Радиационно-химическая модификация поверхности арамидных волокон

• Автор: Головина, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Теоретические аспекты технологии изготовления

полимерных композиционных материалов.

1.1 Особенности структуры волокнистых композиций с полимерной матрицей

Ф 1.2 Композиционные материалы на основе арамидных

волокон.

1.2.1 Структура и свойства арамидных волокон.

1 2.2 Структурные особенности волокон Терлон, Армос и

1.2.3 Смоляные матрицы.

1.3 Разрушение армированных пластиков на основе

органических волокон

1.4. Выводы.
Глава 2 Образование межфазного слоя при совмещении
полимерной матрицы и наполнителя на основе волокон из ароматических полиамидов
2.1 Исследование взаимодействия между химическими волокнами и олигомерами.
2.1.1 Влияние поверхностных свойств наполнителя на процесс совмещения его с олигомерами.
2.1.2 Факторы, определяющие адгезионную прочность волокно
связующее.
2.2 Структура и свойства поверхности наполнителей на основе арамидных волокон
2.2.1 Состояние поверхности арамидных волокон и ее роль в создании межфазного слоя на границе волокно связующее
2.2.2 Структурная инженерия поверхности волокон

2.3 Оценка эффективности методик обработки поверхности
2.4 Выводы
Глава 3 Аналитическое исследование радиационнохимической
модификации поверхности арамидных волокон.
3.1 Радиационностимулированная модификация поверхности наполнителей.
3.1.1 Влияние различных факторов на процесс радиационно
химической прививки.
3.1.2 Влияние конструктивных параметров радиационнохимического реактора и радиационнохимической установки на проведение радиационнохимического процесса
3.2 Методы модификации поверхности арамидных волокон
3.2.1 Радиационнохимическая прививка функциональных групп связующего к реакционным центрам поверхности
волокна.
3.2.2 Применение более сложных пропиточных систем.
3.2.3 Обработка арамидных волокон структурирующими агентами
3.2.4 Радиационнохимическая прививка активных соединений на поверхность арамидных волокон с целью закрепления барьерного слоя.
3.3 Экспериментальное обеспечение процессов модификации
поверхности волокнистых наполнителей
3.4 Оценка эффективности технологии радиационнохимической модификации поверхности арамидных волокон
3.5 Выводы
Глава 4 Экспериментальная оценка эффективности
технологического процесса радиационнохимической модификации поверхности наполнителей на основе арамидных волокон.
4 I Исследование прочностных характеристик органопластиков
4.1.1 Методика эксперимента.
4.2 Результаты исследований.
4.3 Оценка эффективности радиационно химических методов модификации поверхности арамидных волокон и пластиков на их основе по экспериментальным данным
4.4 Реализация работы
4 5 Выводы
Основные выводы.
Литература


Различия в упругих, прочностных и других свойствах, присущие различным материалам, тесно связаны с их составом и структурой. Изменения в составе и структуре определенным образом отражаются и на свойствах материалов. В зависимости от природы волокна и состава связующего можно ожидать протекание различных процессов, таких как сорбция, диффузия, смачивание и т. Схема типового технологического процесса изготовления композитов приведена на рисунке 1. Упругопрочностные, деформационные и специальные свойства изделий и конструкций из ПКМ определяются факторами, которые представлены на рисунке 1. Равновесные условия
Рисунок 1. Рисунок 1. Важное значение при создании высокопрочных и высокомодульных композиционных материалов имеет выбор матрицы. Следовательно, прежде всего, должны быть повышены физикомеханические характеристики матрицы, прочность сцепления ее с армирующими волокнами и обеспечена стабильность ее в условиях температурновременного воздействия. Величина сцепления между компонентами зависит от количества содержания на поверхности волокон реакционноспособных функциональных групп, которые могут образовывать прочные межмолекулярные связи, и от площади адгезионного контакта. При соблюдении условий монолитности свойства матрицы практически не влияют на коэффициенты реализации средних значений механических характеристик волокон в композитах. Особенностью разрушения композиционных материалов является многообразие механизмов разрушения накопление повреждений, распространение трещин, разрыв слабейшего звена, крейзерообразование, а это затрудняет как формулировку требований проведения технологического процесса получения композиционного материала, который сводится к созданию условий для формирования сплошной однородной анизотропной структуры, так и прогнозирование поведения материала в изделии на основании результатов стандартных испытаний , , , , , . Поэтому при проектировании композиционного материала, работающего в конкретных режимах эксплуатации, выбор компонентов композита, модификация свойств как матрицы, так и наполнителя должны быть направлены на подавление определенного механизма. Для эффективной реализации КМ в конструкциях требуется решение комплекса задач, которые связаны с конструированием изделия, выбором материалов, определением рациональном структуры материала, соответствующей механическим, тепловым, химическим и другим воздействиям, с учетом существующих технологических ограничений. Органопластики на основе высокопрочных арамидных волокон обладают высокими удельными прочностными и упругими характеристиками, ударной вязкостью, электрическим сопротивлением, химической стойкостью, высокими теплоизоляционными свойствами. Армирующими элементами конструкционных органопластиков являются непрерывные волокна, представленные в виде нитей и жгутов. Особенностью композитов на основе волокон из ароматических полиамидов, в отличие от угле и стеклопластиков, является то, что взаимодействие волокон с полимерной матрицей происходит не только на границе раздела фаз, но и в объеме самих волокон, вызывая изменение их свойств. Поэтому степень реализации механических свойств волокон в композите зависит от устойчивости волокон к связующему , , , 4, 8,7,3. В настоящее время волокна с вытянутыми полимерными цепями из жесткоцепных макромолекул все чаще рассматриваются как носители особых физикомеханических свойств, делающих пригодными их для эксплуатации в экстремальных условиях. Часто эти волокна называют высокомодульными или высокопрочными, так как прочность на разрыв при растяжении, например, для волокна Кевлар составляет более 3 9 Па, что почти в два раза больше, чем прочность специальной стали. В то время как для обычных волокон из гибкоцепных полимеров прочность на разрыв свыше Па не может быть достигнута ни при каких ориентационных вытяжках 8,9, 5, 6. Структура и свойства арамидных волокон варьируются в широких пределах. Они во многом определяются молекулярным строением исходных полимеров. Армирующие высокопрочные, высокомодульные органические волокна получают из линейных полимеров, макромолекулы которых упакованы в виде фибриллярных образований.