Аппреты

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]

Формула аппрета Субстрат дин/см [c.17]

Прочность стеклопластиков, полученных подобным образом, иногда бывает выще по сравнению с прочностью слоистых материалов, которые упрочнены стеклотканью, обработанной аппретом 14. Этот ац прет, по-видимому, представлял собой хромовые комплексы. [c.29]

Однако было показано, что содержание силана в аппрете слишком мало для релаксации напряжений на поверхности раздела. Учитывая это обстоятельство, Эриксон и др. [14, 15] предложили теорию предпочтительной адсорбции, которая представляет собой видоизмененную теорию деформируемого слоя. [c.36]

Радиоизотопные исследования аппретов на поверхности раздела [c.119]

I. Аппрет на поверхности раздела стекло—воздух.................. [c.119]

Г. Аппреты и их адсорбционные свойства....................... [c.119]

Книга посвящена рассмотрению результатов изучения поверхности раздела упрочнитель — полимерная матрица в композиционных материалах волокнистого строения. В ней подробно обсуждаются проблемы, которые были только затронуты в книге Современные композиционные материалы . Среди них такие, как химия поверхности армирующих волокон, природа связи на поверхности раздела, роль различных обработок поверхности волокон (в основном силановыми аппретами) в формировании границы раздела полимер — минеральные волокна, механизм передачи напряжений через поверхность раздела, влияние начальных термических напряжений на механические свойства композитов, стабильность композитов при воздействии влаги. [c.5]

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]

Усовершенствование упрочненных термопластов. Эксплуатационные качества упрочненных термопластов определяются свойствами полимера только в случае композитов на основе найлона, для армирования которых могут быть использованы стеклянные волокна того же размера, что и для эпоксидных смол. Существующие силановые аппреты применяются для упрочнения связи термопластов с непрерывным стекловолокном и, как правило, непригодны для материалов, армируемых дискретными волокнами в процессе л-итья под давлением. Для оптимального армирования те1р(мопластов стекловолокном необходимо исыкаиие новых аппретов и совершенствование технологии аппретирования. [c.10]

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]

Сведения о природе поверхности раздела, которыми мы располагаем в настоящее время, недостаточны для разработки новых аппретов, пред назначе1нных для современных стеклопластов, особенно 1в случае упрочненных термопластиков. По сравнению с 1942 г. в решении этой проблемы достигнут значительный прогресс, однако до сих пор остается необъясненной очень высокая в отдельных случаях прочность слоистых пластиков. Как правило, это связывается с оптимальными условиями, когда аппрет, стекловолокно, смола и способ изготовления — все было самым лучшим (best evers). В табл. 1 приводятся прочностные характеристики некоторых композитов, полученных в таких оптимальных условиях в Военно-морской артиллерийской лаборатории США (NOH). [c.14]

В 1969 г. Цисман [55] обобщил и проанализировал новые данные о химии поверхности минеральных волокон в армированных композитах. Бэском [5, 6] и Ли [27, 28], опублико1вали данные о критических значениях поверхностного натяжения различных пленок силановых аппретов, осажденных на поверхностях минеральных волокон. Из сравнения этих величин со значением ус для стекла в сухой и влажной атмосфере следует, что можно регулировать степень смачиваемости поверхности стекла используя для ее обработки силаны, способные к гидролизу (табл. 2). Однако критическое поверхностное натяжение силановых аппретов, обычно применяемых в промыщленности армированных пластиков, не превышает 35 дин/см. Самым лучшим аппретом для поверхности [c.16]

КРИТИЧЕСКОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ПЛЕНОК СИЛАНОВЫХ АППРЕТОВ, НАНЕСЕННЫХ НА СУБСТРАТ [c.17]

Электронно-микроскопическим методом при большом увеличении изучались реплики, снятые с поверхности стекловолокон, обработанных силановым аппретом. Было установлено, что оптимальными свойствами обладают однонаправленные композиты, которые армированы стекловолокнами, обработанными 0,1—0,25%-ным раствором силановых аппретов, в то время как для образования мономолекулярного слоя требуется всего лишь 0,02—0,04% силана. На электронной микрофотографии стекловолокна, обработанного о, 1%)-ным водным раствором силана, можно видеть большое количество гидролизованного силана в матрице между волокнами (рис. 2). Промывание стекловолокон горячей водой приводит к разрушению большей части силановых мостиков, не ухудшая свойств композитов, армированных таким стекловолокном. Отсюда следует, что для прочной связи волокна с полимером достаточно наличия на стеклянной поверхнасти мономолекулярного слоя аппрета. На практике обычно используются силаны более высокой концентрации с учетом неоднородного осаждения их на пряди (пучке) волокон. Видимые островки аппрета, осевшего на поверхности стекловолокна, незначительны, что подтверждается результатами электронно-микроскопичеокого исследования реплик. Даже при самом большом увеличении на стекловолокне нельзя обнаружить монослоя аппрета. В работе [47] было показано, что осаждение равномерно деформируемого пластичного слоя силиконового полимера на поверхности раздела зависит от природы силанов. [c.18]

Таким образом, вид силоксановой пленки, адсорбированной на минеральной поверхности, зависит от природы органической функциональной группы в кремнийорганическом соединении, воздействия воды, pH среды, от интенсивности старения раствора силана и наличия специфического катализатора, например иона фтора. Результаты эллипсометрических измерений позволяют предположить, что силановые аппреты осаждаются на минеральных поверхностях в виде полимерной пленки с определенной ориентацией органических функциональных групп при атоме кремния, а не в виде мономолекулярной пленки силанов. [c.24]

С помощью меченых атомов С изучалась адсорбция на стек--ле и кремнии пленки силановых аппретов толщиной вплоть до мономолекулярного слоя, Фогель и др. [51] наблюдали много- [c.24]

Шредер и др. [45] показали, что гидролизованный уаминопро-пилсиланол образует на стекле полимолекулярный слой. После выдержки в воде при 25 °С уже через 20 мин более 97% пленки подвергается гидролизу. После выдержни в воде при 100 °С в течение 100 мин остается только небольшая часть аппрета в виде пленки, в которой одна молекула приходится на площадь 125 А . Но даже и такое незначительное покрытие поверхности стекла силанами является эффективным для увеличения адгезии стекловолокна к смолам, применяемым в композитах. [c.25]

Для определения влияния влаги на стекло и связь между ним и аппретом Воган и Макферсон [50] выдерживали термообработанную и аппретированную силаном стеклоткань в течение 12 недель в атмосфере с относительной влажностью 95% при 38°С. Установлено, что после такой выдержки свойства эпоксидных слоистых материалов, армированных данными тканями, несколько ухудшаются. Ряд эпоксидных препрегов, изготовленных на одинаковой стеклоткани, но различно обработанных, выдержива- [c.27]

Обычно необходимо присутствие небольшого количества воды на поверхности раздела, для того чтобы аппрет выполнял свою роль в композитах, упрочненных стекловолокном. Поэтому стеклоткань вначале выдерживали в среде с различной относительной влажностью при 22 °С не менее 75 суток, а затем обрабатывали. аппретом МОЬ-24 в органичеюких растворителях [33]. При изменении относительной влажности воздуха от 50 до 88% прочность слоистого материала изменялась незначительно. Оптимальные результаты были получены после выдержки стеклянных волокон в среде с относительной влажностью более 70%. Следовательно, относительная влажность воздуха менее 50% может оказаться слишком низкой, чтобы существовала достаточно прочная связь аппрета со стеклом. [c.28]

В табл. 3 приведены данные о пределе прочности на изгиб слоистого пластика с термообработанной стеклотканью, подвергнутой аппретированию различными составами. При использовании винилтрихлорсиланового аппрета полиэфирные слоистые композиты имеют пределы прочности в сухом и влажном состояниях [c.31]

В 1961 г. в лаборатории НОВ проводились работы, целью которых было выяснить возможность использования теории химической связи для выявления недостатков аппретов. Термообработанную стеклоткань обрабатывали двумя силанами метилтрихлор-силаном (МТХС) и диметилдихлорсиланом (ДМДХС), причем ни один из них не содержал реакционноспособных органических групп. Слоистые пластики, армированные такими тканями, и пластики, упрочненные исходной термообработанной тканью (контрольный опыт), подвергались испытаниям на изгиб и сжатие. В качестве матрицы в этих композитах использовались эпоксидные, полиэфирные и фенольные смолы. [c.32]

Гораздо труднее определить природу связей между стеклом и силановым аппретом. Ранее было показано, что силановые аппретирующие добавки могут образовывать ковалентные связи с си-ланольными группами на поверхности стекла (см. разд. II, Е) однако хорошо известно, что эти связи гидролизуются в кипящей воде. Учитывая очень мягкие условия обработки поверхности стеклянных волокон водными растворами аппретирующих добавок, можно предположить, что преобладающим типом связи меж- [c.33]

Изучались различные поверхности ювенильная поверхность волокна из Е-1Стекла, образованная путем раскалывания стекла в смоле, поверхность волокна из Е-стекла, вытянутого из расплава, химически очищенная, дегазированная, загрязненная, обогащенная щелочью, полированная. Эти поверхности сравнивали с поверхностями, обработанными такими аппретами, как аминолро-пилтриэтоксисилан. [c.34]

Обработка стекловолокна силаном ухудшает, а не активирует смачивание его смолой. Лэд и Нельсон [26] показали, что стекло, обработанное аминопропилсиланом, плохо смачивается эпоксидной смолой, однако временнйя устойчивость адгезионной связи на поверхности раздела в присутствии воды в 200 раз выше, чем для необработанного волокна. Изучая многочисленные органосодержащие силаны как потенциальные аппретирующие добавки для полиэфирных смол, Плюдеман [37] не обнаружил никакой связи между полярностью силана или смачиваемостью стекла, обработанного силаном, и их поведением в полиэфирном слоистом пластике. Тем не менее Лотц и др [29], сравнивая аппреты для эпоксидных смол, обнаружили, что при иопользовании силанов, обладающих максимальным критическим поверхностным натяжением Ус, получаются наилучшие слоистые пластики. Очевидно, вначале механизм образования адгезионного соединения с помощью аппретирующих добавок не связан со смачиваемостью поверхности. Только после соблюдения основных требований получения надежной адгезии дальнейшее увеличение ее прочности может быть достигнуто в результате улучшения смачиваемости стекловолокна, обработанного смолой. [c.35]

Контроль за разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах может быть необходим для изделий специального назначения, которые должны обладать высокой вязкостью разрушения или для которых напряжения в волокнах являются в основном растягивающими. Ткань из Е-стекла, обработанная шлихтующим составом, использовалась для изготовления брони с высокой ударной прочностью [2]. При изготовлении сферических баллонов высокого давления для сжатого воздуха, устанавливаемых на самолетах, применялась в основном стеклянная ровница, обработанная замасливателем, который ухудшал прочность связи стекловолокна со смолой [17]. Для большинства применяемых композитов требуется сочетание хорошей адгезионной прочности и ударной вязкости. Силановые аппреты в значительной степени способствуют такому сочетанию свойств. [c.36]

Теория деформируемого (аппретирующего) слоя была предложена Хупером [20], который обнаружил, что усталостные свойства слоистых пластиков значительно улучшаются при нанесении аппретов на стеклянные наполнители. Он предположил, что аппрет на поверхности раздела в композите пластичен. Если учесть усадку смолы при отверждении и относительно большую разницу коэффициентов теплового расширения стеклянных волокон и смолы в слоистом пластике, то во многих случаях можно ожидать высокого значения напряжения сдвига на поверхности раздела в отвержденном (ненагруженном) образце. В этом случае роль аппрета состоит в локальном снятии таких напряжений. Следовательно, аппрет должен обладать достаточной рела1исацией, чтобы напряжение между смолой и стекловолокном снижалось без разрушения адгезионной связи. Если все же адгезионное соединение нарушается, то это свидетельствует об отсутствии предполагаемого механизма самозалечивания повреждения. Можно ожидать, что уменьшение внутренних напряжений способствует повышению прочности слоистого пластика, особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды (влажная атмосфера). [c.36]

Новая теория основывалась на предположении, что разные аппреты на стеклянном волокне обладают различной способностью дезактивировать, разрушать или адсорбировать из неотвержден-ной жидкой композиции некоторые компоненты, необходимые для ее полного отверждения. [c.36]

Теория, предложенная Плюдеманом [34, 38], включает в себя основные положения теории химической связи, теории твердой поверхности раздела связанного слоя и теории деформируемого слоя (см. гл. 6). Соглаано теории Плюдемана, обратимое разрушение и воостановление напряженных связей между аппретом и стеклом в присутствии воды допускают релаксацию напряжений без ухудшения адгезии. [c.39]

В работе [46] было отмечено, что разрушение минералов пу- тем дробления в значительной степени зависит, от поверхностно-активных химических веществ, особенно в присутствии воды. Так, например, у стекла сопротивление излому моЖет менятьйя в зависимости от окружающей среды от нескольких до 306%, причем растрескивание значительно уменьшается, если присутствуют полярные мсшекулы. Возможно, что, сравнивая со(противления- излому стеклянных волокон с добавками в виде стандартных аппретов и других полярных молекул, входящих в состав различных мол, можно было бы получить ценные сведения о влиянии окружающей среды ня. свойства иоверхности, [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...