ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности механического поведения из "Механическая прочность эпоксидной изоляции " Механическое поведение полимерных композиций, в частности эпоксидных компаундов, зависит от молекулярной и надмолекулярной структур связующего (матрицы), а также от строения и состава других компонентов композиции. [c.15] Матрицей в эпоксидных компаундах являются отвержденные эпоксидные смолы, имеющие сшитую молекулярную структуру. Образование поперечных связей между молекулами эпоксидной смолы объясняется особенностями их строения и полимеризации. [c.15] Различные эпоксидные смолы имеют одну общую черту — они содержат реакционно активные группы, называемые эпоксидными. Так, эпоксидные диановые смолы имеют две такие группы, расположенные по концам молекул. [c.15] В эпоксиноволачной смоле эпоксидных групп несколько, причем они располагаются как по концам, так и посредине молекул. [c.15] Эта освободившаяся связь используется для образования как продольных, так и поперечных связей [78]. [c.16] Количество поперечных связей зависит от типа смолы и отвердителя [108]. Так, новолачные смолы, обладаюш,ие большим числом эпоксидных групп, дают более плотную структурную сетку. [c.16] Полимеры с трехмерной сетчатой молекулярной структурой относятся к типу термореактивных полимеров, которые отличаются теплостойкостью, химической стабильностью, повышенными механическими характеристиками (модуль упругости, предел прочности). [c.16] В работах [9, 36, 61] отмечается, что полимеры, состоящие из глобул в стеклообразном состоянии, не способны к большим обратимым деформациям и разрушаются хрупко. При температуре выше температуры стеклования глобулы могут разворачиваться, и тогда тело переходит в высокоэластическое состояние. Прочность глобулярных полимеров колеблется в широких пределах в зависимости от плотности упаковки глобул. Разрушение происходит по границам глобул. [c.16] На свойства эпоксидных компаундов существенно влияет количество и природа компонентов (табл. 4). Рассмотрим влияние двух основных компонентов — наполнителей и пластификаторов. [c.16] Известны экспериментальные сведения о влиянии количества наполнителя на коэффициент линейного теплового расширения (КЛТР). Имеются формулы, позволяющие рассчитать КЛТР компаунда, исходя из объемного содержания компонентов [69, 124]. Однако эти формулы не учитывают механического взаимодействия наполнителя и связующего. [c.17] Известна также формула для расчета модуля упругости композиций, упрочненных частицами [108]. Она также учитывает только объемное содержание смеси двух компонентов. [c.17] В связи с этим представляет интерес получить хотя бы на элементарной основе количественные соотношения, описывающие влияние количества наполнителя на основные физико-механические характеристики компаундов с учетом взаимодействия между наполнителем и связующим. [c.17] Полученные значения близки к значениям КЛТР и модуля упругости реальных компаундов. Например, у компаунда ЭЗК-31 с количеством наполнителя 250 в. ч. а = 32- Ю 1/град, =1,3- 10 н/см . [c.17] Приведенные формулы следует рассматривать как оценочные, так как они были получены при упрощенных представлениях о форме, размере и расположении частиц. [c.17] Влияние пластификаторов также изучено пока недостаточно. Введение пластификаторов вызывает снижение температуры стеклования и модуля упругости [42, 62]. [c.17] Несмотря на введение различных наполнителей с целью снижения КЛТР и введение пластификаторов для снижения температуры стеклования и модуля упругости, в литой изоляции из эпоксидных компаундов действуют значительные остаточные тепловые напряжения. Проследим за ходом образования и роста этих напряжений. [c.18] В Процессе отверждения и полимеризации компаунда при постоянной температуре в нем происходит структурная усадка, связанная со сшивкой молекул. Так как при постоянной температуре размеры заливаемых элементов не меняются, то усадочная деформация компаунда будет стесненной, т. е. в компаунде должны возникнуть и расти механические напряжения. Однако эти усадочные напряжения релаксируют, так как компаунд при температуре полимеризации находится в высокоэластическом или даже в вязкотекучем состоянии. Лишь при очень жестких режимах полимеризации усадочные напряжения могут не успеть отрелаксировать, и тогда они приводят к растрескиванию компаунда, так как его прочность при высоких температурах весьма мала. [c.18] Проведенные авторами измерения не обнаружили сколь-нибудь заметных усадочных напряжений. В настоящее время отсутствуют данные по величинам структурной усадки. К сожалению, встречающиеся в различных источниках величины усадки представляют собой сумму структурных и тепловых изменений размеров для перепада температуры от температуры полимеризации до комнатной. [c.18] По окончании процесса полимеризации компаунды охлаждаются с медленной скоростью, обычно со скоростью естественного охлаждения термостата. В данном процессе начинает сказываться разность КЛТР компаундов и материалов заливаемых элементов. Тепловая деформация компаундов является стесненной, что приводит к возникновению остаточных тепловых напряжений. Однако в диапазоне от температуры полимеризации до температуры стеклования эти напряжения успевают отрелаксировать до небольших величин, определяемых величинами модулей равновесной высокоэластичности, так как в этой области релаксационные процессы протекают быстро. [c.18] Вернуться к основной статье