Технология углепластика с повышенными характеристиками различного функционального назначения

• Автор: Загоруйко, Нина Ивановна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 127 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Углеродные волокна как уникальный наполнитель

ДЛЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ КОМПОЗИТОВ

1.1.1. Способы получения углеродных волокон из различной сырьевой базы. Современные технологии

углеродных нитей

1.1.2. Морфология углеродных волокон.

1.1.3. Физикохимические свойства углеродных волокон.

1.2. Роль поверхностных явлений в полимерах

1.3. Повышение адгезии углеродных волокон к

полимерному связующему
1 4. Влияние характера взаимодействия и совместимости олигомера с углеродными волокнами на формирование
структуры композита и его свойства
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования и обоснование их выбора.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Методы испытаний по ГОСТ
2.2.2. Методика проведения синтеза фенолформальдегидных резольных олигомеров на поверхности углеродного волокна
2.2.3. Методика определения прочности микропластика
на основе углеродной нити.
2.2.4. Метод термогравиметрического анализа
2.2.5. Метод инфракрасной спектроскопии
2.2.6. Метод растровой электронной микроскопии
2.2.7. Определение метнлольных групп и свободного формальдегида
2.2.8. Метод набухания
2.2.9. Метод рентгеноструктурного анализа.
КС 1 ЕРИМ Г.НТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. СОРБЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА
3.1. Кинетические закономерности сорбции фенола
углеродными волокнами.
3.2. Исследование сорбционных характеристик
волокнистого углеродного сорбента.
3.3. Соотношение размерности пор наполнителя и
молекулярного диаметра используемых мономеров.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН, ПОЛУЧЕННОГО ПО АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1. Изучение технологических особенностей поликонденсационного наполнения в присутствии
углеродных волокон
4.2. Влияние углеродного волокна на синтез фенолформальдегидного олигомера
4.3 Исследование структуры и свойств углепластика
поликонденсационного способа наполнения.
ГЛАВА 5. НАПРАВЛЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ УГЛЕПЛАСТИКА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ 0ЛИКОНДЕСАНИОННОГО НАПОЛНЕНИЯ
5.1. Активация углеродных волокон.
5.2 Влияние активированного углеродного волокна на
синтез фенолоформальдсгидного олигомера.
5.3. Структура и свойства углепластика на основе
активированного углеродного волокна.
ГЛАВА 6. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УГЛЕПЛАСТИКА ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННОГО СПОСОБА НАПОЛНЕНИЯ
6.1. Влияние режимов сушки на свойства изделий
из углепластика
6.2. Разработка принципиальной технологической схемы получения композиционного материала на основе
углеродного волокна альтернативным способом
ГЛАВА 7. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗРАБОТАННОГО УГЛЕРОДНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА С АНАЛОГАМИ. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ


Использование этого метода в технологии ПКМ позволяет не только снизить стоимость получаемых изделий из углепластика за счет сокращения технологических стадий и используемых реагентов, но и повысить их механические и физикохимические свойства. Метод поликонденсационного наполнения ГТКН позволяет решить одну из важнейших проблем наполненных композиционных материалов проблему совместимости неорганической и органической полимерной фаз. Условия поликонденсации обеспечивают покрытие частиц волокнистой или дисперсной природы сплошным полимерным слоем. В связи с этим в процессе ПКН можно достичь высоких степеней наполнения без нарушения сплошности структуры композиции и при сохранении се высоких прочностных показателей. Помимо повышения физикомеханических и химических показателей, разрешается целый ряд техникоэкономических и экологических задач сокращение с до 3 стадий процесса, снижение трудоемкости, экономия энергии, комплексное усовершенствование выпускаемой продукции, экологически чистые технологии, малоотходность, рецпклизация. ПКМ, сформованных способом поликонденсационного наполнения. Целью настоящей работы являлись исследования и разработка альтернативной технологии углепластика на основе фенолоформальдегидного связующего и углеродных волокон. Изучение особенностей адсорбции растворов фенола на поверхности различных углеродных волокон. Разработка принципиальной технологической схемы и обоснование техникоэкономической эффективности разработанной альтернативной технологии ПКМ. Доказана эффективность получения ПКМ на основе углеродного волокна и фенолоформальдегидного связующего способом поликонденсационного наполнения. Определены технологические параметры синтеза фенольного олигомера в структуре и на поверхности УВ. Изучены процессы структурообразовання в системе фенолоформальдегидная матрица различные по активности УВ при поликонденсационном способе наполнения. Взаимодополняющими методами исследования ИКС, ТГА, РСА, электронной микроскопии и др. УВ формируется более совершенная и сшитая структура УП, обеспечивающая высокие прочностные и физикохимнческие характеристики материала. Установлены закономерности адсорбции мономера в пористую структуру углеродных волокон. Доказано, что активация поверхности УВ кипящим окислителем оказывает более сильное каталитическое влияние на процесс поликонденсации и структурообразование по сравнению с исходным УВ, что подтверждается повышенными химическими и физикомеханическими характеристиками получаемого углепластика. Практическая значимость работы заключается в получении нового углеродного полимерного материала с повышенными физикомеханическими и физикохимическими характеристиками, водо термо, хемостойкого, негорючего и нетоксичного, который рекомендуется для изготовления деталей и механизмов конструкционного назначения, работающих в экстремальных условиях, требующих от материала долговечной надежности при внешних воздействиях. ГЛАВА 1. Появление углеродных волокон УВ в СССР относится к концу х годов. Разработка основ технологии и создание в последующем крупных производств этих волокон в гг. Броварах, Балаково и Светлогорске тесно связано с именами профессора Конкина А. А. и кандидата технических наук Котиной В. Е.1. Первоначально в значительных объемах выпускалось У В на основе вискозного корда, которое благодаря его высокой термостабильности преимущественно использовалось в качестве теплозащитного материала в ракетной технике. После разработки технологии высокопрочных УВ на основе ПАН волокон е годы появилась возможность широкого их применения в качестве конструкционных материалов в авиационной и ракетнокосмической технике. Этому способствовало то обстоятельство, что наряду с высокой прочностью. Углеродные волокна имели сравнительно небольшую плотность и необычайно высокую стабильность линейных размеров. Последний показатель особенно важен. Некоторые органополимерные волокна, например арамидные, имеют близкие прочностные характеристики. Однако они не могут конкурировать с УВ по модулю упругости, ползучести и коэффициенту теплового расширения, т. Накапливание опыта по применению УВ в различных сферах позволило вскрыть некоторые другие уникальные свойства.