ниже данных [c.295]

Древесина, один из наиболее древних и широко используемых материалов, во многих отношениях сходна со смесями или композиционными материалами [379]. Хотя древесина состоит из двух полимеров, по своим свойствам она напоминает композиты с ориентированными волокнами. Так как многие синтетические материалы, соперничающие с древесиной на рынке, имеют аналогичную структуру, то представляет интерес глубже изучить этот природный материал. [c.249]

Какими же фундаментальными физическими свойствами должны обладать новые конструкционные материалы, чтобы они были перспективными для использования в производстве мебели Ответ на этот вопрос не так прост, как кажется. В настоящее время основным материалом в мебельной промышленности является древесина. Если оценивать ее перспективность, то прежде всего следует отметить такие ее недостатки, как низкая прочность при растяжении в поперечном направлении и при изгибе. Однако конструкторы мебели научились учитывать эти недостатки. Точно также анализ стандартных физико-механических показателей полимеров и композиционных материалов на их основе может свидетельствовать о малой перспективности их использования для производства мебели. Однако очевидно, что кажущаяся бесперспективность использования полимерных композиционных материалов в производстве мебели обусловлена не их неудовлетворительными свойствами, а неправильным выбором материалов и конструкций. Например, практически из любого полимерного материала можно изготовить корпус кровати, опирающейся на пол по всему периметру. Но если к нему приделать по углам ножки, чего требуют многолетние традиции изготовления деревянной мебели, то полимерные материалы далеко не всегда обеспечат требуемую жесткость. Аналогично кресла традиционной формы трудно изготавливать из полимерных материалов, но если отказаться [c.420]

Опыты, выполненные разными авторами [215—227], показали, что временная зависимость прочности наблюдается для самых разнообразных, сложных по строению и композиции материалов. Для примера на рис. 16, д приведены результаты исследований зависимости долговечности от напряжения при комнатной температуре для таких гетерогенных материалов, как бумага, древесина, цемент и стеклопластики. Видно, что и для всех этих материалов связь между долговечностью и напряжением при постоянной температуре испытания подчиняется уравнению т —Лехр(—аа). Опыты показали также, что по крайней мере для некоторых из этих материалов, в частности, для бумаги и стеклопластиков имеет место и температурная зависимость долговечности [215—227]. Для сложных композиционных материалов следует, конечно, ожидать появления ряда особенностей, усложняющих температурно-временную зависимость прочности, причины которых в каждом конкретном случае должны выясняться особо. Тем не менее, и для таких сложных материалов иногда в некотором интервале температур оказывается справедливым общее уравнение для долговечности с постоянными коэффициентами То, Уо и у. Изучение температурно-временной зависимости прочности таких материалов, как показывает приведенный ниже пример, позволяет не только получить важные для практики сведения об их долговечности, но и выяснить некоторые существенные вопросы о природе их разрушения, влияния на процесс разрущения взаимосвязи между отдельными компонентами материала (наполнителем и связующим) и т. п. [c.93]

Метод пропитки древесины удобен возможностью получать материалы со свойствами, определяемыми предполагаемой особенностью эксплуатации будущего изделия. Широкое применение нашли композиционные материалы на основе древесины в технологии электроизоляционных материалов. Пропитка древесины антисептиками позволяет получить материал, стойкий к биохимическому поражению. [c.62]

Материал изотропен, то есть имеет одинаковые свойства во всех направлениях. Листовой прокат, проволока, стеклопластики, композиционные материалы, бумага, древесина — анизотропны. [c.24]

Центром больщинства месопотамских городов было ступенчатое основание, на котором возводился храм. Эта огромная конструкция, так называемый зиккурат, была бы чрезвычайно неустойчивой из-за огромной массы и объема используемого материала, если бы строилась только из необожженных кирпичей. Уже в 2000 годах до н. э. вследствие высокой стоимости обожженных кирпичей строители использовали тростниковые маты для связывания необожженных кирпичей и повышения устойчивости конструкции. (По существу, многие религии и философии родились за стенами из материала, подобного современному армированному бетону). Известно, что раньше чем за 1000 лет до н. э. ассирийцы изготавливали понтонные мосты, используя плетеные лодки, пропитанные водостойкими битумами. Эти лодки, известные под названием гуфас, используются на Ближнем Востоке и по сегодняшний день. В Западной Азии и Китае в это же время делали луки из композиционного материала на основе древесины и слоев рога (рис. 1.3). Такая конструкция небольщо- [c.14]

Приведенное описание относится к дисперсным структурам глобулярного типа, в которых непрерывный каркас —носитель прочности образуется в результате сцепления отдельных частиц дисперсной фазы при превращении свободнодисперсной системы в связную. Существуют и другие типы структур, например ячеистые (в отвержденных пенах и эмульсиях), где каркас представлен непрерывными пленками твердообразной дисперсионной среды. Такие структуры, характерные для некоторых высокомолекулярных систем, могут возникать при конденсационном выделении новой фазы в смесях полимеров. Отдельного подхода к описанию механических свойств требуют и структуры с резко выраженной анизометрией частип (волокнистого типа). Вместе с тем наряду с пористыми структурами существуют и разнообразные компактные микрогетерогеншые структуры, в том числе современные композиционные материалы, а также строительный материал живой природы (древесина, кости животных и т. д.). [c.376]

Фанера представляет собой материал, состоящий но крайней мере из трех слоев древесины в виде шпона и связующего. Расположение волокон древесииы в смежных слоях в большинстве случаев взаимно перпендикулярно, но может быть и параллельным (однослойная фанера, фанера из ядровой древесины, блочная плита, многослойный картон и композиционная фанера) или диагональным (авиационная фанера). Обычно всю фанеру подразделяют на сорта, идущие на внутреннюю и внешнюю облицовку [1, 5, 10]. Каждый сорт имеет ряд подгрупп, характеризующих качество шпо-иа и конструкцию паиели [53]. Фанера для внешней облицовки должна сохранять свои свойства прн многократном увлажнении и высушивании. Классификация фанеры, принятая в ФРГ (стандарт DIN 68705) приводится в табл. 9.3. В США фанеру для внут- [c.132]

Современные теории пластификации, свидетельствующие о том, что пластифицированный полимер обладает гелеподобной структурой и пластификатор снижает взаимодействие цепей в местах контакта и/или зацеплений, не исключают возможности возникновения включений пластификатора неопределенно малых размеров, диспергированных в полимерной матрице. Тем не менее автор считает, что обычные пластифицированные полимеры такие как ПВХ, не следует относить к макро- или микрокомпозиционным материалам. Однако существуют другие смеси полимеров и жидкостей, которые могут быть без сомнения отнесены к композиционным материалам. Так, сетчатые полимеры, получаемые поликонденсацией, например отверждаемые фенолоформальдегидные смолы могут содержать тонкодиспергированные частицы воды, сохраняющиеся в течение нескольких лет. В случае литых изделий из фенолофор-мальдегидных ненаиолненных смол предпринимались большие усилия для сохранения и стабилизации такой гетерофазной структуры, при которой материал не растрескивался при испарении воды. Около 10 лет назад в промышленных масштабах с большим успехом начали использовать водонаполненные полиэфирные смолы (патент США 3,256.219). Воду диспергировали [22 в смоле в виде сферических частиц диаметром 2—5 мкм с концентрацией, достигающей 90%. Такие материалы использовали для замены гипса и древесины, а также в качестве теплозащитных абляционных покрытий. [c.39]

Материалы с высокой механической прочностью состоящие, подобно клеточным стенкам более чем из одного компонента, называются композиционными материалами или композитами. Прочность таких материалов обычно выше, чем у каждого из компонентов в отдельности. Системы из матрицы, армированной волокнами, используются весьма широко, поэтому изучение их свойств составляет важный раздел как в новейшей технике, так и в биологии. Матрица композита передает приложенную к ней нагрузку волокнам, обладающим высокой прочностью на растяжение. Она же повышает сопротивление сжатию и срезывающему усилию. Примером композита может служить такой известный строительный материал, как железобетон, в котором роль матрицы играет бетон, а роль упроч-нителя - стальная арматура. Из более современных и более легких структурных материалов можно назвать, например, стеклопластики и углепластики, в которых пластиковая матрица армирована соответственно стеклянными или углеродными волокнами. К жестким композиционным материалам биологического происхождения относятся древесина, кость, хрящ и материал экзоскелета членистоногих, а к гибким - некоторые типы соединительной ткани и кожа. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология