Материал: Основы создания полимерных композитов

а , кг/мм2

1

Рис. 42. Временные зависимости адгезионной прочности композита (У) и когезионной прочности полимерного связующего (2)

Далее за точкой пересечения прочность стеклопластика опреде­ ляется между адгезионным и когезионным разрушением стеклопла­ стика. При этом, с одной стороны, зарождение когезионных очагов разрушения в связующей прослойке затруднено по сравнению с одно­ родным полимер-связующим из-за разгрузки в прослойке благодаря уже "сработавшим" адгезионным очагам, а с другой - разгрузка в прослойке является менее полной вследствие меньших размеров адге­ зионных очагов. В результате, при долговечностях т< 105 временная зависимость прочности традиционного стеклопластика приобретает вид почти прямой с наклоном, определяемым прежде всего структу­ рой используемых полимеров.

Прочность стеклопластика, изготовленного методом РНК, до пересечения L-образной временной зависимости адгезионной проч­ ности почти достигает прочности полимера. Объяснение этому факту следует искать, видимо, в специфической структуре прослойки свя­ зующего, обусловленной особенностями процесса ее формирования, которая обеспечивает локализацию процессов микроразрушения в участках с наиболее редкой сшивкой. Очевидно, что процессы мик­ роразрушения должны обеспечивать "саморазгружение" образцов как от внутренних напряжений, так и от напряжений, созданных ус­ ловиями нагружения, т.е. имеет место процесс химической релакса­ ции напряжений, что в конечном итоге и является причиной более высокой прочности композитов, изготовленных методом РНК. За точкой пересечения наблюдается более высокое повышение прочно­ сти, чем у традиционных стеклопластиков.

В результате проведенных исследований установлено, что влия­ ние состояния поверхности раздела на свойства традиционных ком­ позитов менее существенно по сравнению с таковым композитов, из-

446

готовленных методом РНК. Так, с переходом от парафиновой эмуль­ сии к прямым замасливателям физико-механические и динамические показатели традиционных композитов увеличиваются на 1 5 % , в то

время, как у композитов, изготовляемых методом РНК, - более чем вдвое. Для повышения прочности традиционных стеклопластиков при долговечностях 1 0 3 - 1 0 '4 с следует стремиться к увеличению адге­

зионной связи стекловолокно - связующее, а при долговечностях не более 10*5 с - к увеличению прочности самого связующего. Для ком­

позитов, изготовленных методом РНК, как при статическом, так и при динамическом режимах нагружения определяющая роль отво­ дится структуре стекловолокнистого армирующего материала и его поверхностной обработке.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Киселев Б.А. Стеклопластики. М.: Госхимиздат, 1961.

2.Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их ос­

нове. М.: Химия, 1966.

3.Андреевская Г.Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики. М.:

Наука, 1966. 370 с.

4.Трофимов Н.Н. Канович М.З. Основные принципы создания высокопроч­

ных композиционных материалов // Пласт, массы. 1992. № 5. С. 16-21.

5.Бакнелл КБ. Ударопрочные пластики. Л.: Химия, 1981.

6.Розенберг Б.А. // Композиционные полимерные материалы. Киев: Наук, думка, 1975. С. 3959.

7.Розенберг Б.С., Ениколопов Н.С. Композиционные полимерные мате­ риалы. 1980. Т. 25, № 5. С. 524530.

8.Берри Д.Г Разрушение стеклообразных полимеров // Разрушение. М.,

1976. Гл. 7,ч. II.

9.Конструкционные стеклопластики / Под. ред. В.М. Альперина и др. М.: Химия, 1979. 357с.

10.ТагерА.А. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978. 544с.

11.Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс. М.: Химия, 1985,

399с.

12.Мощинская Н.К., Лабинская Н.В., Кобельчук Ю.М. // Современное состоя­

ние и перспективное развитие НИР и производства эпоксидных смол и материалов на ихоснове. Донецк: НПО "Пластик", 1975. С. 50-51.

13.Финкельштейн М.И. Промышленное применение эпоксидных лакокра­

сочных материалов. Л.: Химия, 1983. 120 с.

14.Бахарева В.Е., Конторовская Н.А., Петрова Л.В. Полимеры в судовом

машиностроении. Л.: Судостроение, 1975. 238с.

15.Пластики конструкционного назначения/ Под. ред. Е.Б.Тростянской. М.:

Химия, 1974. 303 с.

16.Регель В.Р., Томашевский Э.Е., Слуцкер А.И. Кинетическая природа проч­

ноститвердыхтел. М.: Наука, 1974. 560 с.

17.Евсеенко Е.П., Зильбербранд ЕЛ., Златин Н.А. и др. Динамическая ветвь

временнойзависимости прочности// ЖТФ. 1977. Т. 3, № 14. С. 684687.

18.Златин Н.А., Пугачев Г.С., Беллендир Э.Н. Определение прочности

447

ПММА при одноосном растяжении длительностью 10s с// Там же. 1984.

Т.54, №4. С. 797-802.

19.Златин Н.А., Пугачев Г.С., Мочалов С.М. и др. Временная зависимость

прочности металлов при долговечностях микросекундного диапазона // ФТТ. 1975. Т. 17, № 9. С. 25992602.

20.Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М.: Хи­

мия, 1973.

21.Шацкая Т.Е., Тесля В.Г Hampycoe В.И., и др. Влияние структуры поли­

мера на динамические характеристики связующего и стеклопластика на его основе // Стеклянное волокно и стеклопластики. М., 1977. № 5.

С.2025.

22.Харитонова З.Р., Каменский И.В., Гадюченко В.А., Попова Л.А. Иссле­

дование процесса структурирования поливинилфурфураля при прессова­ нии стеклопластиков на его основе// Там же. 1970. № 5. С. 5971.

23.Розанов Н.Ф., Кутеков И.Ю. Строение и проектирование стеклотканей.

М„ 1953. С. 2032.

24.Тихомиров В.Б. Физико-химические основы получения нетканых мате­

риалов. М.: Лег. индустрия, 1969. 328 с.

25.Плешков Л.В., Рогинский СЛ., Иванова Г.И., Финникова З.И. Прочность

конструкционных стеклопластиков на основе новых экономичных в про­ изводстве тканых и нетканых стекловолокнистых наполнителей // Высо­ копрочные полимерные композиционные материалы конструкционного назначения: Тез. докл. Л., 1984. С. 5 - 9.

26.Харитонова З.Р., Смирнова ГД., Киреева С.Н. Некоторые вопросы техно­

логии армирующих материалов// Стеклянное волокно и стеклопластики. М., 1968. № 1(5). С. 86104.

27.Шишков В.И., Вакуленко Е.Г., Божко А.И., Мороз ЭД. О влиянии длины

стежка прошивной нити на свойства ВПЭ и стеклотекстолитов на его ос­ нове. М.: НИИТЭХИМ, 1977. Вып. 5. С. 77 - 94.

28.Трофимов Н.Н., Каленчук А.Н., Канович М.З. Моделирование поверхно­

стного слоя стеклопластика и состав аппрета для его модифицирования// Пласт, массы. 1992. № 5. С. 21 - 23.

29.Улуханова ОЛ., Аскеров Н.Г., Канович М.З. Регулирование уровня ос­

таточных напряжений и прочностных свойств эпоксидного стеклопла­ стика некоторыми компонентами "прямого" замасливателя // Там же. С. 3940.

30.Сафрыгина И.А., Викулова Н.К., Ежова В.А. и др. Оптимизация техно­

логических параметров модифицирования стеклянного волокна кремнийорганическими аппретами// Там же. С. 24-26.

31.Трофимов Н.Н., Каленчук А.Н., Канович М.З. Адгезионные характери­

стики 2-цианэтилакрилата// Там же. С. 2324.

32.Бабаевский П.Г Тростянская Е.Б. Поверхностная энергия разрушения

эпоксидных смол // Высокомолекуляр. соединения. А. 1975. Т. 7, № 4. С. 906-912.

33.Тростянская Е.Б., Пойманов А.М., Казанский О.Н. Исследование влияния

процессов, происходящих на границе волокно - связующее, на прочность стеклопластиков// Механика полимеров. 1965. № 1. С. 2635.

34.Поверхности раздела в полимерных композитах / Под. ред. Э. Плюдемана. М.: Мир, 1979. 205 с.

448

35. Веселовский Р.А., Филипович А.И. Влияние свойств граничных слоев реактопластов на адгезионную прочность клеевых соединений // Механика композит, материалов. 1986. №6. С. 10031006.

36. Влодавец И.Н. Проблемы устойчивости высокомолекулярных дисперсных систем // Макромолекулы на границе раздела фаз. Киев: Наук, думка, 1961. С. 208-212.

37.Физикохимия многокомпонентных полимерных систем / Под ред. Ю.С.Липатова. Киев: Наук, думка, 1986. 320 с.

38.Харитонова З.Р., Каменский И.В. Влияние аппретирования стеклонаполнителя и технологических факторов на адгезию и прочностные свойства поливинилфурфуральных стеклопластиков// Стекловолокно и стеклопла­ стики. М., 1969. № 4. С. 17 - 33.

39.Михальский А.И. Повышение водостойкости стеклопластиков гидрофоб­

но-адгезионными соединениями // Успехи химии. 1970. Т. 39, № 11.

С.20502077.

40.Малинский Ю.М. О влиянии твердой поверхности на процессы релак­

41.Липатов Ю.С. Физикохимия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977.

303с.

42.Тульбович Б.И. Абсорбция эпоксидной смолы на кремнеземных наполни­

телях// Журн. физ. химии. 1969. Т. 43, вып. 4. С. 960962.

43.77м X., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. М.: Энергия, 1973. 416 с.

44.Справочник по композиционным материалам / Под ред. Д.ЖЛюбина. М.: Машиностроение, 1988.Т. 1.448 с.

45.Смирнов Ю.Н., Шацкая Т.Е., Натрусов В.И., Розенберг Б.А. Исследова­ ние физико-механических свойств эпоксиаминных связующих, модифи­ цированных производными поливинилового спирта // Высокопрочные полимерные композиционные материалы конструкционного назначения: Тез. докл. Л., 1984. С. 2633.

46.Королева В.М., Макляков А.И., Косточко А.В. и др. Влияние отвердителей

на термомеханические свойства и характер сетчатой структуры в эпок­ сидноуретановых композициях // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1975. №3. С. 105108.

47. Лапицкий В.А., Крицук А.А. Новые связующие для армирования пласти­ ков. М.: ВНИИСПВ, 1982.

48. Виноградов В.М., Пластики конструкционного назначения / Под ред. Е.Б.Тростянской. М.: Химия, 1974. 46 с.

49. Новикова О.А. Регулирование свойств граничного слоя // Пласт, массы.

1982. № 1. С. 24.

50.о-Крезольные эпоксидные смолы // Предложения зарубеж. фирм. 1988. Вып. 8.

51.Заявка 62-100520 Япония, Р14х 298П-88.

52. Дерягин Б.В., Леви С.М. Физикохимия нанесения тонких слоев на движу­

щуюся подложку. М.: Изд-во АН СССР, 1959.

53.Эпоксидные смолы// Предложения зарубеж. фирм. 1983. Вып. 2.

54.Вапеи R.T Эпоксидные композиции с улучшенными свойствами //

РЖХим. 1989.Т. 14. С. 132.

449

55. B u r to n В.Новый класс эпоксидных смол, стойких к разрушению // Там же.

Т.З.С. 71.

56.Петрякова Т.Н., Доброхотов З.М., Тихонова Г.И. и др. Разработка ла­

тентных эпоксидных связующих полимерных материалов // Фосфорорганические соединения и полимеры. Чебоксары, 1988. С. 143147.

57. Иоффе Б.В., Кузнецов М.А., Потехин А.А, Химия производных гидра­ зина. Л.: Химия, 1979. 184с.

58. Лапицкий В.А., Тесля В.Г Крицук А.А. Исследование свойств связующих

на основе олигомеров с повышенной удельной функциональностью и анилино-альдегидных конденсатов// Новые связующие для армирования пластиков. М.: ВНИИСПВ, 1982. С. 19 - 26.

59. Камон Т. Достижения в области производства и применения отвердителейдляэпоксидных смол// Сикидзай кесай си. 1974.Т. 47, № 1. С. 2- 11.

60.Заявка 57-142959 Япония. Блокированные полиизоцианаты с пониженной температуройдеблокирования// РЖХим. 1983. № 20. Т. 6. С. 3038.

61.Лапицкий В.А., Спортсмен В.Н., Гуртовник И.Г., Бурова А.Н. Связующие с повышенной жизнеспособностью для пропитки под давлением// Высо­ копрочные полимерные композиционные материалы конструкционного назначения:Тез. докл. Л., 1984. С. 9- 16.

62.Маслюк А.Ф., Романенко ВД., Биба АД. и др. Олигоуретаносодержащие

соединения, улучшающие свойства модифицированных ими материалов// Лакокрасоч. материалы и их применение. 1975. С. 1418.

63.Заявка 57-189054 Япония. Блокированные полиизоцианаты // РЖХим. 1984. № 1. Реф. Т 14П.

64.Заявка 59-227925 Япония. Отверждаемая эпоксидная смола // РЖХим. 1986. № 4. Реф. Т 45П.

65.Курноскин А.В., Канович М3. Получение свойства и применение эпок-

сихелатных полимеров и композитов // Пласт, массы. 1969. № 3. С. 24-26.

66. Зубкова В.А., Мошинский Л.Я., Романцевич М.К. Комплексы трехфтори­

стого бора с аминами в качестве отвердителей эпоксидных смол// Там же.

С.30-32.

67.Заявка 4736011 США// Изобретения стран мира. 1988. Т. 204, вып. 61.

68.Заявка 62-174221 Япония// Там же.

69.А.с. 253100 ЧССР//Там же. 1987. Т. 10, вып. 61.

70.Заявка 62-141020 Япония// РЖХим. 1988. № 14Т65П.

71.Заявка 3405937 ФРГ// РЖХим. 1986. № 12. Реф. Т 677П.

72.Пат. 4395529 США// РЖХим. 1982. № 9. Реф. Т 677П.

73.Пат. 3421294 (ФРГ), РЖХим. 1986. № 16. Реф. У 117П.

74.Лапицкий В.А., Шаронова Л.М. Получение и исследование свойств свя­ зующих на основе эпоксидных диановых олигомеров, модифицирован­ ных диизоцианатами // Новые связующие для армированных пластиков. М.: 1982. С. 72-80.

75.ВалуеваЛ.В. Дис.... канд.техн.наук. М.: 1985. 246 с.

16. Яковлев АД., Здор В.Ф., Каплан В.И. Порошковые полимерные мате­

риалы и покрытия на их основе. Л.: Химия, 1979. 256 с.

77. Лозе Ф.Э. Эпоксидные смолы, новые результаты и разработки // Ука­ затель переводов. М., 1986. № 8^37094.

78. Майкова А.И., Петрякова Т.Н. Синтез азометинов на основе 4.4'-диами-

450