Композиционные материалы с дисперсными наполнителям

Композиционные материалы представляют собой многофазные системы, полученные из двух или более компонентов и обладающие новым сочетанием свойств, отличным от свойств исходных компонентов, но с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента [36]. Основными компонентами композиционного материала являются полимерная основа (матрица) и наполнитель (дисперсный или волокнистый). При введении наполнителя требуется соблюдать критическую степень (оптимум) наполнения, соответствующую не только максимальному улучшению физико-механических свойств, но и высокой химической стойкости [37, 38, с. 32—35 39]. При выборе компонентов и определении их необходимого содержания в композиции следует учитывать форму и размер частиц наполнителя, возмож- [c.15]

В ряде работ отмечено [119, 120, 197, 198], что закономерности термоокислительной деструкции ПЭ на новерхности металлов и дисперсных оксидов зависят не только от природы субстрата, но и от предыстории композиционного материала. Замечено, что по мере увеличения площади контакта ПЭ с наполнителем (многократное плавление и прессование композиции) сначала наблюдается интенсификация каталитического термоокисления ПЭ, а затем оно снижается. Этот эффект объясняют одновременным действием двух факторов ростом каталитического действия субстрата (металла) за счет непосредственного контакта макромолекул с поверхностью и уменьшением количества кислорода воздуха на новерхности раздела по указанной выше причине. Можно предположить, что снижение интенсивности термоокислительной деструкции наполненного ПЭ может быть связано также с уменьшением тепловой подвижности макромолекул, взаимодействующих с твердой поверхностью. Особенно отчетливо этот эффект проявляется, если взаимодействие приобретает химический характер. [c.134]

В настоящее время механизм влияния дисперсных наполнителей на физико-механические свойства полимерных композиций, так же как и механизм полимеризационной активации наполнителей в материалах различных типов, не вполне ясны [7, 250-252]. По-видимому, бесспорным. и достаточно общим можно считать влияние реальной степени дисперсности наполнителя в полимерной матрице если в результате полимеризационной модификации степень дисперсности наполнителя при введении его в раствор или расплав полимера-матрицы возрастает, то физико-механические свойства готового композиционного материала обычно улучшаются. Это вполне понятно, поскольку возрастает реальная удельная поверхность наполнителя и соответственно его влияние на свойства матрицы. [c.172]

Композиционные реактопласты (глава 3) по морфологическим признакам наполнителя подразделяются на дисперсные и волокнистые, которые в свою очередь могут быть либо рублеными, либо ткаными. Соответственно волокнистые наполнители в той или иной степени армируют полимерную матрицу и влияют на деформационное поведение материала. [c.130]

Прочностные, упругие и другие механические свойства пространственной сетки, безусловно, зависят от природы наполнителя, дисперсности и формы его частиц. Например, минеральные наполнители повышают жесткость материала, рост дисперсности волокон приводит к увеличению упругой деформации. Каучукоподобные наполнители придают материалу эластичность, ударную прочность. Большое значение для обеспечения долгосрочной службы композиционных материалов имеет снятие внутренних напряжений, способствующих преждевременно- [c.449]

На горючесть наполненных полимерных материалов оказывает влияние не только химическая природа наполнителя, но и его дисперсность, а также прочность сцепления наполнителя и связующего. С увеличением адгезии возрастает прочность материала, что зачастую сопровождается увеличением огнестойкости и стабильности к термоокислению. Например, при введении аэросила в поливинилхлорид температура разложения увеличивается с 580 до 610 °С, а при введении кварцевого песка температура разложения уменьшается до 565 °С [125]. Однако даже в случае удачного подбора наполнителя процесс воспламенения и горения композиционных материалов определяется степенью однородности и изотропности материала, концентрацией негорючих частиц в поверхностных слоях материала. [c.105]

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]

Таким образом, принцип получения полимерных композиционных материалов заключается в создании заранее заданной комбинации двух различных фаз (наполнителя и матрицы) с помощью тех или иных технологических приемов. Получаемый материал может быть изотропным или анизотропным в зависимости от того, в какой форме применен в них наполнитель - в виде дисперсных частиц или армирующего волокна, ткани и т.п. [c.11]

В этой связи весьма перспективным представляется использование модельных методов. Так, применение микротрибометриче-ских методов [60] позволяет удовлетворительно решить ряд вопросов, связанных с ускоренной оценкой пригодности тех или иных компонентов композиционного материала на ранних стадиях его создания, дает возможность обосновать предпосылки для оптимального выбора полимерного связующего, типа и дисперсности наполнителей, их распределения и т.д. [c.74]

Введение в смолу пластификаторов (например, тиокола) или дисперсных наполнителей (кремнекислого алюминия, аэросила, белой сажи и т. д.) уменьшает ее усадку. В то же время излишне большое количество наполнителей может привести к увеличению вязкости связующего, а это, в свою очередь, заметно ухудшает качество пропитки стеклоарматуры. Основными технологическими характеристиками связующих являются вязкость, экзотермич-ность реакции, жизнеспособность, температура отверждения, период желатинизации, а также время, в течение которого деталь должна находиться в форме до ее извлечения, и время выдержки до полного отверждения детали. При этом связующее приобретает пространственную сшитую структуру, а материал детали становится твердым, неплавким и нерастворимым. Происходящая в процессе отверждения усадка связующего сдерживается стеклянными волокнами арматуры, что неизбежно приводит к возникновению значительных структурных напряжений во всей композиционной системе. [c.14]

На примере модификации капроновой нити фенолформальдегидной смолой было показано улучшение смачиваемости волокна той же смолой при получении композиционного материала. Совместное отверждение смолы, протекающее в объеме волокна, с отверждаемой матрицей приводит к существенному повышению прочности связи волокна с матрицей, а в ряде случаев — и к улучшению прочности нити. Обработка поверхностей наполнителей аппретами проводится и с другими целями. При введении дисперсных наполнителей, обработанных различными аппретами, снижается вязкость, повышаются текучесть и водостойкость материала, увеличивается количество вводимого наполнителя при одновременном снижении температуры переработки композиции. Использование органотитанатных аппретов [229] открывает еще более широкие возможности поверхностной обработки практически всех существующих минеральных наполнителей. Их общая формула (КО) Т1 (ОХ - К - У -) , г де КО - легко гидролизуемая группа У - органофункциональная группа, реагирующая со связующим (акриловая, метакриловая, ОН, ЫН 2 и т.д.) ОХ - группа, сообщающая дополнительные свойства (повышение совместимости, придание огнестойкости, пластификация, повышение термоокислительной стойкости, придание композиции тиксотропных свойств и др. Сильными поверхностно-активными веществами являются органотитановые аппреты. Поверхностно-активными свойствами обладают также и силановые аппреты. Принципы взаимодействия ПАВ с наполнителями рассмотрены в работе [227]. [c.84]

С подстановкой полученных значений в те же уравнения для вычисления показателей свойств композиционного материала. Было установлено хорошее соответствие экспериментальных и расчетных значений для систем, представляющих собой частицы мягкого наполнителя в жесткой полимерной матрице. Расчеты показывают, что часть комплексного модуля, связанного с инклюдированным компонентом, зависит от объемной концентрации дисперсной фазы, а часть, связаная с матрицей, - как от ее концентрации, так и от морфологии. [c.172]

Износостойкость деталей из чистого фторопласта-4 удовлетворительна только при весьма низких нагрузках и скоростях. Для использования ПТФЭ в более тяжелых условиях работы его армируют в зависимости от назначения различными порошкообразными и волок нистмми наполнителями с добавлением сухих смазок. Наиболее часто в качестве наполнителей применяют стекловолокно, ситаллы, бронзовые и никелевые порошки, кокс, графит и дисульфид молибдена (МоЗг)- Технология изготовления заготовок из этих композиционных материалов состоит из следуюи] их основных операций подготовка основного исходного материала и наполнителей, размалывание до нужной дисперсности, просеивание, смешивание до получения однородной массы (при введении некоторых наполнителей, например стекловолокна, могут встретиться значительные трудности), прес сование при давлении 30— 70 Мн1м в пресс-формах для каждого типоразмера, сушка и спекание в печах при температуре около 640° К. В зависимости от способа выполнения операций, применяемых оборудования и вспомогательных материалов технологические процессы для различных исполнителей люгут существенно различаться. Так как при спекании материал дает усадку и поверхности получаются шероховатыми, таким способом можно получить не готовые детали, а только заготовки в виде втулок, цилиндров или плит детали получают обработкой на металлорежущих станках. [c.122]

Прочностные свойства резко возрастают за счет образования пространственной сетки из частнц дисперсной фазы. Чем анизо-метричнее форма частнц, тем при меньшей их концентрации образуется пространственная структура. Особенно эффективны в этом отношении волокнистые наполнители, широко используемые в качестве армирующего компонента. Основную часть механических нагрузок на такой материал принимает на себя пространственная сетка из наполнителя, матрица передает эти нагрузки от частицы к частице, и если она мягче наполнителя, то служит кроме того, в качестве амортизатора. Прочностные, упругие и другие механические свойства пространственной сетки, безусловно, зависят от природы наполнителя, дисперсности и формы его частиц. Например, минеральные наполнители увеличивают жесткость материала, рост дисперсности волокон приводит к увеличению упругой деформации. Каучукоподобные наполнители придают материалу эластичность, ударную прочность. Большое значение для долгосрочной службы композиционных материалов имеет снятие внутренних напряжений, способствующих преждевременному разрушению материала. Если в бетонах внутренние наиряжения понижают с помощью вибрации прн твердении или добавлением ПАВ, то у металлов это достигается введением специальных модификаторов (обычно поверхностно-активных), в том числе гетерофазных включений. [c.393]

Использование дисперсных металлов в качестве наполнителей позволяет получать новые композиционные материалы на основе полимеров. Основные принципы создания таких материалов обусловлены как специфическими свойствами самих дисперсий металлов, так и особенностями взаимодействия между частицами металла и полимерной матрицей в процессе формирования материала и его экшлуатации. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология