Cтраница 3
![]() |
Капиллярное поднятие смолы ФН.| Влияние замасливателя на капиллярное поднятие смолы ФН. [31] |
Для получения высококачественных материалов, наряду с высокой адгезией, необходима также хорошая смачиваемость стеклянных волокон полимерным связующим. Это объясняется тем, что при плохом смачивании невозможно осуществить равномерное распределение и хороший контакт клеящей среды со стекловолокном. [32]
Одним из основных факторов, определяющих высокие физикомехани-ческие свойства армированных пластиков, является прочность сцепления между стеклянными волокнами и полимерными связующими. В стеклопластиках очень сильно развита поверхность волокнистой арматуры, поэтому, чем прочнее связь между клеящей средой и этой поверхностью, тем монолитнее, тем прочнее весь композиционный материал. [33]
Физико-механические свойства армированных пластиков в значительной степени определяются прочностью адгезионной связи, возникающей между поверхностью волокнистого наполнителя и клеящей средой. Поэтому представляет интерес, наряду с изучением других характеристик металлопластиков, определить также прочность адгезионной связи на границе раздела металл - клеящая среда. [34]
![]() |
Зависимость толщины пленки полимерного связующего от диаметра волокна при разном содержании стекловолокна в стеклопластике. [35] |
На рис. 189 дана микрофотография среза ориентированного стеклопластика из волокон диаметром 10 - 12 мк и эпоксидно-фенольной смолы. Распределение волокон в полимерном связующем с хорошей адгезионной и смачивающей способностью к стекловолокну достаточно приближается к плотнейшей упаковке [156], на основании которой был произведен расчет толщины пленок клеящей среды в зависимости от диаметра волокон и содержания их в стеклопластике; наблюдаются и некоторые дефекты структуры. [36]
Нетканые анизотропные структуры могут быть получены из различных видов искусственных и синтетических волокон, ориентированных в различных клеящих средах. В качестве арматуры могут быть использованы неорганические волокна - стеклянные, базальтовые, кварцевые, металлические, силикатные с металлизированной поверхностью; органические - синтетические и искусственные, а также другие типы волокон. Клеящими средами могут служить органические полимерные связующие, кремний-и алюмоорганические. Благодаря разнообразию свойств обоих компонентов можно получить материалы с настолько различными характеристиками, что трудно даже сейчас предвидеть все области, в которых ориентированные структуры найдут свое применение. [37]
Прочность слоистых стеклопластов зависит от соотношения смолы и стекла, а также от ориентации стекла. Особенно высокопрочными являются стекловолокнистые анизотропные материалы ( СВАМ), получаемые по способу, разработанному советским ученым А. К. Буровым с сотрудниками. Особенности получения СВАМ заключаются в ориентации стеклянных волокон в клеящей среде, которые укладываются параллельно друг другу, с одновременным нанесением на них связующей смолы. Получающиеся материалы с упругой анизотропией сходственны с древесным шпоном и фанерой, почему их называют стеклошпоном, стеклофанерой. [38]
Однако эффекты усиления и в этом случае не могут быть сведены к чисто механическим факторам без учета роли связующего. В этом случае первостепенное значение имеют процессы адгезионного взаимодействия полимера и наполнителя. В процессе приложения нагрузки волокна удлиняются и одновременно испытывают поперечное сжатие. При деформации в клеящей среде волокно при поперечном сжатии должно по всей поверхности оторваться от окружающей его пленки или растянуть ее. Таким образом, удлинение при растяжении вызывает в плоскости, перпендикулярной приложенной силе, растягивающее напряжение, препятствующее удлинению волокна. Это напряжение определяется адгезией смолы к поверхности и свойствами самой клеящей среды. Таким образом, при деформации для разрушения структуры необходимо преодолеть не только суммарную прочность армирующих волокон, но и силы, препятствующие поперечному сжатию, которые тем больше, чем прочнее адгезионная связь и чем больше упругие свойства клеящей среды. При этом предполагается, что смола сильно упрочняется в тонких слоях. [39]
Весьма существенным недостатком полиэфирных смол является очень короткий период времени после прибавления инициирующей системы, в течение которого полимер может оставаться в текучем состоянии. Обычно этот период до перехода в состояние геля и начала образования сетчатой структуры длится для полиэфирных смол различных типов от нескольких минут до 1 - 2 час. Это неудобно при использовании полиэфирных полимеров в качестве клеящих сред для стеклопластиков, так как после пропитки стекловолокнистого материала изготовление изделия из стеклопластика должно быть закончено за весьма короткий срок. [40]
Однако эффекты усиления и в этом случае не могут быть сведены к чисто механическим факторам без учета роли связующего. В этом случае первостепенное значение имеют процессы адгезионного взаимодействия полимера и наполнителя. В процессе приложения нагрузки волокна удлиняются и одновременно испытывают поперечное сжатие. При деформации в клеящей среде волокно при поперечном сжатии должно по всей поверхности оторваться от окружающей его пленки или растянуть ее. Таким образом, удлинение при растяжении вызывает в плоскости, перпендикулярной приложенной силе, растягивающее напряжение, препятствующее удлинению волокна. Это напряжение определяется адгезией смолы к поверхности и свойствами самой клеящей среды. Таким образом, при деформации для разрушения структуры необходимо преодолеть не только суммарную прочность армирующих волокон, но и силы, препятствующие поперечному сжатию, которые тем больше, чем прочнее адгезионная связь и чем больше упругие свойства клеящей среды. При этом предполагается, что смола сильно упрочняется в тонких слоях. [41]
Однако эффекты усиления и в этом случае не могут быть сведены к чисто механическим факторам без учета роли связующего. В этом случае первостепенное значение имеют процессы адгезионного взаимодействия полимера и наполнителя. В процессе приложения нагрузки волокна удлиняются и одновременно испытывают поперечное сжатие. При деформации в клеящей среде волокно при поперечном сжатии должно по всей поверхности оторваться от окружающей его пленки или растянуть ее. Таким образом, удлинение при растяжении вызывает в плоскости, перпендикулярной приложенной силе, растягивающее напряжение, препятствующее удлинению волокна. Это напряжение определяется адгезией смолы к поверхности и свойствами самой клеящей среды. Таким образом, при деформации для разрушения структуры необходимо преодолеть не только суммарную прочность армирующих волокон, но и силы, препятствующие поперечному сжатию, которые тем больше, чем прочнее адгезионная связь и чем больше упругие свойства клеящей среды. При этом предполагается, что смола сильно упрочняется в тонких слоях. [42]