Наполнитель, взаимодействие со. смолой

Можно подсчитать для ненаполненной смолы значение и /Н — i/E) = 0,52. По этому значению можно судить о том, что при Т = 360 °С компонент, масса которого изменяется во времени по экспоненциальному закону, составляет всего 0,052 или 5,2% от начальной массы полимера. Если стеклопластик содержит 30% смолы, эта составляющая будет (без учета взаимодействия смолы с наполнителем) равна приблизительно 1,56% от начальной массы стеклопластика. При Т = 420 °С картина остается примерно той же. Очевидно, что погрешность, возникающая при замене спектра бесконечного числа экспонент одной экспонентой, не будет превышать 1,56%. Лишь в тех случаях, когда процентное содержание связующего велико, следует привлекать более сложные уравнения кинетики. [c.86]

Характеристики поверхности волокна. Согласно существующим данным, размер (диаметр) кристаллита на поверхности углеродного наполнителя определяется степенью молекулярного взаимодействия на поверхности раздела волокно — смола. Результаты [c.257]

В предыдущих параграфах этой главы показано, что полная модель разрушения стеклообразных материалов достаточно сложна. Сильная зависимость вязкости расплава от температуры приводит к необходимости совместного решения уравнения движения пленки и уравнения сохранения энергии. При этом последнее приходится интегрировать по всей глубине прогрева конденсированной фазы, ибо у стеклообразных материалов нет фиксированной температуры плавления. Температурный профиль в пленке расплава определяет такие чисто внутренние процессы в теплозащитном материале, как термическое разложение смолы, фильтрация газообразных продуктов коксования, гетерогенное взаимодействие наполнителя и связующего (подробнее эти вопросы рассматриваются в гл. 9). [c.206]

Рассмотрим вопрос о гетерогенном взаимодействии наполнителя — стекла и твердого продукта разложения смолы — углерода. В отличие от поверхностного выгорания углерода, рассмотренного в 9-3, гетерогенное взаимодействие принципиально изменяет картину разрушения (рис. 9-19). В соответствии с уравнением (9-7) из внутренних слоев материала в пограничный слой поступает значительная масса окиси кремния SiO, которая при наличии избытка кислорода может вступать с ним во взаимодействие [c.273]

Свойства композиционных материалов прежде всего определяются свойствами и соотношением исходных компонентов, а также взаимодействием их на границе раздела и свойствами межфазных слоев. Свойства основных классов наполнителей, в том числе волокнистых, описаны в [10—12] дополнительного списка литературы. Хотя выбор наполнителей, используемых в качестве дисперсной фазы для заданной непрерывной полимерной фазы, ничем не ограничивается, на практике для достижения требуемых эффектов определенные наполнители используют в сочетании с одними полимерами чаще, чем с другими. Так, стекло- или асботкани используют в сочетании с полиэфирными смолами чаще, чем силикатные наполнители, которые в свою очередь чаще используют в сочетании с силоксановыми полимерами (табл. 1.5). Оптимальное количество наполнителя может сильно колебаться для различных композиций — от О до 30 масс. ч. стекловолокон на 100 масс. ч. полистирола и от О до 600 масс. ч. некоторых наполнителей на 100 масс. ч. эпоксидных смол. [c.35]

По современным взглядам, при наполнении термореактивных смол твердыми наполнителями, которые нашли наибольшее применение, существенно уменьшается молекулярная подвижность макромолекул в граничном слое, что связано с взаимодействием полимера с твердой поверхностью наполнителя. Это приводит, в свою очередь, к изменению структуры и свойств гра- [c.130]

В воде и водных растворах, близких к нейтральным, а также в инертных средах прочностные показатели многих материалов после 2-3 месяцев испытаний стабилизируются [93]. В кислых и щелочных средах ухудшение прочностных характеристик хотя и существенно замедляется, но не прекращается даже после пяти лет экспонирования [108, 117]. Естественно, что это относится к стеклопластикам на основе смол, не подвергающихся деструкции под влиянием жидкой среды. В противном случае (например, в случае полиэфирных смол общего назначения, гидролизующихся под действием воды) процесс идет до полного разрушения материала (рис. 5.8, кривая 5). То же происходит и тогда, когда армирующий наполнитель интенсивно взаимодействует со средой, например с плавиковой кислотой (кривая 4, рис. 5.8). [c.121]

Пластмассами называются органические высокомолекулярные материалы, обладающие способностью принимать под действием температуры и давления заданную форму и сохранять ее после затвердевания. Основу пластмасс составляют сложные химические соединения органического происхождения — смолы, эфиры, целлюлозы и другие, получившие общее название — смолы. Смолы бывают естественные (янтарь, шеллак) и искусственные, получаемые химическим взаимодействием простых веществ. В чистом виде они используются редко, так как введение различных добавок значительно удешевляет пластмассу и улучшает физико-механические свойства изделий. В большинстве случаев пластмассы состоят из смолы, наполнителей, пластификатора и красителя. [c.157]

В большинстве случаев пластмассы состоят из смолы (связующее вещество), наполнителей, пластификаторов и красителей. Применяют естественные (янтарь, шеллак) и искусственные смолы, получаемые путем химического взаимодействия простых веществ. Кроме того, используют смолы, получаемые переработкой природных веществ асфальт, пеки, битумы и т. п. [c.156]

В гидрофобных полимерах, сорбирующих ограниченно малое количество воды, такое взаимодействие приводит к связыванию электролита, понижению его подвижности и торможению процесса переноса. В полярных полимерах, особенно при наличии гидрофильных наполнителей, вода ориентируется у полярных групп полимера или на поверхности гидрофильного наполнителя, образуя протяженные области, которые затрудняют свободный перенос молекул летучего электролита. К примеру, если коэффициенты проницаемости по отношению к воде полиэтилена и эпоксидной смолы являются величинами одного порядка, то значение коэффициента проницаемости для НС1 отвержденной эпоксидной смолы на два порядка меньше, чем полиэтилена. Значит, для защиты от действия водных растворов летучих электролитов более эффективными являются покрытия на основе полярных синтетических смол. Этим, кстати, и объясняется широкое применение покрытий на основе эпоксидных смол для защиты металлоконструкций на промышленных объектах. [c.37]

Пластические массы часто содержат наполнитель (в реактопластах практически всегда), который используют для придания материалу определенных свойств. При введении, например, хлопчатобумажного волокна связующее пропитывает его, проникая в структуру. При введении стеклянного волокна связующее лишь обволакивает волокно, и крайне желательно, чтобы оно легло сплошной пленкой. Различие во взаимодействии смолы и хлопчатобумажного и стеклянного волокон хорошо видно на рис. 1.4 [3]. При плохой смачиваемости связующее не может вьшолнить ни одной из перечисленных выше функций. [c.12]

Термореакр1вные полимеры в отвержденном состоянии имеют жесткие пространственные структуры и большие внутренние напряжения. Внутренние напряжения, возникающие в клеевых композициях на основе эпоксидных смол, небольшие 69]. С целью предотвращения возникших напряжений и для регулирования адгезионных взаимодействий в состав композиции вводятся высокодисперсные наполнители минерального происможде-ни . [c.124]

Роль электрокинетических эффектов уменьшается, если силаны вводятся в композит простым смешением со смолой или наносятся на поверхность наполнителя из растворов в неполярных органических растворителях. В работе [53] отмечено преимущество использования органических растворителей вместо воды при нанесении на стекло аминоалкилсилановых аппретов, однако этот эффект мог быть результатом недостаточного контроля pH в водной системе. Электрокинетическое взаимодействие между ионогенными силанами и поверхностью минеральных наполнителей способствует оптимальной ориентации и регенерации аппретов, применяемых в водных растворах. [c.193]

Изучение смачивания обработанного силаном стеклянного волокна существенно для понимания механизм первичного адгезионного взаимодействия силановых аппретов, так как поверхность раздела между аппретом и смолой исчезает в процессе изготовления композита. В идеальном случае остается только одна граница раздела между полимером, который модифицирован силанолом, и поверхностью минерального наполнителя. [c.195]

Если основное требование к силановым аппретам, а именно способность к взаимодействию со смолой, удовлетворяется, то дальнейшее улучшение их характеристик может быть достигнуто повышением критического поверхностного натяжения и смачивания аппретированного силаном минерального наполнителя. Чем лучше смачивание аппретированного стекла, тем полнее вытесняется воздух с его поверхности и тем меньше пористость материала [6]. Однако высокая активность аппрета при плохом смачивании дает лучшие результаты, чем хорошее смачивание в сочетании с пассивностью силана. [c.195]

Полное отверждение смолы на границе раздела является только одним из факторов, определяющих свойства композитов. Например, при аппретировании стеклянного наполнителя фенилсила-ном достигается полное отверждение полиэфирной смолы, но фенилсилан неэффективен как аппрет, поскольку не реагирует со смолой. Вторым фактором, определяющим свойства композитов, является взаимодействие силана со смолой, в результате чего смола наряду с силанолом присутствует на поверхности минерала. Модифицированная силанолом смола оказывается связанной с наполнителем гидролизуемыми связями, что придает материалу пластичность с сохранением его водостойкости. [c.205]

Влияние воды на армированные минеральным наполнителем полимерные композиты может быть довольно сложным в зависимости от природы полимера и наполнителя. У таких чувствительных к воде полимеров, как найлон, адсорбция воды вызывает набухание и снижение модуля упругости. Термореактивные смолы, например полиэфиры, в горячей воде вначале набухают, а затем сжимаются до исходного объема в результате выделения растворимых веществ и процесса полимеризации остаточных функциональных групп [3]. Пер1Воначальное набухание в воде приводит к снижению усадочных напряжений в полимере, и поэтому механические свойства композитов могут улучшаться при кратковременной выдержке, пока не начинается деструкция полимера или взаимодействие воды с поверхностью раздела. Полиолефины и кремнийорганические смолы относительно инертны к воздействию воды. [c.209]

На механических свойствах полимерных композитов с минеральными наполнителями особенно отрицательно сказывается скопление воды на поверхности раздела. Вода может выщелачивать растворимые вещества с поверхности раздела, что вызывает коррозию наполнителя под напряжением или растрескивание смолы из-за осмотического давления при этом смола работает как диэлектрик при электрохимической коррозии металлов. Полярные функциональные группы полимеров (аминные гидроксильные или карбоксильные) наиболее прочно связываются с поверхностью наполнителя и эффективно препятствуют скоплению молекул воды на поверхности раздела. Полиолефины и другие неполярные полимеры почти не способны конкурировать с водой на поверхности наполнителя, хотя в массе эти полимеры наиболее стойки к растворению или химическому взаимодействию с водой. Роль силановых аппретов заключается не в том, что они препятствуют достижению молекулами воды границы раздела полимер — наполнитель, а в том, что они, распределяясь на поверхности наполнителя, мешают молекулам воды образовывать пленки или капли. Такое представление об адгезии полимера к наполнителю предполагает, что ухудшение адгезии всегда предшествует коррозии. Любая полимерная пленка, имеющая адгезию к минеральному наполнителю и препятствующая скоплению воды на поверхности раздела, предотвращает коррозию поверхности минерального наполнителя под действием воды. [c.210]

Обратимое равновесие процесса адгезионного взаимодействия между смолой и стеклятрным наполнителем становится очевидным при изучении поведения стеклонаполненных композитов в водных растворах кислот и оснований. Эти реагенты известны как актив- [c.212]

Карбоксильные и гидроксильные группы, присутствующие в эпоксидных смолах, образуют гидролитически обратимые связи с поверхностью большинства минеральных наполнителей, и хотя эти связи могут быть менее прочными, чем в случае силанолов, они устойчивы к воздействию влаги при условии достаточно высокой концентрации функциональных групп на поверхности раздела. В случае эпоксидных смол, отвержденных ангидридами, обеспечиваются оптимальные условия для адгезионного взаимодействия, так как при реакции ангидридов с водой, находящейся на поверхности наполнителя, достигается высокая концентрация карбоксильных групп, ориентированных по на правлению к этой поверхности. [c.214]

Адгезионное взаимодействие термопластичных эластомеров с олигомерными грунтами, модифицированными силанами, по-видимому, состоит в частичной диффузии смолы в каучук, реагирующей с силаном. Специфической способностью к модификации в данном случае обладают аминосодержащие силаны другие же силаны, указанные в табл. 1, способствуют улучшению адгезионных свойств реакционноспособных смол, но неэффективны как добавки к промоторам адгезии термопластичных каучуков. Поскольку модифицированные силанами смолы эффективны в качестве грунтовок с термопластичными каучуками и неэффективны с термопластичными смолами, адгезионное соединение с поверхностью минерального наполнителя возможно только при наличии способ- [c.221]

Так как композиты, армированные необработанными графитовыми волокнами, имели низкую прочность при межслойном сдвиге вследствие плохой адгезионной связи волокна со смолой, было необходимо добиться лучшего взаимодействия матрицы с наполнителем. Применение силанового покрытия на термообработанном [78, 93] или окисленном волокне [47] оказалось неэффективным и не позволило повысить прочность при межслойном сдвиге. Однако при окислении поверхности волокна в сочетании с ее термообработкой даже без применения аппретов прочность композитов при межслойном сдвиге значительно возрастает [41, 48, 63, 68, 78, 88]. Окисление графитовых волокон азотной кислотой способствует увеличению их удельной поверхности и, как было показано в разд. I, созданию кислой Поверхности. В углепластиках с волокном НМС-50 существует зависимость между их прочностью на сдвиг и величиной удельной поверхности воло кон (рис. 14) [88]. В результате окисления волокна повыщается также и прочность на растяжение в поперечном направлении. [c.267]

ЛИШЬ те из них, которые либо связаны с образованием значительных масс газообразных продуктов (т. е. влияют на интенсивность вдува), либо приводят к образованию новых химических компонент, влияющих на механизм разрушения определяюш.ей компоненты. Применительно к композиционным теплозаш,итным материалам на органической связке процессом первого типа является термическое разложение смолы, а примером второго — гетерогенное взаимодействие окислов наполнителя с углеродом связующего вещества, при котором образуются тугоплавкие карбиды. [c.132]

Стабильность эмульсии. Одним из важнейших показателей каждой эмульсии является ее способность оставаться стабильной, т. е. не претерпевать коагуляции дисперсной фазы в различных условиях хранения и применения эмульсии. К таким различным условиям относятся хранение эмульсии в течение 6 мес. и более, значительное колебание температуры, механические воздействия, имеющие место, например при перетире пигментных паст, изменение pH н взаимодействие с водой, содержащей определенное количество растворенных солей. Стабильность эмульсии определяется главным образом характером примененного для ее изготовления эмульгатора (анионный, катионный или неионный), а также размерами частиц или степенью дисперсности дисперсной фазы. Средний размер этих частиц не должен превыщать 0,2 р,. Распределение частиц по величине также имеет очень большое значение, так как даже относительно небольшое количество крупных частиц дисперсной фазы ускоряет коагуляцию. Эмульсии очень чувствительны к сильным колебаниям температур. При повышенных температурах непрерывная пленка эмульгатора вокруг каждой частицы смолы становится тоньше и поэтому менее прочной. В этом случае разрыву пленки при столкновении частиц способствует также усиление броуновского движения частиц дисперсной фазы. При температуре замерзания пленка эмульгатора разрушается и при последующем повышении температуры эмульсии до комнатной не возвращается в исходное состояние. Механические воздействия, как например энергичный перетир на валковой краскотерке, также нарушают целостность пленки эмульгатора, в частности, если в эмульсии присутствуют мелко измельченные частицы пигмента или наполнителя. [c.631]

Из-за быстрого отверждения и низкого коэффициента диффузии в неметаллической матрице (исключение составляют органоволокниты) в КМ нет переходного слоя между компонентами. Связь между волокнами и матрицей носит адгезионный характер, т.е. осуществляется путем молекулярного взаимодействия. Прочность связи, характеризуемая параметром (т О — прочность сцепления, — коэффициент контакта), повышается с увеличением критического поверхностного натяжения волокна (стс). Для обеспечения высокой прочности связи между компонентами необходимо полное смачивание волокон (которое достигается, например, растеканием жидкого связующего по поверхности волокон) при этом поверхностная энергия волокон должна быть больше поверхностного натяжения жидкой матрицы. Однако для жидких эпоксидных смол, обладающих лучшей адгезией к наполнителям среди других полимеров, поверхностное натяжение составляет 5,0 10 Дж/м , тогда как для углеродных волокон оно находится в интервале (2,7 - 5,8) 10 Дж/м , а дла борных равно 2,0 10 Дж/м . Поверхностную энергию волокон повышают различными методами обработки их поверхности травлением, окислением, вискеризацией. Например, после травления борных волокон в азотной кислоте их критическое поверхностное натяжение достигает сотен джоулей на квадратный метр. На рис. 14.32 видно, что благодаря травлению поверхностное натяжение борного волокна увеличивается и параметр резко возрастает. Это свидетельствует об увеличении прочности связи между волокном и матрицей. [c.456]

Поверхностное натяжение клея можно изменить химической модификацией. Так, фторирование эпоксидной смолы и полидиметилсилоксана снижает поверхностное натяжение соответственно с 44 до 20 мН/м и с 24 до 10 мН/м [5, S. 45]. Такими клеями могут быть склеены практически любые ПМ. Смачиваемость можно регулировать также, добавляя в клей поверхностно-активные вещества, разбавители, пластификаторы, наполнители и др. Чтобы обеспечить хорошее смачивание и адгезионное взаимодействие поверхности с клеем, последний применяют в виде подвижных жидкостей или вязко-текучих композиций. [c.454]

Для улучшения адгезии и аутогезии в твердые смазки вводят связующие вещества. Адгезия и аутогезия достигаются за счет контакта связующего с экранируемой поверхностью и частицами в результате липкости и химического взаимодействия. В качестве связующих применяют органические смолы и неорганические вещества в виде солей различных металлов. Связующие предохраняют твердые частицы смазки от воздействия внешней среды, а в процессе трения они способствуют ориентации частиц относительно трущихся поверхностей [174]. Для повышения адгезии частиц M0S2 вводят фталоциан, который применяют в виде расплава. Этот же препарат добавляют в смесь графита и dO [176]. Адгезию порошка алмаза увеличивают путем применения органической смазки. В состав смазки входят наполнитель и отвердитель. Для наполнителя применяют металлические порошки, обладающие высокой теплопроводностью и пластичностью, а для отвердителя используют различные смолы, чаще других — фенолформальдегидную [177]. [c.225]

Из выпускаемых промышленностью лакокрасочных материалов для электроосаждения широкое применение нашла грунтовка ФЛ-093, представляющая собой суспензию пигментов и наполнителей в растворе смолы резидрол ВА-133 (малеинизированный продукт взаимодействия льняного и дегидратированного касторового масла с глицерином и канифолью). Выпускается она в виде кислой пасты с сухим остатком 70%, поставляется комплектно с нейтрализатором — триэтиламином. [c.55]

Стальная поверхность, на которую наносили резольную фе-нолоформальдегидную смолу РФН-60 холодного отверждения, замазки арзамит и фаолит, должна быть защищена подслоем, так как отвердитель обладает слабокислой реакцией. На поверхности стали образуются соли и окислы, что приводит к резкому снижению адгезии смолы и замазок к стали. Наносимый подслой не должен взаимодействовать со сталью, но должен обладать хорошей адгезией к стали и после отверждения быть плотным. Теплостойкость подслоя должна быть не ниже теплостойкости покрытия. В качестве подслоя нами были исследованы составы на основе жидкого натриевого стекла модуля 2,8 (плотностью 1,4 г/см ) с диабазом или андезитом. Количество наполнителя составляло 55%, отвердителя — кремнефторнда натрия 5%. [c.99]

Разработкой материаловедческих основ армированных полимеров занимались В. А. Каргин, А. К. Буров, Г. Д. Андриевская, Б. А. Киселев, П. Морган, Р. М. Соннеборн, Ф. Бир и др. Были установлены основополагающие зависимости свойств стеклопластиков от вида и количества наполнителя и связующего, их взаимодействия (прочности связи стекло-смола) определены функции, выполняемые каждым из компонентов оптимальный диаметр стекловолокна, который, как оказалось, зависит от многих факторов, в том числе от типа связующего и степени наполнения оптимальная степень наполнения для различных структур и т.д. Частично выявлена роль технологических параметров и определены их оптимальные значения. [c.6]

Аппретирование изменяет условия структурообразования и характер взаимодействия на границе стекло-смола, улучшает смачивание наполнителя смолой, способствуя увеличению коэффициента одновременной работы стекловолокон и в то же время придает поверхности волокон гидрофобные свойства. Однако участки поверхности стеклянных волокон, на которых имеются катионы металлов (примерно 6-11% от общей поверхности), во взаимодействие с аппретом не вступают, что и предопределяет развитие коррозионных процессов и снижение прочностных свойств, хотя и значительно более медленное, чем при использовании неаппретиро-ванных волокон. [c.24]

В органопластиках матрицей обычно служит эпоксидная смола, а наполнителем - органическое или синтетическое волокно (полиамидные или полиэтилентерефталатные волокна). Органопластики -это полимеры, наполненные полимерами. Они имеют плотность 1,4 г/см область рабочих температур до 300 °С. При получении органопластиков происходит диффузия компонентов связующего в волокно и их химическое взаимодействие. В результате получается бездефектная структура, пористость которой не превышает 1+3 % (в других материалах 10+20 %). Отсюда стабильность механических свойств органопластиков при резком перепаде температур, при действии ударных и циклических нагрузок. Недостатки этих материалов - сравнительно низкая прочность на сжатие и высокая ползучесть (особенно для эластичных волокон). Поэтому в комбинированных материалах наряду с синтетическими волокнами применяют минеральные (стеклянные, карбоволокна и бороволокна), повышая прочность и жесткость. Органопластики применяют в авиационной и космической технике, авто- и судостроении, электро-и радиотехнической промышленности из них изготавливают трубы, емкости для реактивов и др. [c.420]

В РДТТ с большим временем работы широко используется активная тепловая защита конструкции двигателя, основанная на поглощении значительной доли подводимого к поверхности тепла при разложении и уносе материала покрытия. Для этой цели применяются теплозащитные материалы (ТЗМ) на основе полимеров, чаще всего армированные пластики. При тепловом воздействии происходит разложение органической связки (каучука, эпоксидной или фенольной смол и т. д.) с образованием газов и коксового остатка. Последний вместе с наполнителем образует пористый обугленный слой, который в дальнейшем при взаимодействии с потоком продуктов сгорания топлива уносится с поверхности покрытия. Таким образом, в результате термического воздействия основного потока газов на покрытие происходит полный унос некоторого слоя покрытия и образование обугленного слоя, сохраняющего твердые продукты пиролиза и наполнитель. Соотношение толщины унесенного и обугленного слоев зависит от характеристики материала и конкретных условий работы покрытия. [c.161]

При обычной физической адсорбции полимеров можно интуитивно предположить, что в данном гомологическом ряду преимущественно адсорбируются образцы с более высокой молекулярной массой. Специфическая адсорбция может нарушить влияние молекулярной массы. Типичным примером является преимущественная адсорбция низкомолекулярных полимеров с более высокой полярностью, таких, как фталевые полуэфиры, входящие в состав жирных алкидов. Уолбридж и др. [111] показали, что адсорбция этих продуктов может быть объяснена с точки зрения кислотно-основного взаимодействия, в котором основаниями являются поверхность TiOg и металл сиккатива. Они установили, что общее поведение системы при флокуляции — дефлокуляции зависит от порядка введения сиккатива и димерной жирной кислоты в обычную белую эмаль на основе жирного алкида, а также от относительной силы кислоты и возможности образования необратимых связей карбоксильных групп с поверхностью пигмента, что, в свою очередь, зависит от температуры дисперсии. Поверхность различных пигментов может связывать кислоты (или основания) подобно ионообменным смолам. Соломон и др. [112] исследовали кислотные центры на поверхности минеральных наполнителей и пришли к выводу, что они сравнимы по силе с кислотными центрами катализаторов крекинга . Наличие подобных центров, которые проявляются при действии тепла, оказывает очень сильное влияние на химические реакции в поли- мерных соединениях, особенно в неполярных средах. [c.164]

Данная методика применена для изучения разделения компонентов сложного связующего на границе раздела с наполнителем. Это явление может существенно изменить структуру и свойства граничного слоя, что приведет к изменению свойств всего композита. Например, любое эпоксидное связующее - как минимум двухкомпонентное, оно состоит из эпоксидной смолы и отвердителя. Если силы их ван-дер-ваальского взаимодействия с наполнителем разнятся значительно, то в процессе отверждения произойдет перераспределение компонентов на границе раздела. Граничный слой будет обогащен компонентой, сила молекулярного взаимодействия которой с материалом наполнителя наибольшая. Это может изменить концентрационное равновесие и нарушить условия отверждения на фанице раздела. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...