Предисловие редактора шестого тома

из "Поверхности раздела в полимерных композитах Том 6 "

Максимальная реализация свойств полимерной матрицы и армирующего наполнителя в композитах возможна при наличии оптимальной адгезии, условия получения которой установить довольно трудно. Известно, что адгезия, обусловленная только плотным контактом между органическим полимером и гидрофильным минералом, не обеспечивает образования водостойкого соединения. Такое соединение не может быть образовано и посредством прямых химических связей, так как органический полимер с устойчивыми ковалентными и минерал с ионными связями являются слишком разнородными материалами. Хорошая адгезия между такими разнородными материалами может быть получена в результате иапользования третьего материала в виде промежуточного слоя между матрицей и наполнителем. [c.9]
Обычно в качестве промежуточного (аппретирующего) слоя на поверхности раздела полимер — минеральный наполнитель применяют смешанные органо-неорганические соединения (аппреты), подобные органосиланам и метакрилатохромовым комплексам. Использование аппретов приводит к повышению адгезии на поверхности раздела и тем самым к улучшению механических свойств композитов и их стойкости к воздействию влаги. Однако хорошая адгезия является хотя и необходимым, но недостаточным условием для оптимальной передачи напряжений через поверхность раздела. [c.9]
Повышение прочности и жесткости композитов часто сопровождается уменьшением их вязкости разрушения. Тем не менее при удачном выборе аппрета можно получить композиты высокой прочности с достаточной вязкостью разрушения. [c.9]
Решение перечисленных задач заметно улучшит соотношение между затратами на изготовление и характеристиками термопластов по сравнению с другими волокнистыми материалами. [c.10]
Изучение природы поверхности раздела стекло — смола с целью улучшения физических, механических и электрических свойств стекловолокнистых полимерных композитов ведется с 1942 г. Для объяснения полученных результатов были предложены различные теории, которые в какой-то мере определили направление дальнейших работ по улучшению поверхности раздела. Несмотря на систематические научные исследования, начало которых относится к 1963 г., до сих пор нет полного понимания природы поверхности раздела. Практически единственной широко распространенной теорией все еще остается теория химической связи. [c.11]
Механические характеристики полимерных ком1Позитов, арми рованных волокнами, зависят главным образом от трех факторов прочности и упругости волокна прочности и химической стабильности смолы прочности связи между смолой и волокном, от которой зависит эффективность передачи напряжения через поверхность раздела. Каждый из перечисленных факторов может влиять на механические свойства композитов. [c.12]
Рассмотрим характерные особенности двух способов обработки стекловолокна. [c.12]
Один из способов называется шлихтованием (замасливанием) и применяется в производстве крученых стеклонитей, поверхность которых в процессе формирования подвергается однократной обработке. Для обработки используется раствор смеси веществ, причем наиболее важными из них являются смазочные масла, связующие вещества и аппретирующие добавки, содержащиеся в активных замасливателях. Смазочные масла замасливают поверхность и предохраняют ее от абразивного истирания во время последующей обработки. Связующие вещества служат для скрепления отдельных волокон, которые плохо формируются в прядь вследствие влияния статического электричества и других факто--ров. Аппретирующие добавки, по-видимому, улучшают связь между поверхностью стекловолокна и полимерной матрицей в. слоистом пластике. [c.12]
В отличие от аппретов все замасливатели содержат компоненты, ослабляющие связь между полимерной матрицей и смолой. Кроме того, для обработки волокна необходимо меньшее количество (в вес. %) аппрета, чем замасливателя. Предел прочности моноволокна после аппретирования ниже, чем моноволокна после замасливания. Тем не менее предел прочности композитов с аппретированными волокнами часто оказывается выше предела прочности композитов, армированных замасленными волокнами. В расчете на единицу веса стекловолокна производство замасленных волокон дешевле, чем производство аппретированных. При выборе способа обработки волокна учитываются различные факторы и часто приходится выбирать между свойствами композитов и стовмостью их изпотавления. [c.13]
Два события, имевшие место в 1963 г., послужили новым толчком для интенсивного изучения химии поверхности раздела. Одним из них явилось создание комитета по проблеме поверхности раздела в волокнистых композитах. Этот комитет должен был всесторонне изучить проблему композиционных материалов, выделить наиболее важные вопросы и сделать рекомендации по субсидированию конкретных работ. В работе комитета приняли участие представители университетов, правительства и специалисты различных отраслей промышленности. Заключение комитета (МАБ-214-М) было опубликовано в 1965 г., и его осно-вной вывод состоял в том, что фактически в течение 15 лет при разработке композиционных материалов химия поверхности раздела не принималась во внимание. [c.14]
Вторым событием было совещание в Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, на котором присутствовало 75 представителей различных правительственных и научных организаций, а также промышленности. Хотя результаты совещания не были опубликованы, оно в значительной мере способствовало выбору- направлений дальнейших работ по изучению поверхности раздела. Именно эти работы в последующие годы были субсидированы правительством. В основу исследований поверхностных явлений в композитах легли известные закономерности химии поверхности раздела. Изучение поверхности раздела радиоизотопными методами субсидировалось Военяо-воЗ Душными силами. [c.14]
Оценка аппретирующих добавок, улучшающих связь между упрочнителем и полимерной матрицей, проводилась непосредственно по результатам физико-химических испытаний композитов. Однако на основе только экспериментальных данных нельзя достаточно полно объяснить природу адгезионной связи. Несомненно, любая научная интерпретация явлений на поверхности раздела должна коррелировать с практически получаемыми ха-рактеристикам(и (кампознтав. Поокольку даже 1К райне малые аппретирующие добавки оказывают сильное влияние на свойства композитов, то, очевидно, изучение механизма связывания оказывается полезным для выяснения природы адгезии органического полимера к поверхности минерального волокна. [c.15]
Следует отметить, что самые оживленные и плодотворные дискуссии по вопросу химии поверхности раздела имели место на заседаниях секции Поверхность раздела , которые проводились В. Икинсом и Э. Плюдеманом на протяжении свыше 20 лет на ежегодных технических конференциях- по армированным пластикам, организованных Обществом промышленных пластмасс (SPE). [c.15]
Для полного смачивания поверхности вязкость адгезива должна быть низкой, а поверхностное натяжение — меньше критического поверхностного натяжения с омачиваемой поверхности. Хотя поверхности твердых минеральных наполнителей имеют высокие значения ус, тем не менее на гидрофильных поверхностях адсорбируется влага. Поэтому во влажной атмосфере наблюдаются плохое смачивание и растекание неполярного адгезива при соприкосновении с влажной поверхностью полярного субстрата. Напротив, полярные адгезивы способны либо поглощать воду, либо вытеснять ее в процессе химического взаимодействия на поверхности раздела, которое может быть усилено добавками полярных веществ к адгезиву. [c.16]
С целью выяснения условий получения поверхности с более высокой величиной ус, чем поверхностное натяжение жидких смол, изучались природа и ориентация силановых аппретирующих добавок на стекле и их влияние на величину ус обработанной поверхности. Было установлено, что у чистого диглицидилового эфира бисфенола А значение ус при 40 °С приблизительно равно 42,5 дин/см и мало меняется при добавлении отверждающего агента мета-фенилендиамина [4]. Смеси полиэфира со стиролом имеют обычно более низкое поверхностное натяжение. Следовательно, минимальное значение ус для обработанного стекла должно составлять приблизительно 43 дин/см при смачивании эпоксидными и 35 дин/см — при смачивании полиэфирными смолами. [c.16]
Показано распределение силана в пространстве между волокнами. [c.20]
С помощью оптического микроскопа изучался характер изломов на единичных волокнах, заключенных в прозрачные отливки из эпоксидных смол [31]. Наиболее распространенной формой излома оказались двухконусные трещины или отдельные нормальные плоскости излома в смоле, исходящие из точки повреждения волокна. Было показано, что если матрица достаточно пластична и способна на начальной стадии сопротивляться растрескиванию, то разрыв адгезионной связи происходит по поверхности раздела. Зная предел прочности матрицы при растяжении, можно сравнить его с адгезионной прочностью, и, таким образом, установить, какой механизм преобладает в нагруженном образце. [c.22]

Вернуться к основной статье

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...