Содержание

Лабораторная работа № 1. Получение и исследование
структурных и механических характеристик пенопластов ……..	4
Лабораторная работа № 2. Входной контроль армирующих
материалов КМ ..…………………………………………………..	19
Лабораторная работа № 3. Технология производства деталей,
узлов и агрегатов из КМ, приготовление полимерных
матричных материалов для ПКМ и определение их
технологических параметров ……………………………………	47
Лабораторная работа № 4. Изучение зависимости свойств
однонаправленных композиционных материалов от
характеристик компонентов и степени армирования …………...	71
Лабораторная работа № 5. Клеи и процессы склеивания. Применение клеев для создания неразъемных соединений
элементов конструкций АКТ ……………………………………...	83
Библиографический список ………………………….................	106

Лабораторная работа № 1

Получение и исследование структурных и механических

характеристик пенопластов

Цель работы

1. Изучить классификацию и способы производства пенопластов.

2. Ознакомиться с составом, свойствами, маркировкой и применением пенопластов на основе различных полимеров.

3. Освоить технологию производства деталей и полуфабрикатов на основе полистирола самовспенивающегося (ПСВ).

4. Изучить влияние режимов вспенивания на плотность, жесткость, механические свойства и структуру пенопласта.

Содержание работы

Пенопласты представляют собой одну из разновидностей газонаполненных пластмасс.

Свойства пенопластов определяются природой и свойствами полимерной фазы, соотношением полимерной и газовой фаз и фазовой структурой материала – формой и размерами ячеек, а также равномерностью их распределения по объему.

Основные свойства пенопластов – низкая кажущаяся плотность (20…820 кгс/м³), высокие тепло-, звуко- и электроизоляционные характеристики, высокие демпфирующие свойства и другие. Это определяет их основные области применения в АКТ, общем машиностроении, радио- и электротехнике, судостроении и других отраслях.

Газонаполненные полимеры наиболее часто применяются в качестве заполнителей элементов силовых конструкций для повышения их жесткости (винты самолетов и вертолетов, агрегаты из КМ и др.); для создания многослойных демпфирующих конструкционных материалов с высокой усталостной прочностью, способных работать при вибрационных нагрузках; для теплоизоляции конструкционных элементов, подвергающихся нагреву; для звукоизоляции силовых установок летательных аппаратов и боксов испытательных станций; для производства составных элементов радио- и электротехнической аппаратуры, обладающих радиопрозрачностью; для создания непотопляемых деталей и элементов плавающих конструкций и для других целей.

По материалу полимерной фазы пенопласты подразделяются на пенотермопласты (на основе термопластичных смол) и пенореактопласты (на основе термореактивных и отверждаемых с помощью отвердителей полимеров).

Плотность полимера, как правило, – величина более или менее постоянная. Плотность поропенопластов, естественно, ниже плотности полимеров, на основе которых они изготовлены. Эта плотность зависит от соотношения полимерной и газовой фаз в поропенопласте и может колебаться в широких пределах. Плотность поропенопластов в отличие от плотности монолитных полимеров называют кажущейся плотностью.

По объемному содержанию полимерной и газовой фаз, которое характеризует кажущуюся плотность, пенопласты подразделяют на “легкие”, кажущаяся плотность которых меньше 500 кг/м³, и “тяжелые” с кажущейся плотностью больше 500 кг/м³ (в этих пенопластах газообразная фаза составляет менее 50% всего объема).

По структуре газонаполненные материалы разделяют на две группы:

- пенопласты – материалы с ячеистой структурой, в которой газ заполняет несообщающиеся между собой ячейки;

- поропласты – материалы, в которых заполненные газом полости сообщаются между собой (например поролоны).

Такое разделение газонаполненных полимеров условно, так как не удается получить материалы только с открытыми или только с закрытыми ячейками.

По соотношению закрытых ячеек и открытых пор пенопласты подразделяют на закрытоячеистые и пористые. По распределению ячеек в объеме выделяют материалы с равномерным распределением ячеек и интегральные пенопласты с резко выраженным градиентом плотности от поверхности к центру.

К пенопластам относят также пластики с полыми наполнителями. В качестве полых наполнителей используют частицы сферической формы диаметром 20…70 мкм (микросферы) или 10…40 мм (макросферы). Полые сферические наполнители могут быть полимерными, стеклянными, керамическими и др. В качестве связующих в пластиках с полым наполнителем используют различные полимеры: эпоксидные и полиэфирные смолы, фенолоформальдегидные и кремнийорганические смолы, поливинилхлорид и др.

По жесткости пенопласты разделяют на эластичные, или мягкие (напряжение сжатия при 50%-ной деформации ), полужесткие ( ) и жесткие ( ).