Базальтопластики с повышенным комплексом эксплуатационных свойств | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №24 (104) декабрь-2 2015 г.

Дата публикации: 15.12.2015

Статья просмотрена: 28 раз

Библиографическое описание:

Лурье К. Д., Кадыкова Ю. А. Базальтопластики с повышенным комплексом эксплуатационных свойств // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 42-43. — URL https://moluch.ru/archive/104/24040/ (дата обращения: 23.07.2018).

 

В Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. на кафедре «Химические технологии» разработана интеркаляционная технология полимерных композиционных материалов, в том числе базальто-, стекло- и углепластиков. Перспективность интеркаляционной технологии полимерматричных композитов (ПМК) заключается в том, что волокна (нити) пропитываются не олигомером, а смесью мономеров (при соотношении, например, фенола с формальдегидом 1 : 1,4 и катализатором NаОН в количестве 3% от массы фенола) с последующим синтезом олигомера и отверждении термореактивного связующего в структуре волокна и межволоконном пространстве. Интеркаляционная технология (ИТ) – принципиально новый процесс взаимодействия полимерного связующего с армирующей нитью, основанный на интеркаляции (внедрении) смеси мономеров в структуру нитей с последующим синтезом олигомеров в виде ультратонких полиструктур в порах, дефектах, трещинах и на поверхности нитей. После удаления легколетучих продуктов реакций поликонденсации в процессе отверждения при Т = 150○С и давлении 25 МПа в них образуется сшитая пространственная сетка фенолформальдегидной матрицы с функциональными группами базальтовых волокон. Это обеспечивает равномерное распределение полимера в объеме материала.

Как видно из рис. 1, в результате применения интеркаляционной технологии связующее располагается в межволоконном пространстве, на поверхности базальтовой нити (БН) и в ее объеме. Структура полимера в объеме и в прилегающих к границе раздела слоях формируется при отверждении под влиянием поверхностных свойств нити. При этом отмечено значительное влияние БН на структурообразование полимерной матрицы. Часть полимерного связующего, расположенного в межволоконном пространстве, имеет под влиянием поверхности нити ориентацию в трансверсальном направлении относительно продольной оси волокна. Структура приповерхностных слоев отвечает за межфазную прочность. На поверхности наполнителя формируется пограничный слой, представляющий собой часть объема матрицы, свойства в котором под влиянием физического и химического взаимодействия с поверхностью наполнителя существенно изменены.

Рис. 1. ПМК на основе базальтовой нити

 

Связующее на поверхности нити повторяет морфологию волокна и ориентировано вдоль продольной оси (рис. 2).

Рис.2. ПМК на основе базальтовой нити

 

Анализ экспериментальных данных (табл.1) свидетельствует, что физико-химические и механические свойства ПМК, полученных из препрегов, сформированных по ИТ, значительно превышают аналогичные свойства композитов на основе препрегов, полученных по традиционному методу (ТМ). При этом базальтопластики (БП) по всем изучаемым характеристикам превосходят стеклопластики – разрушающее напряжение при изгибе и модуль упругости при изгибе больше на 12 и 60% соответственно.

Таблица 1

Сравнительные характеристики ПМК на основе препрегов, полученных ИТ и ТМ на основе базальтовых нитей

(соотношение волокна и связующего = 50-55 масс. %)

Технология получения ПМК

Твердость по Бринеллю, МПа

Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

Водопоглощение при 2хчасовом кипячении, %

ИТ

475

19

450

0,24

ТМ

418

15

364

0,38

Примечание: коэффициент вариации по свойствам составляет ~ 8 %.

 

Таким образом, установлены преимущества интеркаляционной технологии перед традиционным методом: сокращается стадийность процесса, исключается применение растворителей, уменьшается трудо- и энергоемкость, повышается комплекс эксплуатационных, в том числе функциональных, свойств композитов.

Основные термины (генерируются автоматически): базальтовая нить, межволоконное пространство, разрушающее напряжение, основа препрегов, поверхность наполнителя, свойство композитов, традиционный метод.


Похожие статьи

Влияние состава наполнителей на свойства полимерных...

При содержании наполнителя выше оптимального многие свойства композита ухудшаются.

Причем полипропилен потеснил все другие полиолефины благодаря разнообразию смесей, сплавов и композитов на его основе [9].

Использование дисперсных наполнителей для создания...

Улучшению адгезии на поверхности раздела «наполнитель-полимер» могут

сополимеров, в полиэфирных стеклопластиках (премиксы, препреги).

5. Ивановский С. К., Гукова В. А., Ершова О. В. Исследование свойств вспененных композитов на основе вторичных...

Композитные материалы на основе углеродных волокон

Первыми начали применять композиты на основе углепластика военные специалисты, в военно-промышленном

Последние используют в технологии препрегов, когда

Проблемы, возникающие при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов.

Применение огнезащищенных вискозных нитей в качестве...

Свойства ПКМ, полученных на основе эпоксидных смол, армированных вискозными нитями при соотношении связующего и наполнителя 50:50.

Разрушающее напряжение, МПа.

Регулирование свойств полимерных композиционных...

Сравнительная оценка прочностных свойств разработанных эпоксидных композитов на основе модифицированного УВ. Вид наполнителя. Разрушающее напряжение при растяжении, МПа.

Получение резиноволокнистых композитов армированием...

Основные термины (генерируются автоматически): волокно, разрушающее напряжение, свойство, углеродное волокно, элементарная нить.

Применение огнезащищенных вискозных нитей в качестве наполнителя полимерматричных композитов.

Перспективы применения отходов сельскохозяйственных культур...

Конечные свойства ДПК зависят как от свойств наполнителя (морфологии, химии поверхности, химического состава), так и от

Существуют противоречивые свидетельства о влиянии химического состава наполнителя на механические свойства композитов.

Эпоксидные компаунды, наполненные дисперсным минеральным...

Уникальные свойства базальта делают его одним из самых востребованных материалов.

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа. Водопоглощение

Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние состава наполнителей на свойства полимерных...

При содержании наполнителя выше оптимального многие свойства композита ухудшаются.

Причем полипропилен потеснил все другие полиолефины благодаря разнообразию смесей, сплавов и композитов на его основе [9].

Использование дисперсных наполнителей для создания...

Улучшению адгезии на поверхности раздела «наполнитель-полимер» могут

сополимеров, в полиэфирных стеклопластиках (премиксы, препреги).

5. Ивановский С. К., Гукова В. А., Ершова О. В. Исследование свойств вспененных композитов на основе вторичных...

Композитные материалы на основе углеродных волокон

Первыми начали применять композиты на основе углепластика военные специалисты, в военно-промышленном

Последние используют в технологии препрегов, когда

Проблемы, возникающие при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов.

Применение огнезащищенных вискозных нитей в качестве...

Свойства ПКМ, полученных на основе эпоксидных смол, армированных вискозными нитями при соотношении связующего и наполнителя 50:50.

Разрушающее напряжение, МПа.

Регулирование свойств полимерных композиционных...

Сравнительная оценка прочностных свойств разработанных эпоксидных композитов на основе модифицированного УВ. Вид наполнителя. Разрушающее напряжение при растяжении, МПа.

Получение резиноволокнистых композитов армированием...

Основные термины (генерируются автоматически): волокно, разрушающее напряжение, свойство, углеродное волокно, элементарная нить.

Применение огнезащищенных вискозных нитей в качестве наполнителя полимерматричных композитов.

Перспективы применения отходов сельскохозяйственных культур...

Конечные свойства ДПК зависят как от свойств наполнителя (морфологии, химии поверхности, химического состава), так и от

Существуют противоречивые свидетельства о влиянии химического состава наполнителя на механические свойства композитов.

Эпоксидные компаунды, наполненные дисперсным минеральным...

Уникальные свойства базальта делают его одним из самых востребованных материалов.

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа. Водопоглощение

Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова.

Задать вопрос