Химическая стойкость углеродных волокон

Более эффективным конкурентом стеклопластиков является большая группа асбопластиков — термо- и реактопластов, производимых в промышленных масштабах. Асбестовые волокна обладают прочностью, аналогичной прочности стеклянных волокон, однако они более жесткие. Они также устойчивы к химическим и термическим воздействиям и в отличие от стеклянных волокон устойчивы к действию влаги. Поскольку асбестовые волокна значительно дешевле углеродных и борных волокон, а также монокристаллов, они служат естественной заменой стеклянных волокон, если требуется более высокая прочность и жесткость в сочетании с химической, термической и абразивной стойкостью при низкой стоимости. Для наиболее полной реализации механических свойств асбестовых волокон необходимо в процессе получения и формования наполненных композиций обеспечивать тщательную ориентацию волокон. Решению этой проблемы посвящено большое число работ [56]. В настоящее время асбестовые волокна наиболее широко используются в литьевых термопластах типа полипропилена, а также в слоистых реактопластах горячего прессования, например в фенопластах, с более или менее хаотическим распределением волокон. На рис. 2.41 сопоставлена прочность при [c.98]

Качественно новый уровень свойств полимерных композиционных материалов достигается при карбонизации полимерной матрицы, достигаемой в углерод-углеродных композиционных материалах (УУКМ). Эти материалы представляют собой систему углеродное волокно — углеродная матрица, отличающуюся уникальными свойствами чрезвычайно высокой теплостойкостью (в инертной среде они сохраняют свои высокие удельные физикомеханические характеристики вплоть до 2500 К и в отличие от углепластиков могут длительно эксплуатироваться при повыщенных температурах), хорошей стойкостью к термоударам, высокой химической стойкостью, что делает весьма перспективным их применение в химическом машиностроении. На рис. 3.4 показаны принципиальные схемы структуры УУКМ. [c.119]

Поликристаллические неорганические волокна получают в больших количествах. Недостаток этих волокон - очень высокая чувствительность к механическим повреждениям. Малая плотность, высокая прочность и химическая стойкость углеродных, борных, стеклянных, карбидокремниевых, кварцевых и других волокон позволяют широко использовать их дня армирования пластмасс. [c.70]

При создании материалов, работающих в условиях высоких температур и больших динамических нагрузок, целесообразно использовать в качестве наполнителя углеродные волокна или их филаменты, обеспечивающие существенное упрочнение композиции и более равномерное распределение компонентов шихты [1—3]. В качестве связующих целесообразно использовать термореактивные полимеры фуранового ряда, имеющие высокую термическую и химическую стойкость и большой пиролитический остаток 1[4, 5]. При изготовлении композиций из термореактивных смол с порошкообразными наполнителями смолу обычно растворяют в органическом растворителе и в раствор вводят катализатор отверждения ионного типа. После удаления растворителя, например ацетона, образующуюся твердую массу дробят и формуют. В случае использования углеродных фила-ментов применение ацетонового раствора полимера нежелательно из-за неизбежного разрушения филаментов при дроблении твердой массы. [c.206]

Химическая стойкость карбоволокнитов зависит главным образом от стойкости связующего, поскольку углеродные волокна химически инертны (табл. У.б). Это свойство углеродных волокон в сочетании с химической стойкостью связующих позволяет использовать карбоволокниты в производстве аппаратуры для химической промышленности, кислотостойких насосов, уплотнений и других элементов конструкций, работающих в среде кислот, щелочей, горячих растворов урановых солей и т. п. [c.228]

При сочетании углеродного волокна с керамикой можно получить материал с уникальными свойствами. Для керамики характерны химическая инертность и особенно высокая стойкость к окислителям, термостойкость, достаточно высокие прочность и жесткость. К недостаткам керамики относятся низ- кая усталостная прочность, хрупкость, низкое сопротивление тепловому удару и ударным нагрузкам. Введение в керамику (стекло) углеродных волокон позволит в значительной мере устранить перечисленные недостатки керамики. [c.331]

Как отмечалось выше, помимо углеродных известно большое число других жаростойких волокон. В зависимости от химического состава и способа получения они обладают различными свойствами. Так, борное волокно характеризуется высокой прочностью и большим модулем Юнга, волокна из окислов элементов — высокой стойкостью к окислителям и низкой теплопроводностью, карбидные волокна — высокой хемо- и теплостойкостью металлическим волокнам присущи специфические свойства металлов и т. д. [c.18]

Химическая стойкость углепластиков позволяет применять их в производстве кислотостойких насосов, уплотнений. Углеродные волокна имеют низкий коэффищ1ент трения. Это дает возможность использовать их в качестве наполнителя для различных связуюших, из которых делают подшипники, прокладки, втулки, шестерни. [c.86]

Во многих случаях используются нмпрегнирован-ные активные угли, которые поглошают примеси из воздуха не только в процессе чисто физической адсорбции, но и в результате химической реакции. Кроме фильтров из зерненых или формованных активных углей иногда применяются формованные изделия из активных углей. Их можно приготовить путем смешивания гранулированного угля с термопласто.м, например полиэтиленом, заполнения определенной формы и нагревания. Механическая прочность таких изделий ограниченна, так как содержание связующего не должно быть слишком высоким, чтобы не блокировать доступ в пористую систему. Кроме того, важную роль играет стойкость к старению и химическая стойкость связующего. Иногда применяются текстильные материалы в качестве подложки для порошкового или зерненого угля, особенно в случаях, когда приходится удалять следовые концентрации вредных прпмесей. Это же относится к активированным углеродным волокнам, получаемым главным образом из полиакрилонитрила или сополимеров акрилонитрила и метилметакрилата посредством нагревания в окислительной атмосфере. Несмотря на высокую активность для достижения достаточной адсорбционной емкости необходимы большие объемы этих материалов. [c.98]

НИЮ прочности УВМ. Этот прием используется для повышения Тсд углепластиков. Химическая стойкость УВМ обеспечивает стабильность свойств композиционных материалов. По сравнению с углеродными стеклянные волокна обладают значительно меньшей химической стойкостью. Последние нестойки к 10%-ным растворам НС1 и H2SO4 (при температуре 65 °С потеря массы волокна составляет 35%), а также к соде и щелочам. Даже длительное воздействие воды вызывает снижение механических свойств стеклянных волокон. [c.308]

В последние годы все большее применение находят синтетические волокна (полиамидные, полиэфирные, полиакрилони-трильные). Пластмассы, наполненные этими волокнами, характеризуются высокой коррозионной и химической стойкостью, малым коэффициентом трения и высокой износостойкостью. Недостаток этих наполнителей — невысокая теплостойкость и ограниченный выбор полимеров для наполнения, так как многие из них могут влиять на структуру и механические свойства волокна. Для повышения теплостойкости можно использовать углеродные (графитизированные) нити, которые выдерживают температуру выше 2000 °С. Их получают нагреванием полимерных волокон в среде инертного газа до тех пор, пока в результате отщепления атомных группировок от основных цепей не образуются волокна, состоящие из графита. Такие волокна обладают высокими гибкостью и прочностью при низкой плотности, что позволяет получать при их использовании прочные и нехрупкие полимерные материалы. [c.24]

Благодаря высокой энергии связи С—С углеродные волокна остаются в твердом состоянии при очень высоких температурах, придавая композиционному материалу высокую теплостойкость. Карбоволокна отличаются от других наполнителей химической инертностью. При тепловом воздействии вплоть до 1600—2000 °С в отсутствие кислорода механические показатели волокна не изменяются. Это предопределяет возможность применения пластиков на основе углеродных волокон в качестве тепловых экранов и теплоизоляционных материалов в высокотемпературной технике. На основе карбоволокон изготавливают композиционные материалы (углепластики), которые отличаются высокой абляционной стойкостью и применяются в ракетостроении и космической технике, а также для фильтрации агрессивных сред, очистки газов, изготовления защитных костюмов и для других целей. В отличие от стеклопластиков они обладают повышенной водо- и атмосферостойкостью. [c.355]

Армирующие волокна и кристаллы могут быть металлическими, полимерными, неорганическими (например, стеклянными, карбидными, нитридными, борными). Армирующие наполнители в значительной степени определяют механические, теплофизические и электрические свойства полимеров. Многие композиционные полимерные материалы по прочности не уступают металлам. Композиты на основе полимеров, армированных стекловолокном (стеклопластики), обладают высокой механической прочностью (прочностью при разрыве 1300—2500 МПа) и хорошими электроизоляционными свойствами, Композиты на основе полимеров, армированных углеродными волокнами (углепластики), сочетают высокую прочность и вибропрочность с повышенной теплопроводностью и химической стойкостью. Боропластики (наполнители - борные волокна) имеют высокую прочность, твердость и низкую ползучесть. [c.468]

Благодаря высокой энергии связи между атомами углерода карбоволокна остаются в твердом состоянии даже при очень высоких температурах. Они обладают высокой химической стойкостью, но под действием окислителей при повышенных температурах медленно разрушаются. В среде окислителя прочность карбоволокна остается неизменной до 450 °С, а в среде восстановителя — до 2200 °С. Углеродные волокна разрушаются под действием азотной, серной, ортофосфорной кислот, особенно при повышенных температурах. Органические кислоты и слабые растворы щелочей не разрушают их практически при любой температуре. [c.318]