Фенольные смолы абляция

Абляция материалов в условиях температур окружающей среды является чрезвычайно сложным процессом. К настоящему времени выявлены некоторые химические и физические закономерности этого процесса. В качестве типичного примера рассмотрим случай абляции материала, представляющего фенольную смолу, армированную стекловолокном. Первоначально тепло, подводимое к поверхности, поглощается материалом, а затем отводится к нижележащим слоям. Оно распространяется с малой скоростью вследствие низкой теплопроводности материала. Таким образом, температура поверхности быстро возрастает и начинается термическое разложение материала. Органические компоненты композиции подвергаются пиролизу с образованием многочисленных газообразных продуктов, например водяных паров, двуокиси углерода, водорода, метана, этилена, ацетилена и других углеводородов. Эти продукты пиролиза проникают в [c.404]

Механизм абляционного разложения армированного стеклопластика изображен на рис. 1. Разрушение материала схематически представлено четырьмя отдельными слоями. Первый слой материала полностью разрушен в результате комбинированного воздействия термических, химических и механических факторов. На поверхности абляции видна тонкая пленка и несколько капель расплавленного стекла, которые образовались при плавлении армирующего стекловолокна. Под этим поверхностным слоем виден пористый углеродистый материал, армированный остаточным стекловолокном. Зона выделения летучих непосредственно прилегает к обуглероженному слою в этой зоне происходит лишь незначительная потеря органического связующего. Слой исходного материала расположен под этими разрушающимися зонами, и его температура почти не повышается или повышается очень незначительно. Для получения дополнительных данных о процессе абляции материал, находящийся в зонах, претерпевающих термическое разложение и показанных на рис. 1, был подвергнут химическому анализу. Полученные экспериментальные данные представлены на рис. 2. Содержание каждого элемента в фенольной смоле показано в зависимости от расстояния от поверх- [c.406]

Экспериментальные данные, полученные при испытании фенольной смолы, армированной найлоном в дозвуковом потоке в плазменной горелке, показали, что для воздушной плазмы скорость абляции в 10 раз выше, чем для плазмы, образованной неокисляющей газовой средой. В опытах же с кислородной плазмой обнаружилось, что в этом случае скорость абляции в 25 раз выше, чем для неокисляющей газовой плазмы. В противоположность этому в случае пластмасс и композиций, на поверхности которых в процессе абляции могут образовываться окислы или расплавы окислов, присутствие кислорода в окружающей атмосфере обычно не отражается на работоспособности изделий. [c.445]

Хорошие электроизоляционные и радиотехнические свойства имеют гетинаксы и стеклопластики. Наиболее стабильны эти свойства у стеклопластиков на основе кремнийорганических олигомеров и полиимидов. Наибольшей стойкостью к абляции обладают армированные пластики на основе фенольных смол и гетероциклических полимеров. [c.373]

Фенольная смола Тепловой поток на холодную стенку ккал/(м2.сек) Время экспозиции сек Температура поверхности яркостная Средняя скорость абляции мм1сек Средняя скорость обугливания мм/сек Термохимическая теплота абляции ккал/кг Эффективная теплота абляции ккал/кг [c.424]

Напряжения сдвига, возникающие на поверхности абляции при высоких массовых скоростях окружающей среды, часто достигают достаточной величины, чтобы вызвать сдувание жидкого расплава, эрозию твердых частиц и преждевременный унос обуглероженного слоя. Так, в реактивном двигателе, работающем на твердом топливе, напряжение сдвига сразу же за критическим сечением сопла достигает 0,068 кГ1см . Эта величина примерно в 20 раз выше, чем требуется для непрерывного удаления всего обуглероженного поверхностного слоя в процессе абляции фенольной смолы, армированной найлоном. [c.444]

Наиболее подходящими материалами для защиты ракет и других летательных аппаратов от абляции (эрозии) при вхождении их в плотные слои атмосферы являются пластмассы. Часть пластмассы при этом выгорает, она подвергается эндотермическому разложению с выделением газов, имеющих высокую удельную теплоемкость (СН4, С- На, С2Н4, Н и др.). Кроме того, образуется поверхностный теплозащитный слой в виде кокса. В процессе абляции поверхностного слоя наполнители пластмасс оплавляются и частично разлагаются. Эффективность различных пластмасс при абляции можно охарактеризовать либо отношением суммарной теплоты к потерям массы, либо отношением воздействующей теплоты (за вычетом излучаемой) к эндотермической теплоте разложения материала [1]. Ниже приведены результаты испытаний слоистых пластиков на основе фенольной смолы с различными наполнителями при 2480 °С [2] [c.255]

Плавленые кремнеземные волокна уже широко применяются в производстве термоизоляционных, конструкционных и стойких к абляции материалов. Об изготовлении жаропрочных обтекателей с применением этих волокон уже упоминалось ранее. В последнее время фирмой Файберит Корпорейшн для защиты выходных диффузоров и носовых конусов ракет разработан комбинированный материал, армированный кварцевым волокном . Такой материал состоит из плавленых кремнеземных волокон длиной 0,4—0,6 мм, термостойкой фенольной смолы и минерального наполнителя. [c.38]

Бумага микрокварц, пропитанная фенольными смолами, рекомендуется для применения в различных областях, где используется явление абляции и требуется защита от высоких температур. [c.60]

Смолы. Полимерные материалы произвольно относят к классу низко- или высокотемпературных абляционных материалов. Низкотемпературные абляционные материалы, как правило, являются термопластами, например политетрафторэтилен, полиэтилен, найлон и полиметилметакрилат. Эти материалы склонны к деполимеризации и испаряются при нагревании, поэтому температура на поверхности абляции редко превышает 870 °С. Высокотемпературные абляционные материалы термореактивны это —фенольные, эпоксидные, силоксановые, меламиновые и фурановые смолы, фенилсиланы. Эти смолы склонны к структурированию и образованию полимерного углерода при воздействии высоких температур. В этой случае температура их поверхности определяется температурой образующегося обуглившегося слоя и склонна повышаться с возрастанием скоростей нагрева. Для некоторых карбо-низующихся фенольных пластмасс в условиях, моделирующих условия возврата в плотные слои атмосферы со сверхзвуковой скоростью, температура поверхности достигала 3000 °С. В общем случае низкотемпературные абляционные Аштериалы применяются тогда, когда тепловой поток из окружающей среды сравнительно невелик, или если желательно получить большой объем низкомолекулярных газов для блокирования конвективного нагрева, или, наконец, когда нужна максимальная тепловая изоляция несущей конструкции. Высокотемпературные абляционные смолы рекомендуют для тепловой защиты от воздействия окружающих сред, вызывающих исключительно высокие скирости нагрева. Были проведены широкие исследования абляции смолообразных полимерных материалов. Усло- [c.432]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология