Армированные пластики на основе эпоксиполисульфоновых связующих, полученные методом намотки

• Автор: Солодилов, Виталий Игоревич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

к 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Научнотехнические методы построения полимерных композиционных материалов

1.2. Механизмы разрушения армированных пластиков при разных видах напряженного состояния

1.3. Способы модифицирования и свойства

модифицированных матриц

1.4. Свойства полимерных композиционных материалов на

основе модифицированных матриц

1.5. Выводы

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

2.1. Использованные материалы
2.2. Изготовление образцов армированных пластиков
2.3. Определение вязкости связующего
2.4. Определение содержания компонентов в композиционных материале и расчет пористости
2.5. Методы исследования физикомеханических свойств композитов
2.5.1. Определение механических характеристик композитов при трехточечном изгибе
2.5.2. Определение удельной вязкости расслоения От
2.6. Статистическая обработка данных
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ СВЯЗУЮЩИХ
3.1. Разработка технологической схемы безрастворной
намотки композиционных материалов на основе смесей эпоксидная смола полнсульфон
3.2. Исследование вязкости смесей эпоксидная смола
полнсульфон
4. СВОЙСТВА НАМОТОЧНЫХ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИПОЛИСУЛЬФОНОВЫХ МАТРИЦ
4.1. Свойства композиционных материалов при разных видах напряженного состояния
4.1.1. Свойства стеклопластиков
4.1.2. Свойства углепластиков
4.2. Исследование трещнностойкостн композитов на основе эпоксиполнсульфоиовых матриц
4.2.1. Разработка метода испытания на трещипостоикость образцов в виде сегментов кольца
4.2.2. Влияние добавок полисульфона на трещипостоикость композитов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это усугубляется плохой смачиваемостью волокон термопластами и весьма высокими температурами их переработки 7. Армированные пластики, в основном, получают прессованием или намоткой. Прямое горячее прессование позволяет наилучшим образом контролировать парамегры процесса. Помимо прямого прессования для формования материалов и изделий сложной формы применяют автоклавное и термокомпрессионное прессование. Эти методы, также как и прямое прессование, не обеспечивают сохранение строгой ориентации волокон в материале и тем самым снижают его прочность. Процессы течения приводят к локальному смещению волокон, а зачастую и к сдвигу слоев относительно друг друга. Происходит нарушение ориентации волокон и частичное их повреждение. Наиболее распространенный метод получения композитов, армированных непрерывными волокнами метод намотки, который заключается в укладке пропитанных связующим непрерывных волокнистых материалов на оправку с последующей фиксацией на ней формы изделия. Таким образом, армированные пластики формируются непосредственно в процессе изготовления изделий. Метод намотки позволяет осуществить натяжение и строгую ориентацию волокон в соответствии с заданной схемой армирования и благодаря этому реализовать высокую жесткость и прочность армирующих волокон в материале в большей степени, чем в армированных пластиках, полученных другими методами. Метод намотки позволяет в широких пределах изменять структуру армированного пластика, в частности, относительное содержание компонентов, схему армирования и соответственно варьировать физикомеханические свойства получаемого материала. Важно отметить то, что все методы изготовления полимерных композиционных материалов должны обеспечивать минимальное повреждения волокон, строгую их ориентацию параллельно друг другу, одинаковое их натяжение, и, в конечном итоге, армирующий наполнитель должен образовывать структуру с наиболее плотной упаковкой при минимальной пористости 8. Обычно на практике используют изделия из полимерных композитов со сложной укладкой армирующих элементов, однако схему армирования стараются выбрать такой, чтобы максимально использовать прочность и жесткость волокон. При этом основная нагрузка в каждом слое это растяжение и сжатие вдоль волокон. Прочность композита существенно зависит от его структуры, напряженного состояния и непосредственно связана с механизмами разрушения материала, которые весьма многообразны. При осевом растяжении вдоль волокна выделяют следующие основные механизмы разрушения рис. Исчерпание несущей способности волокон за счет накопления их разрывов. Рост поперечной магистральной трещины путем последовательного разрыва волокон в вершине трещины вследствие увеличения концентрации напряжений. Расслоение вдоль волокон по матрице, границе раздела или самому волокну в зависимости от соотношения их свойств. Конкуренция двух первых механизмов разрушения проявляется в том, что, например, увеличение прочности и жесткости матрицы приводит к уменьшению критической неэффективной длины волокна и, таким образом, к увеличению прочности композита согласно первому механизму. При этом, однако, увеличивается концентрация напряжений в вершине трещины в соседних с разорванными волокнах, что приводит к преждевременному разрушению композита по второму механизму. Многие исследователи 9, наблюдали экстремальную зависимость прочности композитов от температуры, скорости испытания, концентрации пластифицирующих добавок в связующем. Все это следствие конкуренции механизмов разрушения композитов и температурновременной зависимости предела текучести полимерной матрицы. Таким образом, матрица должна быть оптимально упругой и прочной. Величина оптимума зависит от природы и характеристик волокон, наличия в материале изделия геометрических и технологических концентраторов напряжений. Рис. Виды разрушения при продольном растяжении а хрупкое, б хрупкое с вытаскиванием волокон, в неровное от начальной трещины с расслаиванием или сдвиговым разрушением матрицы . Рис. Формы разрушения при продольном сжатии а выпучивание слоя при расщеплении, б сдвиговое разрушение .