Адгезионное взаимодействие в системе модифицированная эпоксидная матрица/волокно при различных режимах нагружения

• Автор: Бранцева, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180167-180 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Адгезия в системе полимерволокно.

1.1.1 Взаимосвязь адгезии и физикомеханических свойств композитов

1.1.2 Регулирование адгезии полимеров к волокнам.

1.2 СМЕСЕВЫЕ КОМПОЗИЦИИ РЕАКТОПЛАСТТЕРМОПЛАСТ.

1.2.1 Структура и фазовый состав систем реактопласттермопласт.

1.2.2 Свойства отвержденных композиций реактопласттермопласт

1.2.3 Механизмы повышения вязкости разрушения в системах реактопласттермопласт

1.2.4 Адгезия и прочность композитов на основе модифицированных термореактивных матриц

1.2.5 Основные термопластичные модификаторы

1.3 Выводы.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Объекты исследования.
2.2 Сушка полимеров
2.3 Приготовление смесевых композиций
2.4 Смешение с отвердителем
2.5 Приготовление образцов.
2.5.1 Адгезионные соединения с толстыми волокнами с0 мкм.
2.5.2 Адгезионные соединения с тонкими волокнами.
2.5.3 Отвержденные полимерные матрицы
2.6 Методы исследования
2.6.1 Определение адгезионной прочности для соединений с толстыми волокнами мкм
2.6.2 Определение адгезионной прочности для соединений с тонкими стеклянными волокнами.
2.6.3 Обработка данных и расчет адгезионной прочности
во циклов с 5 до 7х
2.6.4 Проведение реологических исследований
2.6.5 Изучение смачивания смесей.
2.6.6 Изучение структуры смесей ЭДПСФ
2.6.7 Измерение коэффициента термического расширения смесевых матриц
2.6.8 Динамические механические измерения
2.6.9 Механические испытания смесевых матриц ЭДПСФ.
3. АДГЕЗИЯ В СИСТЕМЕ ЭДПСФВОЛОКНО ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ .
3.1 Адгезионная прочность в системе ЭДПСФволокно при квазистатическом
нагружении.
3.1.1 Система ЭДПСФста1ьная проволока.
3.1.2 Система ЭДПСФполиа.иидное волокно
3.1.3 Система ЭДПСФстеклянное волокно
3.1.4 Адгезионная прочность системы ЭДтермопластволокно при использовании других модификаторов
3.2 Адгезионная прочность систем ЭДПСФволокно при ударном нагружении
3.2.1. Зависимость адгезионной прочности системы смесевая матрицаволокно при ударном нагружении от концентрации полисульфона
3.2.2. Особенности поведения системы смесевая матрицаволокно в зависимости от скорости нагружения
3.3 Поведение системы ЭДГ1СФволокно при циклическом нагружении
4. СВОЙСТВА СМЕСЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ ЭДПСФ В УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ АДГЕЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ВОЛОКНАМИ
4.1 Реологические свойства смесевой композиции ЭДПСФ.
4.2 Поверхностное натяжение смесевой композиции ЭДПСФ
4.3 Кинетика смачивания стеклянных волокон смесевыми композициями ЭДПСФ
5. СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕСЕВЫХ МАТРИЦ ЭДПСФ в
5.1 Особенности фазового распада и морфологии систем ЭДПСФ в объеме и на границе раздела смесевая матрицаволокно
5.2 Термомеханические свойства СМЕСЕВЫХ матриц ЭДПСФ.
6. СВЯЗЬ ПРОЧНОСТИ СМЕСЕВЫХ МАТРИЦ ЭДПСФ В БЛОКЕ, ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ИХ С ВОЛОКНАМИ И ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Оказалось, что адгезионная прочность системы эпоксидиановая смоластекловолокно возрастает с увеличением скорости нагружения. Наибольшая чувствительность прочности сцепления к скорости нагружения наблюдалась при ударном нагружении. Полученные данные определенно указывают на существование области перехода от квазистатических к динамическим закономерностям процесса разрушения. Повышение скорости нагружения привело к тому, что на прочность стеклопластика стала в значительной степени влиять также и прочность когезионного разрушения матрицы. Рыбиным и Е. М.Суворовой . В изучен процесс высокоскоростной деформации углерод эпоксидных слоистых пластиков по методике составного стержня Гопкинсона. Отмечена невысокая ударная прочность композитов, что объясняется малой прочностью сцепления на границе раздела, вследствие чего, по мнению авторов, разрушение происходило по этой границе. Возрастание прочности и ряда других физикомеханических характеристик армированных пластиков с ростом прочности сцепления на границе раздела свидетельствует о необходимости увеличения адгезионной прочности. ПКМ . Таким образом, для достижения необходимого уровня адгезионной прочности можно прежде всего химически модифицировать один из компонентов увеличение содержания функциональных групп, активных по отношению к другому компоненту, как правило, приводит к улучшению адгезионного взаимодействия. Следует отметить, что для увеличения содержания функциональных групп на поверхности волокна или в объеме матрицы можно воспользоваться их плазменной обработкой. Так, например, подвергая волокна воздействию плазмы, а затем покрывая их в плазменном реакторе расплавленным связующим, можно добиться существенного увеличения взаимодействия между полимером и наполнителем. В случае с поликарбонатом и арамидными волокнами это происходит в результате образования на поверхности волокна свободных радикалов под действием плазмы. В вакууме они вступают в реакцию с полимерным связующим с образованием ковалентных связей . Если же плазмой обработать волокна из ароматического полиамида Кеу1аг, то это приведет к заметному возрастанию концентрации гидроксильных и карбоксильных групп на поверхности волокон и к возрастанию адгезионной связи между волокном и матрицей . В работе плазменным методом обеспечивали повышение водостойкости волокон Кеу1аг, на поверхность которых были предварительно привиты аминогруппы. Подобная комплексная обработка волокон привела к повышению их адгезии к эпоксидной смоле. Поверхностная обработка минеральных волокон волокон с гидрофильной поверхностью часто заключается в нанесении и закреплении на поверхности волокна кремнийорганических соединений силановых аппретов, применяемых, как правило, из водных эмульсий . Эти соединения содержат в своем составе различные функциональные группы, одни из которых способны образовывать химические связи с гидроксильными группами, находящимися на поверхности волокон кремнийорганические группы, другие с функциональными группами полимерного связующего например, аминогруппы . Обработка поверхности углеродных волокон приводит к улучшению прочностных характеристик неориентированных углепластиков . Обзор методов определения адгезионной прочности в системе матрицауглеродное волокно и получаемых при этом результатов дан в работах ,. Аппреты, используемые для улучшения межфазного взаимодействия углепластиков, изучены на примере углеродного волокна и полисульфона в работе . С помощью ИКспектроскопии было выяснено, что при аппретировании происходит взаимодействие волокна с матрицей через межфазный слой с образованием как водородных, так и химических связей, причем вклад химического взаимодействия в адгезионную прочность при высоких температурах может увеличиваться. Химическая модификация поверхности волокна приводит к улучшению смачивания поверхности волокон связующим и к увеличению прочностных характеристик углепластиков . Регулировать адгезию матрицы к субстрату можно также изменяя силы физического взаимодействия на границе двух фаз. Например, хорошее смачивание во многих случаях определяет высокую адгезию полимера к волокнам .