Принципы технологии полимерных композиционных материалов из термореактивных смол

• Автор: Левкин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Приемы увеличения допустимых сроков хранения препрегов

1.1.1. Подбор отверждающей системы

1.1.2 Раздельное нанесение компонентов

1.1.3. Слоевое нанесение компонентов

1.2. Приемы физической модификации препрегов

1.2.1. Модификация полимеров при помощи механических колебаний

1.2.2. Модификация ПКМ при помощи электрических

и электромагнитных полей

1.2.3. Модификация полимеров при помощи магнитных полей
1.2.4. Сравнительная характеристика методов физической модификации ПКМ
1.3. Сополимеры терморсакивных смол
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Способ получения образцов
2.2.2. Определение содержания компонентов связующего
2.2.3. Определение степени превращения олигомера
2.2.4. Метод инфракрасной спектроскопии
2.2.5. Метод капиллярного поднятия
2.2.6. Метод сканирующей электронной микроскопии
2.2.7. Стандартные методики испытания
Глава 3. Послойное нанесение одной смолы
3.1. Лабораторная установка и методика послойного нанесения
компонентов
3.2. Параметры, контролируемые при СНК
3.3. Распределение слоев по сечению армирующей нити
3.4. Влияние дополнительной гетерогенности на свойства ПКМ
Глава 4. Послойное нанесение двух различных смол
4.1. Влияние последовательности нанесения слоев на структуру и свойства ПКМ
4.2. Зависимость физикомеханических характеристик ПКМ от срока хранения препрега
Глава 5. Получение материала на основе сополимера трех смол
5.1. Изучение адгезионного взаимодействия компонентов связующего с армирующими волокнами
5.2. Кинетика и механизм отверждения смесей трех смол
5.3. Разработка оптимального состава связующего
5.4. Изучение влияния последовательности нанесения компонентов тройной системы при СНК на свойства ПКМ
Глава 6. Применение магнитных обработок при использовании слоевого нанесения компонентов
6.1. Влияние конструкции постоянного магнита на эффективность МО
6.2. Влияние напряженности и продолжительности магнитной обработки на упрочняющий эффект физической модификации
Глава 7. Принципиальная схема усовершенствованной технологии СНК для получения ПКМ на основе трех смол
7.1. Технологические параметры СНК при использовании МО
7.2. Оборудование, необходимое для осуществления предложенной технологии
Основные выводы
Литература


При создании полимерных композиционных материалов одной из важнейших задач является выбор и разработка полимерной матрицы (связующего), которая должна обеспечивать достижение максимальных прочностных характеристик композита и удовлетворять определенным технологическим и эксплуатационным требованиям. Для изготовления армированных ПКМ традиционно используются эпоксидные олигомеры, ненасыщенные полиэфиры, мочевино- и фенолоформальде-гидные системы. Их преимущества: сравнительная низкая стоимость исходного сырья, хорошие технологические свойства (низкая вязкость, невысокая температура отверждения), хорошая адгезия к волокнам, возможность модификации с целью повышения эксплуатационных характеристик. К основным недостаткам реактопластов можно отнести хрупкость, низкую ударную прочность, ограниченную жизнеспособность препрегов на их основе, а также трудность их переработки. Целью работы является разработка полимерных композиционных материалов с регулируемым комплексом эксплуатационных свойств на основе смеси термореактивных смол. ПКМ на основе сополимеров трех термореактивных смол. Практическая значимость работы заключается в том, что применение смолы СФ-2Л в качестве отвердителя полиэфирной смолы ПН- позволило удешевить получаемый продукт по сравнению с материалом при использовании традиционной отверждающей системы. Сочетание эффективного приема физической модификации со слоевым нанесением компонентов и подбором состава связующего позволяет гибко регулировать допустимый срок хранения препре-гов и свойства получаемых материалов. Запатентован новый материал на основе полиэфирной смолы. ПКМ на основе сополимера трех тсрморсактивных смол. Достоверность и обоснованность результатов базируется на достаточном объеме выполненных экспериментов, подтверждена анализом теоретических и экспериментальных данных, результатами анализа полученных продуктов, статистической обработкой результатов, использованием различных взаимодополняющих методов исследования (ИК-спектроскопии, электронной сканирующей микроскопии, золь-гель анализа и др. Апробация результатов работы. Результаты доложены на международных и всероссийских научных конференциях "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Казань, ), "Композит-" (Саратов, ), "Катализ в биотехнологии, химии и химических технологиях" (Тверь,), "Физико-химия процессов переработки полимеров" (Иваново, ), на научных семинарах кафедры "Химическая технология" Технологического института СГТУ. Глава 1. Развитие промышленного производства композиционных материалов невозможно без широкого внедрения технологии изготовления изделий из полуфабрикатов — препрегов, предварительно пропитанных армирующих материалов, и премиксов, предварительно смешанных материалов. При этом к полимерным связующим предъявляются дополнительные требования, основным из которых является длительная жизнеспособность препрегов при температуре хранения. Жизнеспособность композиций представляет собой один из важнейших технологических параметров, определяющих широкое применение препрегов в различных отраслях техники. При хранении связующих протекают два взаимосвязанных процесса: химическое структурирование, т. Наиболее часто жизнеспособность связующих отождествляют с временем гелеобразова-ния. Именно в момент гслеобразования связующие теряют текучесть, в результате чего резко снижается их способность к дальнейшей переработке. На практике препреги теряют жизнеспособность задолго до достижения времени гелеобразования из-за существенного повышения вязкости (липкости) связующих вплоть до перехода их в стеклообразное состояние. В результате затрудняется не только размотка препрегов с бобин или рулонов, но и наблюдается осыпание связующих с поверхности армирующего материала при хранении, транспортировании и дальнейшей переработке. Время, за которое достигаются максимальные значения вязкости, липкости, усилия размотки препрегов с бобин или рулонов и осыпаемости хрупких связующих, считается технологической жизнеспособностью.