Повышение прочности стеклопластиков конструкционного назначения модификацией эпоксиангидридного связующего добавкой борполимера

• Автор: Туисов, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЖМ - полимерный композиционный материал;

КМ - композиционный материал;

ВГЖМ - волокнистый полимерный композиционный материал; ПТЭБК - полиметилен-п-трифениловый эфир борной кислоты;

Изо -МТГФА - изометилтетрагидрофталевый ангидрид;

Агидол 53 - 2,4,6 трисдиметиламинометилфенол;

Тпл температура плавления, °С;

ТСТС1С,1 -температура стеклования, °С;

Унаг - скорость нагрева, °С/мин;

Уохл -скорость охлаждения, °С/мин;

А, т — постоянные материала; в - скорость высвобождения энергии деформации; ба - увеличение области расслоения;
N - текущий срок службы; п - число приложенных циклов;
ДБ - остаточная прочность, МПа;
1 - параметр учета нелинейности уменьшения остаточной прочности;
!Д - локальная функция разрушения;
о„ - напряжение, действующее на волокна, МПа;
от- прочность матрицы, МПа;
00 - начальный уровень напряжений в материале, МПа;
(3 - параметр распределения Вейбула;
1 - длина волокна;
1Ц - некоторая стандартная длина;
сга — прочность при растяжении арматуры, МПа;
ас — прочность при растяжении связующего, МПа;
X - начальная условная вязкость, с;

I - среднее арифметическое значение времени истечения испытуемого материала, с;
К - поправочный коэффициент вискозиметра.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Теоретические основы создания стеклопластиков на
основе эпоксидных связующих
1.1 Физико-химические основы формирования
стеклопластиков конструкционного назначения
1.2 Повреждение конструкций из стеклопластиков в
процессе эксплуатации
1.2.1 Развитие повреждения в композитах на основе
непрерывного стекловолокнистого наполнителя
1.2.2 Влияние вязкоупругих свойств полимерного
связующего на развитие процесса повреждения
1.2.3 Критерии для создания вязкоупругих стеклопластиковых
композиционных материалов
1.3 Методы модификации полимерных связующих на основе
эпоксидных смол
Заключение
Глава 2 Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Определение технологических характеристик связующего
2.2.1 Время гелеобразования эпоксидного связующего
2.2.2 Время “жизни” эпоксидного связующего
2.2.3 Вязкость связующего
2.2.4 Растворимость модифицирующих добавок
2.3 Определение прочностных показателей композиционных
материалов
2.3.1 Метод испытаний при растяжении
2.3.2 Метод испытаний при сжатии

эластомернуго добавку необходимо диспергировать в неотвержденной термореактивной смоле. Для достижения полученной цели используют инертные или активные разбавители. Однако с учетом специфических особенностей производства стеклопластиковых композиционных материалов (быстрое нагревание композиции до высокой температуры, замкнутый объем) использование связующих, в состав которых входит растворитель, невозможно. Это связано с тем, что на стадии изготовления
стеклопластикового материала при быстром нагревании растворитель, входящий в состав связующего, начинает испаряться (даже при концентрациях до 5 % масс.), что в дальнейшем ведет к образованию высокопористого материала, а при значительных концентрациях растворителя (более 5 % масс.) может произойти возгорание
неиспарившегося растворителя [77]. Поэтому для модификации связующего необходимо использовать эластомер, который хорошо совмещался бы с компонентами связующего без применения растворителей.
Последние исследования [78-82] по модифицированию эпоксидного связующего для стеклопластиков эпоксидированным бутадиеновым каучуком ЕР1КОТЕ 877 показали, что добавление эластомерной
модифицирующей добавки в связующее для стеклопластиков приводит к повышению циклической прочности композита, но при этом наблюдается сильное снижение предела прочности при поперечном изгибе.
Наряду с эластомерными добавками, широкое распространение получили различные активные разбавители эпоксидных смол, способные встраиваться в процессе отверждения в полимерную сетку и положительно влиять на технологические и' прочностные свойства КМ. Изначально применение активных разбавителей было обусловлено тем, что известной проблемой использования диановых смол при изготовлении стеклопластиков является их высокая вязкость, которая, в случае низкомолекулярных марок, составляет не менее 8 Па-с при 25°С и резко увеличивается с ростом молекулярной массы. Исследования [78-80], проводимые по изучению