Изучение реологических свойств связующих
Московский государственный технический университет
Имени Н.Э. Баумана
Кафедра «Материаловедение»
Межотраслевой инжиниринговый центр
«Новые материалы, композиты и нанотехнологии»
Курганова Ю.А., Малышева Г.В., Нелюб В.А.
Методические указания к выполнению цикла лабораторных работ по курсам
«Физикохимия и технология композиционных материалов»
и «Основы научных исследований»
Москва
2017
ã 2017. МГТУ им. Н.Э. Баумана
УДК 678
Рецензент д.т.н., профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана Комков М.А.
Курганова Ю.А., Малышева Г.В., Нелюб В.А., Методические указания к выполнению цикла лабораторных работ по курсам «Физикохимия и технология композиционных материалов» и «Основы научных исследований» М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017.
Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с технологией получения композиционных материалов на основе связующих из эпоксидных олигомеров, освоением методов определения и управления уровнем вязкости матричного материала. Продемонстрирована технология получения полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии. Представлена к освоению методология исследований структуры и свойств полимерных композиционных материалов. Приведена методика выполнения лабораторных работ.
Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета «Машиностроительные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана
Учебное издание
Курганова Юлия Анатольевна
Малышева Галина Владленовна
Нелюб Владимир Александрович
Методические указания к выполнению цикла лабораторных работ по курсам «Физикохимия и технология композиционных материалов» и «Основы научных исследований»
ã 2017. МГТУ им. Н.Э. Баумана
Оглавление:
| Введение | 4 | ||
| Лабораторная | работа № 1 Изучение реологических свойств связующих композиционных материалов | 6 | |
| 1.1. | Характеристика объекта исследования | 6 | |
| 1.2. | Основные сведения о реологических характеристиках олигомерных связующих | 15 | |
| 1.3. | Характеристики используемого оборудования | 17 | |
| 1.4. | Порядок выполнения работы | 25 | |
| 1.5. | Требования к содержанию отчета | 26 | |
| Контрольные вопросы | 27 | ||
|
| |||
| Лабораторная | работа № 2 Изучение технологии формования изделий из полимерных композиционных материалов | 29 | |
| 2.1. | Характеристика объекта исследования | 29 | |
| 2.2. | Характеристики используемого оборудования | 35 | |
| 2.3. | Порядок выполнения работы | 37 | |
| 2.4. | Требования к содержанию отчета | 40 | |
| 2.5. | Контрольные вопросы | 41 | |
|
| |||
| Лабораторная | работа № 3 Особенности исследования структуры и свойств полимерных композиционных материалов | 42 | |
| 3.1. | Характеристика объекта исследования | 42 | |
| 3.2. | Характеристики используемого оборудования | 42 | |
| 3.3. | Порядок выполнения работы | 46 | |
| 3.4. | Требования к содержанию отчета | 47 | |
| 3.5. | Контрольные вопросы | 47 | |
|
| |||
| Правила техники безопасности | 49 | ||
| Инструкция по работе с дифференциальным сканирующим калориметром DSC 204 F1 Phoenix | 52 | ||
| Инструкция по работе с прибором DMA 242 E Artemis
| 54 | ||
| Литература | 56 | ||
| ПРИЛОЖЕНИЕ
| |||
Предисловие
Полимерные композиционные материалы (ПКМ) нашли широкое применение в различных областях промышленности, в том числе в авиастроении, автомобилестроении, судостроении, ракетно-космическом производстве и др.
В качестве связующего в ПКМ используют эпоксидные, феноло-формальдегидные, полиэфирные связующие и др. Наиболее распространённым видом связующих в авиационной промышленности и ракетно-космическом производстве являются эпоксидные олигомеры. Это связано с комплексом их термомеханических и технологических свойств.
Эпоксидное связующее представляет собой многокомпонентную смесь, состоящую из эпоксидной смолы и отверждающего агента (отвердителя), а также многочисленных модифицирующих добавок, позволяющих управлять как технологическими свойствами связующего, так и эксплуатационными свойствами изделия. Такими добавками могут быть активные растворители (или смесь растворителей), пластификаторы, катализаторы и т.д. Например, путем введения разнообразных модификаторов удается существенно снизить вязкость связующего, что является необходимым технологическим условием многих процессов формования.
Отверждение связующего – это процесс химического взаимодействия между отдельными компонентами, протекающий при определенных условиях (температуре и давлении). В результате реакции отверждения между эпоксидной смолой (эпоксидными группами) и отвердителем образуются многочисленные новые связи, что в конечном итоге приводит к формированию огромной макромолекулы. Высокая реакционная способность эпоксидных групп, а также наличие в эпоксидных олигомерах гидроксильных групп, позволяет использовать при их отверждении различные классы отвердителей. От химической природы отвердителя зависят такие важнейшие свойства связующего, как жизнеспособность (время пригодности к использованию), режимы отверждения (температуры, время, давление), а также весь комплекс эксплуатационных свойств (физико-механические, диэлектрические, тепловые и др.).
В методических указаниях рассмотрен комплекс вопросов, связанных с изучением свойств, технологии изготовления деталей из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии и наиболее распространенных методов оценки качества изготовленных деталей.
После выполнения лабораторных работ студенты будут:
знать проблемы и технологические способы их преодоления; инструментарий, оформление и организацию физико-технических процессов при изготовлении композитов;
уметь проводить стандартные и сертификационные испытания технических процессов и изделий с использованием современных аналитических средств измерений;
владеть навыками проведения оценки свойств различных композиционных материалов; методами исследования, проектирования и проведения экспериментальных работ; по применению оборудования и приборов для определения структуры и свойств промышленных материалов.
Выполнение лабораторных работ позволит студентам приобрести профессиональные компетенции в научно-исследовательской, производственной и проектно-технологической деятельности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Изучение реологических свойств связующих
Композиционных материалов
Цель лабораторной работы: освоение методов приготовления связующего, получение навыков практической работы на технологическом оборудовании.
После выполнения лабораторной работы студенты смогут:
- самостоятельно определять количество отвердителя;
- самостоятельно изготовлять составы эпоксидных связующих;
- проводить измерение вязкости связующих при комнатной и повышенной температурах;
- изготовлять образцы для последующих испытаний, осуществляя операции вакуумирования и отверждения.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!