Полимер-полимерные композиты

В работе [89] показано, что принципиально имеется возможность равномерно разместить углеродные волокна в матрице. Искривление и смещение волокон приводят к неравномерной толщине пленки смолы между ними. Данные по изучению возможности модификации эпоксидной матрицы [54] показали, что пленка смолы, сравнимая по толщине с пространством между волокнами в композите, отличается по поведению при нагружении от поведения смолы в блоке. Так, энергия разрушения блока смолы при введении в него 9% каучуковых сфер увеличивается на порядок, в то время как для тонких пленок (100 мкм) эта величина возрастает лишь в пять раз, а для углепластика — менее чем вдвое. Полученный результат подтверждает особый характер структуры полимерной матрицы, отличный от структуры соответствующего полимера в блоке. [c.168]

Как было отмечено выше, энергия активации процесса разрушения определяется главным образом природой субстрата. Такой вывод следует из данных по разрушению, в частности волокнистых композиционных материалов, когда энергия активации разрушения адгезионного соединения соответствует энергии активации разрушения матрицы [490]. В рассматриваемом случае сушественное значение имеет также объемное содержание волокна (субстрата). Так, прочность композиционных материалов при растяжении линейно связана со степенью их наполнения только при использовании коротких волокон, причем угол наклона построенных прямых определяется природой полимерной матрицы [491]. Показательно, что для подобных зависимостей (рис. 46) характерно дискретное изменение от значений, отвечающих разрушению адгезива (матрицы), до величин, соответствующих разрушению субстрата (волокна) [475]. Более детальный анализ показывает [492], что дискретные значения энергии активации разрушения стеклопластиков кратны энергии активации процесса химической деструкции стекла и , причем UJu = т, где ш-целые числа, связанные с числом связей, разрываемых в напряженном композите за одну тепловую флуктуацию. Некоторое варьирование значений энергий активации может быть обусловлено, как и в рассмотренном выше случае термодеструкции тонких слоев полимеров, наличием на поверхности субстратов различных примесей, например воды на сорбционно-активном по отношению к ней стекловолокне [493, 494]. [c.106]

Кроме того, в крупные поры сита можно помещать полимерные цепочки с заранее заданными свойствами. Химики из Парижского университета ввели в р бавленный раствор таких трубок полимер, получили композит, а затем нарезали его алмазным ножом на тонкие ломтики (толщиной от 50 нм до 1 мкм). И увидели, что при такой операции трубочки не ломаются, а укладываются параллельно в пачки. Учитывая, что углеродные коаксиальные нанотрубки могут соединяться боковыми поверхностями, то половица связей между ними должна быть такой же как в алмазе, а половина - как в фафите. Геомефическое расположение связей дает очень гибкое, но чрезаычайно прочное соединение. Разрушить его не просто - ковалентные связи обеспечивают прочность материала всего на треть меньше, чем у алмаза. Это прекрасный материал для покрытий, работающих в условиях трения. [c.102]

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ НАБУХАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИ- ШШ/Труф (кина Л, М,, Юдина Я. В., Белоусов Ю. Л, // Структура растворов ц дисперсий Свойства коллоидных систем и нефтяных растворов полимеров,— Новосибирск Наука, Сиб. отд-нис, 1989. [c.182]

В заключение мы приводим схему основных методических приемов для проведения аллергологического эксперимента по выявлению аллергенных свойств полимерных материалов и определению опасности развития сенсибилизации при различном пути их воздействия на организм (рис. 22). Определенное значение при воспроизведении сенсибилизации к полимерам имеет их агрегатное состояние. Неотвержденные полимеры обычно используются в нативном виде или в разведениях, причем в последнем случае — с контролем аналогичного действия растворителя. Отвержденные полимерные компози- [c.157]

Таким образом, во многих случаях изделие изготовляют не из чистого полимера, а из полимерной компози- [c.14]

Пастообразньге размягченные полимерные композ.чции вспенивают инертным газом под давлением. Этим способом получают пенополивинилхлорид, нагнетая в смесь полимера углекислый газ. [c.52]

Рассмотрим вначале полимерную матрицу в ненагруженном однонаправленном композите. Такой композит обычно представляют квадратичной или гексагональной моделью. Минимальное объемное содержание полимера в плотноупакованной квадратичной структуре — около 21%, в гексагональной—13%. Армирующие волокна можно считать совершенно жесткими, так как модуль упругости применяемых неорганических волокон значительно больше модуля упругости полимера. Как уже указывалось выше (см. гл. 3 и 4), при отверждении эпоксидного полимера в ходе изготовления пластика, которое происходит обычно при повышенной температуре, объем полимера уменьшается вследствие его усадки, а вязкость быстро нарастает. До гелеобразования, пока полимер способен к течению, его объем может уменьшаться за счет уменьщения объема всей системы или образования пор. После гелеобразования течение полимера невозможно, и происходит деформация всей системы. Однако при этом деформация полимера ограничена волокнами, что приводит к появлению в полимере внутренних напряжений. Так как армированные пластики, как правило, содержат большое количество наполнителя, то можно считать, что он образует жесткий скелет, препятствующий деформации полимера, т. е. связующее подвергается всестороннему растяжению. Объемная деформация при этом может составлять несколько процентов (см. гл. 4). Таким образом, уже в ненагруженном состоянии эпоксидная матрица должна выдерживать значительные механические деформации без разрушения и нарушения адгезии на границе с волокном. Как показали микроскопические исследования [27—33], эпоксидные смолы значительно лучше других связующих выдерживают подобные условия. [c.209]

Результаты изучения низкочастотным акустическим методом вязкоупругих свойств полистирола, привитого к аэросилу [степень наполнения 29 % (масс.) ] [424] показали, что такой материал в интервале температур от —200 до 200°С более чем в 2 раза превосходит по модулю упругости аналогичный по степени наполнения композит, полученный методом компаудирования в растворе (рис. 10.16). Интересно, что такие, достаточно высокие, значения модуля упругости можно достичь при компаудировании полистирола и немодифицированного аэросила, но только при высоких степенях наполнения (65%). Однако обращает на себя внимание одна особенность привитых полимеров с уменьшением толщины привитой полимерной оболочки, например с увеличением степени Наполнения от 29 до 65%, происходит падение модуля упругости во всем интервале температур и значительное уменьшение дефекта [c.256]

В качестве полимерных термопластичных связующих в настоящее время применяется широкий набор полимеров поли-олефины 64], полистирол, полиамиды [65—72], полиацетали [66], поликарбонаты [65, 73], политетрафторэтилен [70, 74], по-лисульфон [75—77] и др. [78]. Основным преимуществом применения термопластичной матрицы для получения композитов является использование более простых способов переработки — инжекционного литья и экструзии. Эти методы отличаются большей скоростью формования, лучшими возможностями для реализации конструкции, меньшими отходами и, как правило, более дешевыми исходными материалами. Основными недостатками углепластиков с термопластичной матрицей являются больший крин, относительно меньший коэффициент реализации модуля и прочности углеродных волокон в композите, а также пониженные термо- и химостойкость. [c.167]

Особенно большое значение приобретают полимерные композиционные материалы-композиты. В них основные нагрузки выдерживают армирующие волокна из стекла, полимеров, металлов. Полимер выполняет роль связующего. Помимо волокон или наряду с ними в композит можно вводить различные дасперсные наполнители, газ. Создание композитов-следующий шаг в развитии пластмасс. Сначала применяли чистые полимеры, а их свойства пытались изменять только варьируя химическую структуру макромолекул. Теперь, вводя новые компоненты, удается достичь замечательных результатов. [c.40]

При термообработке выше температуры стеклования полимера в нем протекают релаксационные процессы, которые влияют на остаточные напряжения, как это было показано для полиэпоксидов (см. гл. 3). Высокие упругие характеристики полимера в адгезионном соединении должны сочетаться с его способностью к рассеиванию энергии с целью иерераспределения концентрации напряжений в композите, клеевом соединении и др. Способность к диссипации энергии может выражаться модулем механических потерь. При исследовании влияния диссипативных характеристик полимерной матрицы в углепластике на кинетику накопления повреждений показано [269], что размер микротрещин в блоке матрицы в месте разрывов одиночного волокна уменьшается с повышением значения модуля механических потерь связующего. Более ранняя локализация разрывов волокон, приводящая к формированию очага разрушения, происходит в углепластике на основе связующего с низким значением модуля механических потерь. Таким образом, связующее должно сочетать высокие упругие и диссипативные показатели. Использование грунтов, аппретов, по существу, приводит к такому же результату. В большинстве случаев их применение способствует перераспределению напряжений и соответственно более позднему появлению очагов разрущения. Если такое средство одновременно повышает устойчивость связей полимер — субстрат, то это является дополнительным благоприятным фактором. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология