Повышение технологической монолитности углепластика путем комбинированного наполнения эпоксидного связующего

• Автор: Тананушко, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 101 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1 1.1 1.2 1.2.1 1.2.

1.3.
1.4 Глава
2.
Введение .

Физикохимические основы технологии получения полимерных композиционных материалов.

Основные принципы формирования полимерных композиционных материалов.

Повреждение конструкций из композитов в процессе

эксплуатации

Развитие повреждения в композитах на основе

непрерывного волокнистого наполнителя.
Влияние вязкоупругих свойств полимерного связующего на развитие процесса повреждения.
Методы модификации полимерных матриц с целью увеличения вязкости разрушения композита Структурообразование в матрице под воздействием поверхности дисперсного наполнителя
Эффекты усиления полимерного связующего от введения дисперсной фазы
Аналитическое исследование геометрии случайных
структур в наполненных полимерах
Структурные характеристики дисперснонаполненных
систем.
Влияние агрегирования жесткого дисперсного наполнителя на структурные характеристики систе
2.3 Структурное моделирование композитов с комбинированным наполнителем
2.4 Выводы.
Г лава 3 Прогнозирование вязкоупругих свойств полимерно
го композита с комбинированным наполнителем.
3.1 Обоснование выбора моделей для прогнозирования
упругопрочностных свойств наполненных полимерных композитов.
3.2 Анализ прогнозируемых упругих свойств полимер
ной матрицы, модифицированной жесткими частицами
3.3 Выводы.
Глава 4 Экспериментальное исследование зависимости вяз
коупругих свойств углепластика от состава методом динамического механического анализа
4.1 Цели и задачи исследования.
4.2 Описание объектов исследования.
4.3 Экспериментальная установка и метод исследования.
4.4 Технология приготовления образцов
4.5 Результаты исследований наполненных
полимерных материалов методом ДМА.
4.6 Оценка эффективности расчетных моделей для про
гнозирования упругих характеристик полимерного материала с комбинированным наполнением
4.7 Обсуждение результатов.
Основные результаты.
Литература


Регулирование технологических параметров процесса получения изделий из композитов. Все приемы направлены на создание необходимой структуры связующего на молекулярном, топологическом и над молекулярном уровне. Важно заметить, что существенное увеличение вязкоупругих характеристик модифицированной матрицы не всегда, в полной мере, проявляется в армированном материале. В последнее время теоретически обоснована возможность применения мелкодисперсных наполнителей, в качестве модификаторов связующего, для достижения синергетического эффекта при комбинированном наполнении. Это связано с тем, что совмещение в одной матрице частиц различной геометрической формы позволяет эффективно регулировать физикомеханические свойства композитов, улучшает технологические и экономические характеристики материалов, расширяет возможности создания полифунк-циональных наполненных композиционных материалов. Комбинирование различных веществ остается сегодня одним из основных способов создания новых материалов. Современные конструкционные материалы представляют собой систему разных материалов, совместная работа которых дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих [1]. Композиционные материалы (КМ) - гетерофазные системы, состоящие как минимум из трех фаз, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента [2]. Для композиционных конструкционных материалов характерны следующие признаки: состав и форма компонентов определены заранее; компоненты присутствуют в количествах, обеспечивающих заданные свойства материала; материал является однородным в макромасштабе и неоднородным в микромасштабе, в материале существует явная граница раздела между компонентами и градиентность структуры. Один из компонентов материала является непрерывным по всему объему - матрица, компонент прерывный по объему, разделенный матрицей считается усиливающим или армирующим. Матричными материалами могут быть металлы и их сплавы, органические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. Усиливающими компонентами являются тонкодисперсные порошкообразные частицы или волокнистые материалы различной природы. Кроме того последнее время широкое распространение получили материалы с комбинированным наполнением. Обоснованное применение и целенаправленное создание композитов с заданными ствойствами возможно только при использовании знаний по физико-химическим основам строения компонентов, физической химии процессов, протекающих на поверхности раздела фаз, механики деформирования и разрушения гетерогенных и анизотропных тел [3-5]. Если уровень свойств разработанных высокопрочных волокон близок к предельному, то степень реализации этих свойств в композиционных материалах довольно низка (особенно это характерно для такого класса наполнителей как углеродные волокна) [6,7]. Это обусловленно тем, что характеристики композиционного материала определяются не только качеством усиливающего элемента, но и природой связующего, а также уровнем адгезионного взаимодействия на границе волокно-матрица. Требования предъявляемые к материалу матрицы подразделяются на конструкционные и технологические [8-]. К первым относятся требования, связанные с механическими и физико-химическими свойствами материала матрицы, обеспечивающими работоспособность композиции при действии различных эксплуатационных факторов (совместность работы компонентовпри различных видах нагружения, уровень рабочих температур, характер изменения свойств). Технологические требования к матрице определяются протекающими одновременно процессами получения композита и изделия из него, т. Отличительной особенностью изготовления деталей из полимерного композиционного материала (ПКМ) является то, что материал и изделия создаются одновременно на этапе производства. Технологический процесс получения изделий из ПКМ заключается в наполнении материала матрицы различными по природе и текстуре наполнителями.