Состав композиционных материалов

Рис. 2,14. Расположение фаз в трех-оболочечной модели ван дер Поля [67] модули объемного сжатия и сдвига (К, О), коэффициенты Пуассона V наполнителя (индекс /) и матрицы (индекс а), а также объемный состав наполнителя 1/у определяют модули композиционного материала К к О [76].

При изучении и прогнозировании горючести полимерных композиционных материалов необходимо прежде всего знать, как ведут себя при горении отдельные компоненты, входящие в их состав. Каждый компонент, входящий в состав композиции, является ли он поли.мером, органическим или неорганическим веществом, вносит определенный вклад в горючесть композиции в целом. Хотя присутствие негорючих компонентов может оказывать заметное влияние на горючесть полимерных композиций, однако решающее влияние на характер процесса горения и скорость потери массы при горении композиционного материала оказывает природа и количество полимера. [c.320]

Полимерцементные материалы относятся к композиционным вяжущим, получаемым на основе неорганической составляющей (портландцемент, глиноземистый цемент, гипс и др.) в сочетании с органическим компонентом [20]. В качестве органического компонента используются водорастворимые материалы (эпоксидные, карбамидные и фура-новые смолы, производные целлюлозы и др.) и водные дисперсии полимеров (поливинилацетат, латексы, эмульсии кремнийорганических полимеров). Применяются также мономерные и олигомерные соединения, которые полимеризуются при гидратации вяжущего материала под действием отвер-дителей и инициаторов, температуры, рН-среды и т. п. Полимерный компонент вводится либо в воду затворения, а затем используется при приготовлении растворной или бетонной смеси, либо вводится в виде порошкообразного компонента в состав сухой смеси на основе вяжущего вещества, а затем при затворении растворной или бетонной смеси водой диспергируется в водной среде, а при твердении растворов полимеризуется [10]. Свойства получаемых материалов зависят от многих факторов вида и качества цемента, вида полимера, полимерцемент-ного отношения (П/Ц), водоцементного отношения (В/Ц) и др. Полимерцементное отношение определяется как отношение массовой доли полимера (в расчете на сухое вещество) и цемента в композиционном вяжущем. Для полимерцементных материалов характерно отношение П/Ц > 0,2-0,4, когда полимерная фаза образует в цементном камне органическую структуру. При П/Ц = 0,2-0,25 кристаллизационно-коагуляционная структура цементного камня в местах дефектов (полы, трещины) укрепляется полимерной составляющей, что и обусловливает формирование более прочной и эластичной структуры. При П/Ц > 0,25 полимер образует непрерывную полимерную сетку. В полимерцементных композициях не наблюдается взаимодействие между органической и неорганической фазами [20]. Органические фазы взаимодействуют с гид-ратными фазами только за счет ионных и водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса. В присутствии полимерных добавок изменяется кинетика гидратации портландцемента, причем с ростом П/Ц наблюдается замедление скорости взаимодействия цемента с водой. [c.295]

Попытки установить зависимости между механическими характеристиками изделий и компонентов, входящих в состав композиционного материала, многочисленны, но предлагаемые формулы не всегда удобно применять в инженерной практике. Кроме того, при выводе формул обычно принимаются во внимание лишь соотношения между некоторыми характерными свойствами (прочность, модуль упругости, коэффициент Пуассона), которые считаются определяющими [42, с. 41]. Однако нельзя не принимать во внимание различия в релаксационном характере свойств различных компонентов пластиков. Необходимость учета большого числа факторов в ряде случаев затрудняет создание расчетных формул общего вида [54]. Иногда целесообразны расчетные формулы частного характера, справедливые для какого-либо определенного состава композиции. Примерами могут служить приближенные зависимости для расчета стеклопластиков, в которых использованы маты, непрерывные волокна или ткани [55, с. 1 56, с. 43]. [c.24]

Успешное применение полимерных композиционных материалов возможно только тогда, когда оценены вероятность загорания и условия горения, поскольку только в этих случаях можно подобрать состав композиционного материала так, чтобы он удовлетворял предъявляемым к нему требованиям. [c.360]

Часто особенности технологии изготовления изделий, специфика условий их эксплуатации или экономические соображения вынуждают изготовителя вводить в состав композиционного материала компоненты, плохо совместимые или вообще не совместимые с полимерной основой и другими ингредиентами композита. Применительно к полимерным пленкам наиболее часто подобная ситуация возникает при введении красителей (пигментов), стабилизаторов и других добавок, выбор которых ограничен требованиями достижения определенного эксплуатационного свойства готового изделия даже в ущерб другим характеристикам материала. [c.88]

Не претендуя на полноту предложенной нами классификации, отметим, что она дает достаточно правильное представление о том, что надо относить к полимерным композиционным материалам. Этот принцип классификации основывается прежде всего на размерном параметре вводимых в полимерную матрицу компонентов дисперсные частицы, анизотропные материалы (волокна и ткани) и полимерные частицы в смесях. Хотя теоретически структуры вводимых в полимер веществ следует характеризовать большим числом параметров (форма, размер, распределение по размерам, ориентация, состав и т.п.), наиболее легко определяемым и поддающимся классификации является средний размер частицы дисперсной фазы. При этом понятие "фаза используется как описательное, а не термодинамическое определение структурно-однородной части материала, поскольку вводимые в полимер дисперсные и волокнистые наполнители сами по себе могут быть гетерофазны-ми системами. [c.10]

Исследования свойств фосфогипса показали, что в его составе имеются примеси, оказывающие негативное влияние на свойства получаемого из него гипсового вяжущего. Так как фосфогипс в предложенной технологии используется в естественном состоянии, изучали влияние примесей фосфогипса на свойства гипсового вяжущего, входящего в состав композиционной смеси и получаемого прессованного материала. [c.66]

Состав новых рецептур полимерных композиций основывается на подборе оптимального сочетания полимера и добавок, взаимное влияние которых определяет появление у композиции и изделий из нее требуемых свойств. Очевидно, что технологические свойства композиционного материала, характеризующие его способность к переработке в изделия различными методами, зависят от свойств базовой марки полимера. [c.12]

Так как толщина пристенного слоя и его состав для каждого композиционного материала могут быть приняты постоянными, не зависящими от параметров процесса течения, получение реологических свойств среды пристенного слоя не вызывает затруднений, и для этого могут быть использованы стандартные вискозиметрические методы. [c.66]

Клей представляет собой композиционный материал, в состав-которого входят связующее, носитель, катализаторы и отверди-гели, различные модифицирующие добавки [c.447]

Так, например, блок конечного продукта требует достижения в конце прессования определенного качества материала, поэтому результат решения модели блока конечного продукта (оптимальный химический состав Х°) вводится как ограничение в модель прессования. Решения таких композиционных структур рассмотрены в работе [84]. [c.224]

Для совмещения термопластичных полимеров с такими армирующими наполнителями, как ткани, волокна или стальная проволока, можно использовать полимерные пленки, получаемые экструзией. При этом наполнитель укладывается между слоями пленок и материал спрессовывается при повышенной температуре. Технологические трудности, возникающие из-за высокой вязкости расплавов полимеров, можно исключить, используя порошкообразные полимеры, спекаемые в присутствии наполнителя. Однако при этом неполное спекание может приводить к образованию несвязанных и связанных между собой пустот. Термопластичные полимеры можно подвергнуть вспениванию при экструзии или литье под давлением, если в их состав вводить порофоры, которые разлагаются с образованием паров, или газообразных продуктов, либо другие вещества, способные переходить в газообразное состояние при резком снижении давления, например, при выходе расплава полимера из экструзионной головки. Вспененные материалы (пенопласты) часто не относят к композиционным, хотя они являются типичными композиционными материалами. [c.366]

Для регулирования межфазового взаимодействия в вьтсоконаполненной композиционной системе олигомер - огнеупорный наполнитель был использован метод модификации олигомера поверхностно-активными веществами (олигооксипропиленгликоли различной молекулярной массы, четвертичные аммониевые основания и др.). Результаты исследования показывают, что введение ПАВ в олигомер способствует усилению межфазового взаимодействия и позволяет направленно в широких пределах регулировать свойства композиционных материалов. Введение в состав связующего поверхно-стно-активньпс веществ позволило значительно повысить прочность композиционного материала. [c.14]

Более эффективной представляется технология пиролиза лакокрасочных отходов. По этой технологии шлам, содержащий краску, например автомобильную, сушат при температуре не более 200°С с целью удаления воды и органических растворителей. Сухой шлам подвергают пиролизу в инертной (N2, Аг) атмосфере при 600°С с образованием газообразных и жидких продуктов, а также сухого остатка. Газообразные и жидкие продукты улавливают и получают из них угольные материалы. Сухой остаток спекают при 900-1300 С в атмосфере N2, Аг, ЫНз до образования неорганического композиционного материала, содержащего нитрат бария и соединения титана, например его диоксида и карбида (металлы входят в состав красок) (Ь)аги1а...). [c.277]

Наряду с аппликационными материалами, в которых в качестве адсорбционной составляющей применяются углеродные адсорбенты, разработаны различные композиционные материалы на основе неорганических адсорбентов. Данные лечебные медицинские накладки предназначены для лечения гнойных ран путем интенсивного поглощения образующегося экссудата, подавления действия токсинов и вьщеления в раневую область лекарственного препарата. В состав одного из таких композиционных материалов, разработанного в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) совместно с МОЛГМИ (Московский государственный медицинский институт им. И.И. Пирогова), входит полимер — супервлагопоглотитель, неорганический адсорбент и лекарственный препарат. Сущность процесса заключается в следующем. Полимерный материал, обладающий высокой абсорбционной способностью по капельножидкой влаге, обеспечивает поглощение водянистых выделений из раны. При этом гидрофильный адсорбент с нанесенным на активную поверхность лекарственным препаратом, также подвергается воздействию влаги и поглощает ее, пролонгированно выделяя в раневую, гнойную область заданное лекарство. Таким образом композиционный материал обеспечивает обезвоживание и сушку раны, а также подавление характерной для нее токсичной микрофлоры. Используемые в композиционном материале компоненты имеют разрешение для [c.570]

Пиролиз органических волокон сопровождается увеличением их пористости. Высокомодульные карбоволокна имеют поры вытянутой формы, отличаются от низкомодульных ориентацией бороздок и трещин вдоль оси волокна и их меньшей концентрацией на поверхности. По-видимому, при вытяжке происходит сглаживание части поверхностных дефектов, особенно эффективное при высокотемпературной обработке волокон [19]. Поры на поверхности карбоволокон имеют разные размеры. Крупные поры диаметром несколько сотен ангстрем при формовании композиционного материала заполняются связующим, при этом прочность сцепления связующего с наполнителем повышается. Большая часть пор на поверхности волокон имеет диаметр несколько десятков ангстрем. В столь малые полости могут проникать только низкомолекулярные компоненты связующего, и у поверхности наполнителя происходит молекулярно-ситовое перераспределение связующего, изменяющее его состав. На рис. У.Ю представлена [20] зависимость предельных значений адсорбции от молекулярного веса компонентов, входящих в состав резольной смолы, поверхностью низкомо- [c.211]

Таким образом, применение статистических методов планирования эксперимента позволяет при минимальном количестве опытов оптимизировать состав термостабилизирующей системы для композиционного материала. [c.99]

Оптимальные составы композиционного материала должны характеризоваться не только хорошей совместимостью компонентов, входящих в их состав, но и возможно более высокими показателями основных эксплуатационных характеристик. Используя метод симплекс-ре-шетчатого планирования, можно оптимизировать исследуемь)й материал по всем показателям, интересующим потребителя. Для этого с помощью ЭВМ рассчитывают координаты линий постоянного значения для всех исследуемых свойств. Затем на симплекс наносят изолинии предельных значений нескольких наиболее существенных для эксплуатации данного материала параметров, ограничивая таким образом область оптимального состава материала. На рис. 3.16 приведен пример нахождения оптимального состава композиций на основе полиэтилена, пластификатора (вакуумное масло) и консерванта, используемых для изготовления пленок, применяемых при упаковке скоропортящихся продуктов. Ка диаграмме нанесены, изолинии предельно допустимых значений параметров оптимизации (сохранность продукта в баллах, формуемость и жесткость пленок). Стрелками показано желательное направление изменения параметров. Область оптимального состава не должна выходить за пределы, ограниченные изолиниями предельно допустимых значений параметров оптимизации. [c.100]

Композиционные материалы - это гете-рофазные системы, состоящие из двух или более компонентов, в которых сохраняются индивидуальные свойства каждого компонента. Композиционные материалы по совокупности различных свойств выгодно отличаются от других конструкционных материалов во-первых, состав и форма компонентов определяются заранее во-вторых, вид и количественный состав компонентов подбирается в зависимости от заданных свойств формируемого материала в-третьих, сформированный материал является однородным в макромасштабе и неоднородным. на микроуровне компоненты различаются по свойствам и между ними существует граница раздела - межфазный слой. Как правило, компоненты композиций различают по геометрическому признаку. [c.756]