Разработка и регулирование свойств армированных материалов на основе эпоксидных олигомеров

• Автор: Осипов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
1. Введение

2. Литературный обзор

2.1 Связующие для армированных материалов

2.2 Волокнистые армирующие наполнители

2.3 Модификация эпоксидных олигомеров

2.4 Модификация эпоксидных олигомеров наночастицами

2.5 Мсжфазная граница раздела связующее углеродное волокно

2.6 Создание армированных композиционных материалов на

основе углеродных волокон

3. Объекты и методы исследования

4. Экспериментальная часть
4.1 Исследование процессов формирования и регулирования
сетчатых структур
4.2 Регулирование процессов отверждения и свойств эпоксидных олигомеров
4.3 Исследование технологических особенностей получения
препрегов и углепластиков на их основе
4.4 Разработка и комплексные испытания армированных
материалов
5. Практическая значимость
6. Выводы
7. Литература
8. Приложение
Введение


Применение катализаторов позволяет не только снизить температуру и сократить время отверждения, но и исключить влияние ряда нежелательных побочных реакций, процесс отверждения в промышленности стараются проводить в присутствии катализатора . Температура и время отверждения влияют на конечные свойства отвержденных систем. Был изучен процесс отверждения эпоксиноволачной смолы метилэндиковым ангидридом в присутствии третичного амина Статистический анализ значений прочности при растяжении образцов при комнатной температуре не показывает значительных различий, но при температуре 5С наблюдается возрастание прочности с увеличением содержания ускорителя. Установлено, что длительное отверждение предпочтительнее кратковременному, и средняя температура 5С предпочтительнее низкой С или высокой 0С. В работах исследовали смеси на основе ДГЭБА, модифицированные эпоксиноволачными и эпоксикрезолноволачными смолами, отверждаемые олигоамидами при различных температурах. Более того подобное влияние
оказывают все эпоксиноволачные модификаторы, имеющие различное стехиометрическое соотношение при синтезе фенолформальдегид от ,6 до ,9 . Имеются данные, что эпоксиноволачные олигомеры помимо улучшения прочностных свойств способствуют повышению трещиностойкости в смесевых композициях с ненасыщенными полиэфирными смолами . В тоже время отмечено, что проведение реакции отверждения до максимальной степени конверсии ввиду повышенной функциональности таких смол приводит к образованию хрупких продуктов . В настоящее время все большее распространение получают эпоксиимидные и эпоксицианатные связующие, имеющие температуру перехода 0С и выше. Однако, при использовании таких связующих возникают технологические трудности . При создании эпоксидных смол нового поколения основные усилия изготовителей направлены на получение композиций с 5кратным увеличением вязкости разрушения. При этом механические свойства таких композиций на выше по сравнению с полимерными матрицами на основе бисфенольных смол, а термостабильность повышается до 0С . В настоящее время в качестве армирующих волокон при создании конструкционных материалов используют стеклянные, углеродные, органические на основе гибкоцепных и жесткоцепных полимеров, борные и ряд других. Стеклянные волокна являются наиболее распространенными материалами для получения композитов. Более полимерных композиционных материалов приходится на долю стеклопластиков, что объясняется их относительной дешевизной, низкой плотностью по сравнению с металлами, высокой прочностью при растяжении и сжатии, термо и химической стойкостью и другими ценными свойствами 1. Однако, зависимость механических свойств от среды эксплуатации, низкий модуль упругости стеклопластиков ограничивает их применение в тонкостенных конструкциях. Помимо стеклянных волокон, имеющих аморфную структуру, разработаны непрерывные поликристаллические волокна на основе керамики, включающей оксиды алюминия, циркония, кремния, бериллия, магния, титана и других . Главным их преимуществом является очень высокая термостойкость не только в инертной, но и в окислительной среде. Ценными наполнителями для композиционных материалов являются базальтовые волокна, которые в ряде случаев с успехом могут заменять стеклянные волокна, особенно в тех изделиях, где не предъявляются требования по цвету. Базальтовые волокна более водо и щелочестойки по сравнению со стекловолокном, но так же как и последнее, имеют низкую стойкость к кислотам. Использование базальтовых в виде жгутов и тканей со степенью наполнения до , пропитанных термореактивными связующими, позволяет получать высокопрочные, стойкие к агрессивным средам, термостойкие композиционные материалы . Одним из перспективных армирующих материалов следует считать волокна на основе высокомолекулярного сверхвысокоориентированного полиэтилена. Учитывая низкую плотность волокон, можно ожидать, что использование их для получения армированных пластиков позволит перейти на качественно новый уровень удельных упругопрочностных свойств этих материалов .