Физико-механические характеристики отвержденных связующих



 

 

Характеристика

Связующие

Фенол- фор-мальде-гидные Крем- ний- органи- ческие Поли­эфирные Эпо­ксидные Поли- имид-ные
Предел прочности, МПа: при растяжении σ+1 при сжатии σ-1 Модуль упругости Е+1,ГПа Плотность ρ-10"3, кг/м3 Теплостойкость по Мар-тенсу, °С Относительное удлине­ние, % Объемная усадка, % КЛТР а-105, 1/°С Водопоглощение за 24 ч, %   40-70 100-125 7-11 1,2-1,3 140-180   0,4-0,5 15-25 6,0-8,0 0,3-0,4   25-50 60-100 6,8-10 1,35-1,40 250-280   0,3-0,5 15-20 2,0-4,2 0,08-0,12   30-70 80-150 2,8-3,8 1,2-1,35 50-80   1,0-5,0 5-10 6,0-9,0 0,1-0,2   35-100 90-160 2,4-4,2 1,2-1,3 130-150   2-9 1-5 4,8-8,0 0,01-0,08   90-95 250-280 3,2-5 1,41-1,43 250-320   1-2,5 15-20 5,0-5,8 0,28-0,32

К недостаткам эпоксидных связующих относятся их отно­сительно невысокая теплостойкость, приводящая к резкой по­тере прочностных свойств при температурах, близких к темпе­ратуре стеклования полимера. Модифицированные эпоксид­ные связующие имеют повышенную теплостойкость, и плас­тики на их основе могут оставаться работоспособными при температурах 180...200 °С.

Олигоциклические связующие. К таким связующим относятся полимеры, цепи которых состоят из сопряженных ароматичес­ких и гетероциклических звеньев. Наибольшее практическое применение в настоящее время имеют полиимиды. В качестве связующих эти полимеры можно использовать только на про-


 


52


53


межуточных стадиях их получения, так как на конечной стадии образования они теряют пластичность и растворимость.

Первоначально использовали поликонденсационные поли-имидные связующие, при отверждении которых выделялось большое количество низкомолекулярных веществ и воды, что приводило к большой пористости пластика (до 20 % об.).

В настоящее время предпочтение отдают полиимидным (ПИ) связующим полимеризационного типа, состоящим из олигомеров и смесей имидообразующих мономеров. На волок­но связующие наносятся из их растворов (40%-ной концент­рации). Эти связующие пригодны для совмещения с волокнами различными методами и на их основе можно изготавливать препреги с длительной жизнеспособностью. Отверждение ПИ связующих протекает в интервале температур 300...350 °С. По­ристость получаемых на их основе материалов составляет 1...3 %. Отвержденные полиимиды обладают высокой тепло- и термостойкостью, хорошими механическими характеристиками и стойкостью к действию различных агрессивных сред, ста­бильностью размеров в широком температурном интервале.

К недостаткам ПИ связующих относятся значительные тех­нологические трудности изготовления изделий из материалов на их основе.

Сравнение прочностных и деформационных свойств связу­ющих (табл. 1.12) показывает, что связующие, отверждающиеся в соответствии с реакцией поликонденсации (фенолформаль-дегиды, кремнийорганические, полиимидные), имеют наиболь­ший модуль упругости. При наличии в структуре отвержденных полиэфирных и эпоксидных связующих гибких эфирных мос­тиков у этих полимеров повышается устойчивость к деформа­ции и уменьшается модуль упругости. Прочность рассматрива­емых связующих находится примерно на одном уровне.

Наивысшая температура эксплуатации конструкционных композитов определяется теплостойкостью связующего. Тепло­стойкость непосредственно связана с температурой стеклова­ния полимера, так как при ее достижении модуль упругости резко снижается. Наибольшей теплостойкостью обладают гус­тосетчатые полимеры с жесткими звеньями (отверждающиеся согласно реакции поликонденсации). Большинство связующих на основе полиэфирных смол обладают меньшей теплостой-


костью. Плотность и теплофизические свойства отвержденных связующих различаются сравнительно мало.

Помимо механических характеристик при выборе связую­щих оценивают и такие характеристики, как химическая стой­кость, диэлектрические свойства и т.д.

Термопластичные полимерные матрицы

В последние годы в качестве матриц все более широко применяют термопластичные материалы.

К конструкторским преимуществам композитов на основе термопластичных связующих относят надежность изделий из них, достигаемую прежде всего вследствие низкого уровня остаточных напряжений, релаксирующих в термопластичной матрице в первые часы после формования изделий.

Не менее значительными являются технологические пре­имущества термопластов: неограниченная жизнеспособность сырья и полуфабрикатов, резкое сокращение цикла формова­ния изделий за счет исключения необходимости отверждения связующего, расширение технологических возможностей вследствие применения характерных для термопластов методов производства — штамповки, гибки, послойного комбинирова­ния листовых заготовок, сварки пултрузии и т.п. Дополнитель­ные перспективы открываются благодаря снижению трудоем­кости исправления технологических дефектов сваркой, дейст­вием растворителей, местным деформированием элементов конструкции путем нагрева, а также за счет возможности ути­лизации отходов и вторичной переработки изделий, что создает предпосылки и для эффективного решения экологических про­блем.

В связи с этим использование термопластичных связующих может привести к значительному снижению стоимости изделий из композитов. По уровню механических характеристик неко­торые термопласты не уступают отвержденным термореактив­ным связующим, а по таким свойствам, как химическая стой­кость и герметичность, как правило, превосходят их. К недо­статкам рассматриваемых связующих относятся ярко выражен­ная зависимость свойств композитов на их основе от темпера­туры, низкая теплостойкость термопластов (исключение со­ставляют специальные теплостойкие материалы) и технологи-


 


 



 

ческие трудности, связанные с высокой вязкостью их растворов и расплавов.

Совмещение компонентов композитов на основе термо­пластичных матриц можно осуществить жидкофазным или твердофазным способом.

Жидкофазный способ применяют для изготовления препре-гов, он заключается в нанесении связующих на волокна (нити, жгуты, ленты, ткани) из растворов или расплавов. При этом главным параметром, определяющим качество пропитки, яв­ляется вязкость пропиточной среды. Однако возможность сни­жения вязкости термопластичных связующих ограничена, так как вязкость их расплавов нередко остается на уровне 10й...1012 Пас вместо 10...102 Пас при допустимых темпера­турах переработки, характеризующих термореактивные связую­щие. Последнее обстоятельство требует соответствующего По­вышения давления, что резко ограничивает возможности ме­тода и создает опасности для сохранения целостности армиру­ющих волокон. Поэтому для термопластичных композитов, получаемых жидкофазным способом, типична высокая порис­тость, превышающая в 10... 15 раз пористость композитов на основе термореактивных связующих.

Твердофазное совмещение освоено при изготовлении полу­фабрикатов, в которых армирующие волокна сочетаются с тер­мопластами в виде порошка, пленки или волокон. Основное преимущество по сравнению с жидкофазным совмещением состоит в том, что еще до пропитки достигается проникновение матричных компонентов в объем волокнистых наполнителей и тем самым повышается эффективность последующей пропитки при плавлении твердых матричных включений: сокращается время пропитки, снижаются энергетические затраты (давление, температура), уменьшается пористость композита.

В некоторых случаях эффективность пропитки удается су­щественно повысить, используя специальные технологические приемы, например, диспергируя матричный порошок в полу­фабрикате с помощью ультразвука или вибрационным воздей­ствием. Однако использование порошков не позволяет полу­чать термопластичные композиты с равномерной степенью ар­мирования по всему объему материала.


 

Пленочные связующие лишены этого недостатка, посколь­ку имеется возможность послойно чередовать термопластичные пленки с армирующими элементами. Однако глубина пропитки при таком совмещении существенно зависит от толщины ар­мирующих нитей, жгутов, лент, а также от сложности геомет­рической формы формуемого изделия (двойная кривизна, под­нутрения и т.п.).

Матричные термопластичные волокна наиболее результа­тивны при совмещении компонентов. Их использование по­зволяет создавать композиты с заданной регулярностью струк­туры, надежной фиксацией схемы армирования на всех стадиях переработки. Изделия на основе таких волокон можно изго­тавливать различными технологическими методами - выклад­кой, намоткой, пултрузией, а совмещение волокон с армиру­ющими компонентами достигается при ткачестве, плетении. Применение матричных термопластичных волокон позволяет получать сверхвысокоармированные композиты с предельной степенью армирования, близкой к единице, с низкой порис­тостью (до 0,25 % об.), а в некоторых случаях создавать без­матричные композиты, в которых монолитность армирующих волокон достигается за счет их сварки или аутогезионного взаимодействия.

Среди термопластичных связующих особое место занимают связующие нового типа, называемые роливсанами, которые дают возможность сочетать высокую теплостойкость композита и легкую перерабатываемость связующего. Роливсаны предна­значены для получения композитов и изделий из них с широ­ким диапазоном температур эксплуатации (270...620 К). Основ­ным преимуществом роливсанов перед другими связующими является сочетание жидкого состояния малотоксичной исход­ной композиции, незначительного выделения побочных лету­чих продуктов при ее отверждении с высокой теплостойкостью и прочностью как самой матрицы, так и композитов на ее основе.

Физико-механические характеристики некоторых термо­пластичных связующих приведены в табл. 1.13.


 


 




 


Таблица 1.13 Физико-механические характеристики термопластичных связующих

 

Характеристика Нейлон 6,5 Поли- фе-нилен-сульфид Роливсан НВ-1 Поли-сульфон Поли­эфир термо-плас-
Предел прочности при рас­тяжении ст{, МПа Модуль упругости Е\, ГПа Плотность р-10"3, кг/м3 Теплостойкость Т, °С Относительное удлинение, % 83 2,8 1,14 65 10 77 4,2 1,34 135 3-4 60 2,0 1,16 320 3-4 72 2,7 1,24 174 50-100 56 2,5 1,32 68 10

Углеродные матрицы

Углеродная матрица, подобная по физико-механическим свойствам углеродному волокну, обеспечивает термостойкость УУКМ и позволяет наиболее полно реализовать в композите уникальные свойства углеродного волокна. Метод получения углеродной матрицы определяет ее структуру и свойства. Наи­более широко применяют два способа получения углеродной матрицы: карбонизация полимерной матрицы заранее сформо­ванной углепластиковой заготовки путем высокотемпературной обработки в неокисляющей среде; осаждение из газовой фазы пироуглерода, образующегося при термическом разложении углеводородов в порах углеволокнистого каркаса. Процесс кар­бонизации представляет собой высокотемпературную обработ­ку изделия из углепластика до температуры 1073 К в неокис­ляющей среде (инертный газ, угольная засыпка и т.д.). Цель термообработки — перевод связующего в кокс. В процессе карбонизации происходит термодеструкция матрицы, характе­ризующаяся потерей массы, усадкой и образованием большого числа пор.

Процесс сопровождается удалением испаряющихся смолис­тых соединений и газообразных продуктов и образованием твердого кокса, обогащенного атомами углерода. Свойства уг-


неродной матрицы в значительной мере зависят от вида исход­ного связующего, в качестве которого применяются синтети­ческие органические смолы с высоким коксовым остатком (фенолформальдегидные, фурановые, кремнийорганические, полиимидные и др.). Широко используют для получения угле­родной матрицы каменноугольные и нефтяные пеки (содержа­ние углерода до 92...95 %). Коксовую матрицу углеродных композитов можно модернизировать за счет многократного процесса дополнительной пропитки и карбонизации, позволя­ющего регулировать плотность и прочность материала. В зави­симости от структуры различают два вида кокса — изотропный и струйчатый. Изотропный кокс представляет собой структуру, отличающуюся большим количеством поперечных связей и высоким пределом прочности (до 80 МПа при сжатии и модуле упругости 500 МПа) и большим КЛТР (5 ■ 10~6). Струйчатый кокс обладает весьма совершенной кристаллической структу­рой и имеет более низкие коэффициент температурного рас­ширения и прочность при сжатии (примерно в два раза).

При растяжении зависимость свойств углеродной матрицы от ее структуры не так существенна: модуль упругости меняется от 1 до 2 ГПа, предел прочности — от 10 до 15 МПа.

При получении УУКМ, согласно способу осаждения пиро­углерода из газовой фазы, осаждающийся пироуглерод создает соединительные мостики между волокнами. Кинетика осажде­ний и структура получаемого пироуглерода зависят от многих факторов: температуры, скорости потока газа, давления, реак­ционного объема и т.п.

Характеристика пироуглерода, полученные при изотерми­ческом насыщении (Т = 900...1030 °С):

Модуль упругости Е+1, ГПа.................................................................... ... 14

Коэффициент Пуассона μ............................................................................ 0,33

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м-К)............................................. 40

КЛТР а, К-1................................................................................................ 7х10~6

Структура карбонизированных пластиков и композитов с пироуглеродной матрицей после дополнительного уплотнения с целью получения термостабильного материала совершенст­вуется за счет высокотемпературной обработки (графитизации). Конечная температура термообработки определяется условия-


 


 


 


 



 


ми эксплуатации, но лимитируется сублимацией материала, которая интенсивно протекает при температуре свыше 3273 К. Характеристики графитизированной матрицы (температура термообработки > 2100 °С):

Предел прочности, МПа

при растяжении σ+1............................................................................. 34

при сжатии σ+1..................................................................................... 6

Модуль упругости Е+1, МПа................................................................ .. 5x10

Коэффициент Пуассона μ......................................................................... 0,33

КЛТР а, К-1............................................................................................... 3,5х10~6

Теплопроводность λ, Вт/(м-К) .............................................................. . 110

Металлические матрицы

Металлические матрицы волокнистых композитов пред­ставляют собой легкие (алюминий, магний, бериллий) и жаро­прочные металлы (титан, никель, ниобий), а также сплавы. Наиболее широко в качестве матричного материала используют алюминиевые сплавы, что объясняется удачным сочетанием в них физико-механических и технологических свойств.

Матричные материалы на основе алюминия. Алюминий имеет плотность 2700 кг/м3, температуру плавления около 780 °С и химически инертен к большинству волокнистых ма­териалов, применяемых для производства композиционных конструкционных материалов. Сплавы алюминия способны подвергаться разнообразным видам пластического деформиро­вания, литья, операциям порошковой металлургии, на которых и основываются различные способы изготовления изделий из композитов на металлической основе. По технологическому признаку алюминиевые матрицы можно подразделить на не­сколько типов: деформируемые, литейные, порошковые. Все же способы совмещения волокон с матрицей можно подразде­лить на твердофазные, жидкофазные и осаждение.

Твердофазные способы совмещения волокон с матрицей заключаются в сборке пакетов заготовок, состоящих из чере­дующихся слоев материала матрицы и волокон, и последующем соединении компонентов между собой. Жидкофазные способы основаны на использовании различных видов литья расплав-

 


ленного материала матриц, обеспечивающих пропитку (в ва­кууме, при обычном и повышенном давлении) предварительно уложенной системы волокон. Образование металлической мат­рицы методами осаждения состоит в нанесении на волокна различными способами (газофазным, химическим, электроли­тическим и т.п.) слоя металла и заполнении им межволокон­ного пространства.

К деформируемым алюминиевым сплавам относятся неуп-рочняемые термической обработкой сплавы марок АМц, АМг и другие, основными добавками в которых являются магний Mg и марганец Мп. Эти сплавы обладают хорошей пластич­ностью, коррозионной стойкостью, но сравнительно невысо­кой прочностью. Большую механическую прочность имеют упрочняемые термической обработкой дуралюмины (Д1, Д6, Д1 и др.) и сплавы групп АВ, АК, В95.

• Наиболее распространенные литейные сплавы — силуми­ны, однако они малопластичны, имеют низкую ударную вяз­кость и жаропрочность. Из А1-матриц наиболее жаропроч­ным является материал типа САП (спеченный А1 + порошок), представляющий собой алюминий, упрочненный дисперс­ными частицами оксида А1203. В соответствии с методом порошковой металлургии его получают брикетированием А1-пудры с 6...22%-ным А1203 и спеканием. Материал типа САП при температуре Т = 500 °С сохраняет прочность КО...120 МПа.

Для получения металлокомпозитов на основе алюминия наиболее широко применяют методы плазменного напыления матричного материала, с помощью которых существенно из­меняются его структура и свойства. В этом случае матрица формируется в результате высокоскоростного перемещения расплавленных мелких частиц, соударения их с поверхностью и высокоскоростной кристаллизации. При этом матрица пред­ставляет собой скопление тонкопластинчатых частиц размера­ми 2...10 мкм, на границах которых образуются сплошные или дискретные тончайшие оксидные пленки. Оптимальные пара-

 


 

метры деформирования плазменно-напыленныхматриц на ос­нове алюминия представлены в табл. 1.14.

Таблица 1.14 Параметры деформирования плазменно-напыленных матриц

 

Материал Температура деформирования *F, °C Давление ρ, МПа Степень деформации, %
АД-1 АМг-61 550 500-520 40-45 90-150 60 50-55

Титановые и магниевые матрицы. В качестве матричных материалов используют магниевые сплавы марок МА2-1, МА5, МА8 и некоторые другие. Основные механические характерис­тики этих сплавов: σ+1 = 250...310 МПа, Е+1 = 37...43 ГПа, ε =

= 8...15 %. Титановые матрицы обладают хорошей технологич­ностью при горячем деформировании, свариваемостью, спо­собностью длительно сохранять высокие прочностные харак­теристики (360... 1050 МПа) при повышенных температурах (300...450 °С). Однако эти материалы сохраняют высокое со­противление деформации даже при повышенных температурах, что приводит к необходимости при получении композитов с хрупкими волокнами использовать режимы сверхпластического деформирования (табл. 1.15 ).

Таблица 1.15 Параметры деформированиятитановых матриц

 

Материал Температура деформирования Т, °С Напряжение сверхпластического течения, МПа
ВТ1-0 ОТ4-1 ВТЗ-1 ВТ-14 940 1010 820 850-875 12-15 11-15 4-6 11-15

Полимерные пленочные материалы

Пленками называют материалы,   представляющие собой сплошные тонкие слои вещества. Специфическим показателем


 

для пленок является соотношение между массой и поверхнос­тью. Для технических пленок характерно сочетание высокой прочности с гибкостью. Формально к пленкам относятся лис­товой и рулонный материал толщиной до 0,25 мм и шириной более 100 мм. Узкие пленки называют лентами.

Классифицируют пленки по их химической основе (поли­этиленовые, полистирольные и т.д.), иногда в соответствии с распространенным фирменным названием (целлофан, саран, лофеон).

В пределах одного вида пленки подразделяют в зависимости от метода получения: отлитые из раствора, экструдированные, каландрированные, ориентированные.

Пленкообразующими свойствами обладают практически нее полимеры, способные растворяться или переходить в вяз-котекучее состояние при нагревании.

Пленки, как правило, получают либо путем испарения рас­творителя из тонкого слоя раствора, нанесенного на подложку (иногда с разделяющим слоем подложки), либо путем формо­вания расплава в соответствующем формующем инструменте с последующим охлаждением полученного полотна (или рукава) пленки.

Для получения пленок используют полимеры линейного строения, макромолекулы которых представляют собой сово­купность одинаковых звеньев мономера, химически связанных в длинные цепи.

Степень полимеризации, т.е. количество однотипных зве­ньев, входящих в полимерную цепь, определяет молекулярную массу полимера.

Высокоэластическое состояние пленки достигается при не­котором критическом значении молекулярной массы, харак­терном для полимерных пленок, обладающих достаточной ме­ханической прочностью и гибкостью. Так как молекулярная масса зависит от химического строения полимера, т.е. состава элементарного звена, правильнее оценивать критическую мо­лекулярную массу степенью полимеризации.

Пленки из раствора полимеров получают поливом из дви­жущейся фильеры на неподвижный стол или из неподвижной фильеры на непрерывно движущуюся поверхность - бесконеч­ную ленту или вращающийся барабан. При этом основными


 


 


 


 

стадиями процесса являются: приготовление раствора, подго­товка раствора к формованию (фильтрование); формование пленки, сушка пленки, обрезка кромок и намотка на барабан. Из расплава пленки получают методом экструзии, при этом процесс формования изделия осуществляется непрерывным или периодическим продавливанием материала в пластическом или вязкотекучем состоянии через формующий инструмент — головку. Используют два способа:

плоскощелевой — для нанесения покрытий на рулонные материалы, а также для получения аморфной пленки из крис­таллических полимеров;

рукавный, при котором трубчатая заготовка выходит из кольцевого отверстия головки и раздувается изнутри сжатым воздухом.

К основным стадиям процесса относятся: получение рас­плава, формование полотна или трубчатой заготовки с раздувом ее по выходе из головки, охлаждение, отбор и намотка пленки на бобину. При деформационном способе (каландрировании) i формообразование листа или пленки осуществляется путем непрерывного продавливания термопластичного материала через зазор между валиками.

Из большого числа полимерных пленок, выпускаемых про­мышленностью, наибольшего внимания заслуживают полиэти-лентерефталатная (ПЭТФ или лавсан), полиимидная и поли-арилатная (ПА) пленки, которые относятся к жестким.

ПЭТФ-пленки получают исключительно из расплава с пос­ледующей вытяжкой и термообработкой. Механические харак­теристики ПЭТФ-пленки представлены в табл. 1.16. Техничес­кие свойства пленок не изменяются в пределах от 20 °С до 80 °С, хрупкость не обнаруживается даже при температуре —50 °С. ПЭТФ-пленки можно длительно применять при тем­пературе до 170 °С. Они обладают малым коэффициентом теплопроводности, температура их плавления 250 °С, морозо­стойкость достигает температуры —155 °С. Линейная усадка I этих пленок при температуре 150 °С равна 5 %.

Полиимидные пленки получают методом полива из распла- | ва. По всем технически важным параметрам ПИ-пленки, осо­бенно при низких и высоких температурах, не имеют себе | равных (см. табл. 1.16). Некоторые ПИ-пленки сохраняют гиб-

 


 

кость до температуры 269 °С. Теплостойкость их достигает 360...400 °С, кроме того, ПИ-пленки могут длительное время работать в глубоком вакууме при высоких температурах прак­тически без выделения летучих.

Таблица 1.16 МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК

 

Тип пленки Плот­ность р. кг/м3 Предел проч­ности при растя­жении σ+1МПа Модуль упругости Е+1, ГПа Относи­тельное удлине­ние при разрыве, % Коэффи­циент тепло­провод­ности ~к, Вт/(м-К) КЛТР а-105, К-1 Темпе­ратура моро­зостой­кости, °С
ПЭТФ ПИ ПА 1380 1420 1100- 1500 160-180 120-160 60-120 2,9-3,8 2,8-3,0 2,9-3,1 50 10-40 10-25 0,14 0,3 0,98 5,3 2,3-5,0 -155 -270 -60

Предел прочности ПИ-пленки несколько ниже, чем у ПЭТФ-пленок. При 300 °С предел прочности при растяжении снижается до 570...600 кг/см и увеличивается до 3000 кг/см2 при —200 °С. Модуль упругости ПИ-пленки при 200 °С сни­жается до 17500... 19000 кг/см и возрастает до 50000 при — 200 °С. Удлинение при разрыве составляет порядка 40...50 % при 300 °С. Линейная усадка при 200 °С составляет всего 0,03 %. Отличительной особенностью ПИ-пленки, кроме тепло- и моро­зостойкости, является радиационная стойкость при низких и высоких температурах. Коэффициент газопроницаемости ПИ-пленки для азота при 20 °С равен 0,069-10-8 см3 • см/см2 • с/атм. и в зависимости от температуры меняется слабо.

Полиарилатные пленки из полиарилатов получают методом полива из раствора в органическом растворителе и методом экструзии с последующей ориентацией волокон.

 

ПА-пленки являются самыми легкими из полимерных пле­нок. Пленки из полиарилатов сохраняют высокие прочностные показатели в диапазоне температур от 60 до 200 °С и даже 250 °С. Причем прочностные показатели ПА-пленок сохраня-

 


 

ются в значительной мере после длительной (до 500 ч) выдерж­ки при температуре 180...200 °С. ПА-пленки отличаются высо­кой химической стойкостью к воздействию концентрирован­ной азотной, соляной, уксусной и муравьиной кислот, разбав­ленных щелочей, масел.

Жесткие полимерные пленки перспективны для широкого применения в качестве силовых и герметизирующих оболочек сосудов давления, баков, трубопроводов, работающих в широ­ком диапазоне температур, а также для использования в изде­лиях массового производства — огнетушителях, аквалангах, автомобильных баллонах и т.п.

1.4. Полимерные композиционные материалы

Как уже отмечалось, природа матрицы определяет в ос­новном технологические параметры процесса изготовления композитного элемента, при котором образуется и сам ма­териал. ПКМ, образованные различного типа армирующими элементами с полимерной матрицей, широко применяют в различных отраслях промышленности в качестве конструк­ционных и теплозащитных материалов. Наибольшее распро­странение получили пластики, армированные стеклянными, углеродными, органическими, борными и некоторыми дру­гими видами волокон. В качестве матрицы используют от-вержденные эпоксидные, полиэфирные и другие термореак­тивные смолы, а также полимерные термопластичные мате­риалы. К основным преимуществам композитов с полимер­ной матрицей относятся высокая удельная прочность и жест­кость, стойкость к химическим агрессивным средам, низкая тепло- и электропроводность и т.п. Кроме того, при изго­товлении этих материалов относительно легко при умерен­ных температурах и давлениях удается соединить армирую­щие элементы с матрицей. В этом случае применяют как традиционные процессы - прессование, контактно-вакуум­ное и автоклавное формование, так и специальные — намот­ка, пултрузия и другие процессы, когда материал и изделие создаются одновременно.

Физико-механические характеристики однонаправленных пластиков на основе эпоксидных связующих в сравнении с традиционными металлическими материалами приведены в табл. 1.17.

 


 

Таблица 1.17


Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1531; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!