Крысин В.Н., Крысин М.В. - Технологические процессы формирования, намотки и склеивания конструкций (1049225), страница 5
Текст из файла (страница 5)
ются области. иеиалолиениые основой, разиотолщищивсть ввроавоек ословм между аквнми армирующсго лватериала, иеравполтериое распределение волоком и др. ПКМ присущи две категории микродсфсктов: псрвичиые, возникающие в процессе изготовлсипя ПКЫ и ирисутствувощис в исхоцпой структуре а виде пор, грешил. включений, отслоении, и вторичиыс, образуюпшеся в условиях эксплуатации под воздействием впешиих факторов (влаги.
нагрева, механических нагрузок, облучения и др.). В зависимости от люста образовали м дефекты можно разделить па висшпие и аиутрсииие. Висшиис появляются ма поверхности ПКМ. а внутрсипие — внутри основы, армирующсго материала и в пограничном слое между мими. Наиболее тини виыс дефекты — поры, размер и форма которых, в первую о прель, опрецеляются природой и свойствами осиопы и арлтируюшего материала, а так.хе технологией изготовпеиия ПКМ. Осввовввая причина образоваиип пор -выцелеиис газообразных процуктов при отверждения основы. Пористосгь углсвшастиков 1...3 % (диаметр пор до 200 мкм), а лористость стекло- и боропластнков колеблется в более широких пределах.
Так, иористость ПКМ с армирующим материалом типа стеклопластика и зпоксициыми основами составляет 3...7 % (диаметр пор до 400 мкм). и:В Рис. 1.10. Графики изменения пределе прочности при изгибе стеклотекстопмте н его гнгроскопнчностн при мт. митенке его норнстостм в — порнстость И; — — — гнгроскопнчмость В 21 Больцюеэ««аче««ие имеет ««ростра««стае««««ое расположение слоев зрмируюшего материала, которое опрспелнет диаметр нор. Мелкие поры находятся внутри слоев, крупные — между слоями. При изменении структуры ткали и тем более при переходе к иетканыл«основам характер порнстости иэменяетсн.
Изме««е««не пористости окаэывает существенное влияние иа механическую прочность ПКМ и их способность к водопоглошеиию. С ее увеличением врочность при изгибе ул«еиьшается, а способность к водопоглошению возрастает. Согласно зависимостям, приведенным иа рис. 1.1О, предел прочности при изгибе о„и гигроскопич«юсть В эавн«,ят от пористости П. С пол»ошью микроскопа ь»ожно исследовать строение гра«пщ л«ежду основой н армирующиь» материалом, з также поверхность армируюших волокон, Поверхности стеклянного, полимерного, углеродного и борпо.
го волокон имеют раэлнчныс структуры, Ес««и стеклянные волокна имеют равную поверхность с л»икроиеоднородной структуро«», то ««о. лимерпые волокна на поверхности имеют углубления вдоль оси шириной 0.2...0,3 мкм и длиной несколько микрометров. Граница раздела между основой н армнруюшим материалом в ряде слуиев ь»онолитна и обеспечивает высокую прочность ПКМ. Однако встречаются участки неплотного прилегзния зрмируюшего материала к основе, которые уменьшают прочность сцепления слоев и ухудшают механические свойства ПКМ. Это явление характерно дпя ПКМ со стеклоппастнковмм армируюшим материалом и с феиолоформазьдегидиой и кремннйоргзнической основами.
Оргапостскпопластнки обладзют хорошими контактамн с оли«омериой основой и граница ь»ежцу ниь»и выражена нсреэко. Это связано с диффуэией олигомсрной основы в органостеклопластикн, Появление 'дефектов, ообенно мнкрополостей, па границе стекла и полимера ухудшает ь«еханические и диэлектрические свойства стеклопластиков. Обработка волокна адгеэиоиио-активными эзмасливзтелями н аппретамн, а также введение активных добавок в о»э«ову значительно повып«аетстабв«ьность структуры и свойств стеклопластиков при увлажнении. При сжатии стекло-, уг««е- и боропластнков в направлении армнровання нзблюдзетсл сдвиг.
Особенность разрушения оргапостеклопласгиков в отличие от названных материалов состоит в том, что при растяжении и сцаиге оли расщепляются вдоль оси органических волокон нэ-эа высокой степени ориентации мзкромолекул и сравнительно слабой связи между фибриляами волокон. Вследствие низкой прочности ор«а ностеклопластиков при поперечном растяжении и иродольиоь«сдвиге они в отличие от других армируюшнх ь»зтериалов практически ие разрушаются по границе арь»ируюший л»атериал — основа. Прн сжатии органостеклопластики в эона разрушении нс срезаются.
как стеклопластики, з только изгибаются. Одины иэ путей повышения прочности являетсл сочетание органических волокон со стеклив«ымн, углеродиыми и бориымн, которое препотвра«изет хрупкое разрушение. 22 В2. КЛЕИ Клси представляют собой вашества, соединяющие разлпчпью материалы путсгя образовапия адгезиоипой клеевой плевки с пояерхпостями склсиааеьгых материалов. В технике для скрепления коитактирующих поверхностей примепяются спецлальпо разработапиые клси иа основе полусиптетических или сиптстических пешсств: эпоксидиые клси, фасксоны. фс~юльпые клея, полиурстанопые, 1п~астизольпые и др.
Выбор клея осуществляется исходя из копструктпвиых, тсхиологических п экоиомичсских соображеипй. Сиитетпческпс клен получают полпьюризацисй„поликопдспсацией и полиприсоедилеиием. Наиболее широкое распространение получили зпокси~аые клоп. Оли обеспечивают чрезвычайло высокую прочлоть при сдвиге, удов. лстворитсяьпую лрочиосгь при отдире и стойкость к воздействию различима сред, Сейчас быстро развивастсл область производства вькокопрочпых ш)елочных модифипировапиых клеев.
Оцпим из модификатор~в, повышаюпшх термостойкость эпоксидлых кисея. являетсл по. лидиоктаримпшпслотрифосфаэем (ПАФ), Недостатком разработанных па осповс ПАФ составов является пеобходимость использования растворителя при совмешслии комлопситов, обусловленная высокой температурой юювлепия ПАФ. Когда требуется сочетаиис высокой прочности в пмроком температурном диапазоне ((30...200 С) со стоикостью к действию улариых н вибрациоипых пагрузок, температурпых перепадов и высокой влаж.
ности, примеляются раэработаппыс в послсдиис годы копструкцяоииые высокотехпологичиью клси па осповс эпоксидлых олигомеров, модифицяровапиые иизкомолекуляриыми каучуками с комплексом хороших адгезиоииых и когезиоипых свойств. Двухкомпоиентиые клея мокнут отвсрждатьсл беэ нагревания и с пагревалием. Особсппость ' этих клеев — высокая скорость отверждспия (надо учитывать. что наибольшая про люсть достигается через месяц после начала отвсрждспия) . Разработапы также высокопрочлыс и долговечные эпоксидпые клси, позволяющие па 30...40% снизить гергаичесьпе иапрнжспия криогсвпых систем и повысить пх стойкость к действию тсрмоударов. Это позволяет в ряде случаев заменять механическое креплспие элемсптов конструкций из алюминиевых сллавов в изделиях ракетно-космической техпики склсиванисьв Перспективно повьллепис тсрмостойкости и прочпости склспваемых изделий путем введспия в структуру зпоьсидлых квасы — палов.
питслсй в виде иитевилпых кристаллов и усов. Нерслсктивпость такого паправлсиия обусловлена рядом особеп. пастей. Вследствие малого диаметра кристаллы практически лпшслы дефектов. их прочвюсть близка к теоретической, опрепеляемой про в костью межатомиых связей.
Высокая поверхностная прочность усов способствует быстрому отверждению клеев, з химический состав высокой их термостойкости. Боввьшс всего увеличивают прочпость алгеэиовщого авсщвеииа у.ээ ЗвС. При введении 2 % 51С предел прочности клеевых соепиввеввивв прп от рыле увеличивается в три раза и составляет 39..45 МПз, а после тср ю старения в течение 4 ч при температуре 200 'С он сосптвляст 49..51 МПа. Предел прочввости при сдвиге увеличивается в 1,5 раза. С точки зрения термостабильности наиболее эффективно ваедспие нитевилных кристаллов ХпО. Опним иэ иапрзвлений в мопифицировании элоксилиых тсрьистойких клеев является синтез полимеров с аэотосодсржзшимп макрогетерогепами в цепи полигексозэоциклоиов.
Весьма интереспыы яювяется использование в качестве овзьэ.ы клесв карбораисодержаших феполоформзльлегилпых «моя. поэзо ляюшее получать композиции, способные работать ллителыюе время при 350...500 'С практически беэ изменения вврочввввствв. Флексопы препставляют собой клей на основе акрюватпых смол. Мехаииэлв их отверждения различен. Главной их особенностью явл хотел свюсобносгь противостоять значительным кратковрслвениым нмруэкам н воздействиям окружающей среды, Фенольиые клен осповзпы иа февволоформальлегишвых смолзх. Фенольные клен существуют во множестве видов, их нсчостаткоьв является то, что они часто выделяют большое количество волы лри отвержпении. По этой причине при их использовании применюот врессм с пологрсвоьв вви автоклавы. Полиуретановыс клен могут быть различного состава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
