Полимерные связующие

Полимерная матрица (связующее) является важнейшим компонентом КМ. определяющим его технологические и эксплуатационные свойства. В производстве конструкций наибольшее значение имеют связующие, представляющие собой низковязкие или легкорастворимые продукты. называемые термореактивными смолами и способные отверждаться под действием отвердителей, катализаторов или инициаторов отверждения. При отверждении таких связующих в процессе фиксируется форма конструкции. Поэтому тип связующего и процессы, протекающие при его отверждении, определяют условия получения КМ и его свойства в конструкции.

Эффективная работа композиционного материала во многом зависит от правильного выбора пары наполнитель-матрица. Каждому типу волокон должно соответствовать свое связующие, обладающие определенными физико-механическими характеристиками. Природа матрицы определяет уровень рабочих температуру композита, характер изменения свойств при воздействии внешней среды, химическую стойкость, частично теплофизические и другие свойства. Практически же сейчас используются универсальные связующие, хорошо взаимодействующие с рядом органических и минеральных волокон. В любом случае полимерное связующее, как основной компонент КМ, должно выполнять следующие функции: обеспечивать сплошность и монолитность материала, передавать внешнюю нагрузку на арматуру и перераспределять ее между отдельными волокнами, воспринимать сдвиговые усилия, предохранять волокна от механических повреждений, истирания и химического воздействия внешней среды.

К числу термореактивных связующих, которые применяются для изготовления конструкций современной техники, относятся эпоксидные. полиэфирные, фенольные, кремнийорганические и другие смолы. Лучшими из термореактивных связующих являются эпоксидные. Они чаще всего применяются, так как обладают высокими механическими характеристиками, хорошей смачиваемостью и адгезией к волокнам. отверждаются при нормальной и повышенной температурах без применения внешнего давления и в автоклавах, имеют малую усадку (1.0...1.5%), малое содержание пор (1,0.-.3,0%) и универсальны. В таблице 6 приведены основные физико-механические свойства указанных типов связующих.

Связующие на основе полиэфирных и фенольных смол по основным показателям уступают эпоксидным, но они более дешевы и поэтому используются для изготовления менее нагруженных и менее ответственных конструкций.

В последние годы резко возрос интерес к полиамидным связующим. сочетающим в себе высокую прочность, теплостойкость и химическую стойкость. Эти смолы могут применяться при температурах до 673 К и являются наиболее перспективными для углепластиков.

Таблица 6

Основные свойства отвержденных полимерных связующих
Физико-механические свойства	Связующие
полиэфир- ные	эпоксидные	Кремний-ор- ганические	фенольные	поли-амидные
Плотность ∙10^-3,кг/м^3 Прочность при растяже- нии, Мпа Модуль упругости при растяжении, Мпа Относительное удлине- ние, % Теплостойкость по Мартенсу, К	1,2…1,4   25…70   2,8…4,5   1,0…6,0   323…353	1,2…1,3   30…100   1,9…4,9   1,2…9,0   403…423	1,3…1,4   10…45   6,8…10,0   0,3…0,5   523…553	1,2…1,4   40…70   7…11   0,4…0,5   413…443	1,41…1,43   90…95   3,2…5,0   1,0…2,5   523…593

Дата добавления: 2014-01-20