Сферопластики на основе термореактивных связующих для изделий авиационной техники

• Автор: Соколов, Игорь Иллиодорович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1 Состав и свойства сферопластиков для авиационных
сотовых конструкций
1.2 Сферопластики для применения в составе многослойных конструкций
1.3 Применение сферопластиков в различных отраслях промышленности
1.4 Материалы для изготовления сферопластиков
1.4.1 Полимерные связующие
1.4.2 Дисперсные и волокнистые наполнители
Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1 Исходные компоненты
2.2 Методы исследований сферопластиков
Глава 3. Разработка сферопластиков
3.1 Изготовление сферопластиков
3.1.1 Изготовление сферопластиков, применяемых для
заполнения участков сотовых конструкций
3.1.2 Изготовление сферопластиков для применения в составе многослойных конструкций
3.2 Исследование влияния содержания, размеров и
формы наполнителей на свойства сферопластиков
3.3 Разработка сферопластика с сокращенным
режимом отверждения при комнатной температуре
3.4 Разработка сферопластика на основе цианэфирного
связующего
Г лава 4. Исследование свойств сферопластиков
4.1 Сферопластики для применения в составе сотовых
конструкций
4.2 Исследование работоспособности сферопластиков в сотовых конструкциях
4.3 Сферопластики для изготовления многослойных конструкций

Глава 5. Внедрение сферопластиков в изделия
авиационной техники
Выводы
Литература

Введение
Одними из важнейших задач, стоящих перед авиационной промышленностью, являются повышение качества изготовления конструкций изделий авиационной техники и повышение их весовой эффективности.
Широко применяемым направлением снижения массы является замена традиционных конструкций сотовыми. Однако при этом возникает необходимость упрочнения сотовых конструкций, установки в них различного крепежа и т.п. Наиболее распространенным решением задачи по заполнению полостей и торцов сотовых конструкций, крепления закладных элементов (втулок, фитингов и др.) является использование полимерных сферопластиков. Сферопластики - легкие полимерные композиции на основе, как правило, эпоксидных или фенольных связующих, основным наполнителем которых являются полые микросферы. В составе сферопластиков используют также целевые добавки - высокодисперсные порошкообразные наполнители, пигменты, антипирены и т.п. Широкие возможности предоставляет использование в таких материалах комбинированных дисперсно-волокнистых наполнителей.
Помимо обеспечения процесса соединения элементов сотовых конструкций, сферопластик при эксплуатации участвует в восприятии и передаче действующих нагрузок, сохраняя заданный уровень прочности и долговечности соединения.
Широкие перспективы открывает использование полимерных сферопластиков на основе новых высокопрочных связующих в составе многослойных конструкций с обшивками из угле- или стеклопластика, обладающих высоким уровнем физико-механических, диэлектрических и теплофизических характеристик в различных условиях эксплуатации, в том числе при воздействии высоких температур и в условиях повышенной влажности.

достаточно высокой прочности сцепления на границе раздела фаз. Введение коротковолокнистых наполнителей способствует повышению прочности при изгибе, растяжении, ударной вязкости, обычно тем значительнее, чем больше длина волокна (или отношение длины волокна к его диаметру) и его содержание в композиции. Однако такие материалы характеризуются пониженными технологическими характеристиками, нежелательной анизотропией свойств, нестабильностью показателей и др. особенностями [66, 80,81].
Следует также учитывать, что отверждение олигомеров в присутствии наполнителей приводит к тому, что наполнители могут влиять не только на структуру и свойства отвержденного материала, но и на течение процессов отверждения как в граничном слое, так и в объеме полимера. Закономерности протекания этих процессов определяются характером адсорбционного взаимодействия компонентов связующего с активными центрами наполнителя, что в свою очередь зависит от природы наполнителя и химии его поверхности. Наполнитель может вступать в химические реакции с реакционноспособными группами олигомеров и отвердителей; щелочность или кислотность его поверхности вызывает катализирование или ингибирование отверждения связующего. Процессы, происходящие в межфазном слое: уменьшение подвижности полимерных цепей вблизи твердой поверхности, блокирование активных групп компонентов, ограничение конформационного набора макромолекул, избирательная сорбция компонентов связующего могут, особенно в случае отверждения без нагрева, приводить к снижению скорости процессов отверждения. С другой стороны, скорость процесса отверждения может возрастать за счет упорядочения и ориентации физически адсорбированных молекул и повышения концентрации реагирующих групп в межфазном слое [82-84].
Исходя из представленных данных, использование только дисперсных или только волокнистых наполнителей обычно не позволяет получить