3. Полимерлі композициялық материалдардың түрлерін сипаттаңыз және олардың классификациясынтүсіндіріңіз.

Полимерлі композитті материалдар дегеніміз-екі немесе одан да көп компоненттерден құралған фазааралық шекарасы бар гетерофазалы жүйе.Сол компоненттердің бірі-матрица деп аталады.Ол үздіксіз фазалы болады,ал екінші компонент бөлу шекарасымен бөлініп таралады.

Композитті материалдардың 3 түрі бар:

1.Металдық композиттер-балқымалар,құймалар.

2.Керамикалық композиттер-матрица керамика,ал дисперсті фаза-ұнтақтар,минералды талшықтар.

3.Полимерлі композитті материалдар.

Полимерлі композитті материалдардың жіктелуі.

1.Матрицаның табиғатына байланысты:

а) Термореактивті (резол, эпоксидті шайырлар, имидтер және т.б)

б)термопластты (полиолефиндер, полиарилендер, полисульфондар, фторпластар)

в)Гибридті

2.Толтырғыштардың табиғаты мен пішіні бойынша:

• Табиғи немесе жасанды,органикалық және бейорганикалық композиттер

• Дисперсті толтырылған композиттер (бор, слюда, металл оксидтері, шыны сфералар, күйе, фулерендер, шыны қабыршықтар немесе балшықтар)

• Армирленген композиттер

3.Композиттердің құрылымы бойынша:

• Дисперсті және қысқа талшықты бөлшектер негізіндегі материалдар

• Қатпарлы және көлемді,тоқылған немесе тоқылмаған материалдар негізіндегі армирленген пластиктер

4.Толтырғыштың ориентациялау дәрежесі материалдың анизотропиясы бойынша:

• Бөлшектер мен талшықтардың(үздіксіз қысқа,астаң-кестең орналасуы) изотропты құрылым

• Талшықтардың бір бағытты ориентациясы ашық көрсетілген анизотропия.

• Қиғаш ортотропты ориентация(0°-90°аралығында)

• 90°С-тан өзгешеленетін талшықтардың ориентациясы

• Әртүрлі ориентациялы талшықтардан құралған қабатты веерлі құрылым

5.Материалдар мен бұйымдар алу әдістері бойынша:

• Бір сатылы-экструзия,сулы орау,кутрузия,вакуумды қалыптау.

• Екі сатылы-бір сатыда бағытталмаған премикстер немесе бағытталған препрегтер.Талшықты материалдарға арналған байланыстарды сіңіру,содан кейін екінші сатыда құрғақ орау,престеу,автоклавты қалыптау әдістерімен пішіндеу.

6.Композиттер саны бойынша:

• Екі компонетті ПКМ

• Үш компонентті ПКМ

• Политалшықты гибридті ПКМ

• Полиматрицалы құрылымдар

7.Толтырғыштардың көлемдік мөлшері бойынша:

Толтырылған мөлшері 30-40% болса, бағытталмаған ориентациялы

• 50-75% ориентациялы

• 75-95% жоғары және аса толтырылған органа талшықтар

8.Функционалдығы бойынша:

• Бір функциялы конструкциялы

• Өздігінен диагностика жасай алатын көп функционалды

• Өздігінен диагностика жасай алатын және өздігінен үйрене алатын

4.Пкм үшін арналған дисперсті толтырғыштардың түрлерін ата және сипаттамаларын бер.

ПКМ-дың алу барысында механикалық беріктілігі мен қаттылығын арттырып, ПМ-нің өзіндік құнын төмендетіп, оны арнайы қасиеттерге иелендіру (жылу-, электрөткізгіштік, фрикциялық н/е антифрикциялық, адгезиялық қасиеттерін арттыру, жанғыштығын төмендету) мақсатында қосатын заттарды – толтырғыштар деп атайды. Олардың бірнеше түрлері бар.Соның ішінде дисперсті ьолтырғыштарға тоқталатын болсам.

Дисперсті толтырғыштардың маңызды қасиеті: полимермен үйлесуі, немесе диспергіленуі. Реактопласпарды толтыру кезінде байланыстырғыштық қатаю процесіне каталитикалық әсер берсе, термомпласттарды толтыру кезінде матрицаға тіркелу үшін бұдырлы бетке ие болуы керек.

Кейбір дисперсті минералды толтырғыштар түрі.

Кальций карбонаты(CaCO3) – ең көп тараған, арзан толтырғыш. Негізгі көзі – табиғи әктас, карбонат пен настрий гидроксидін алу процесінде тұндыру арқылы алынады (өлшемі 0.003 мкм- 10 мкм дейін) Артықшылығына: ақ түсті, төменгі қаттылық, температураның жоғары интервалына тұрақты. Реологиялық қасиеттерін жақсарту үшін стеорин қышқылымен, кальций стеораты немесе аппретамамен өңдейді. Көбіне полипропилен , полистирол үшін қолданылады.

Каолин- минерал каолиниттен ұнтақтау арқылы алынады. 2 түрде қолданылады : Тазартылған және қыздырылған, онда гидратацияланған су болмайды. Каолин бөлшектері қабыршақты құрылымды болып, жоғары дәрежелі ақтықпен ерекшеленеді; олар полимерде нашар диспергіленеді . Каолинді енгізудегі ауданның үлкендігі тұтқырлықтың өсуіне әкеледі. Диспергіленуін жақсарту үшін модифицирлеуші аспектілермен өңдейді(БАЗ)

Каолин термопласттарды толтыруда, оларға созу кезінде серпімділік мәнін жоғарылату үшін , электрлік қасиеттерін, суға тұрақтылығын жоғарылату үшін қолданылады.

Тальк –( гидратталған магний силикаты) табиғи жыныстардан байыту, ұнтақтау, фракционерлеу арқылы алынады. Жұқа ұнтақталған ақ түсті ұнтақ. Тальктің бөлшектерінің пластикалық формасының арқасында толтырылғанматериалдарға жоғары қатаңдық береді. Термопласстарды толтыру ұшін , алғашқы полипропиленде қолданылады .

Кремний диоксиді (SiO2 , кварц) . Дисперсті толтырғыш ретінде кристалды аморфты құрылымды модификациялары қолданылады . Көбісінің шығуы минералдардан және табиғи шикізат, кейбірі синтетикалық жолмен (пирогенетикалық, тұнған SiO2)

Кварц ұны орташа өлшемі 5-150 мкм ұнтақталған кварцит. Жоғары қаттылығының әсерінен технологиялық құрылғыларының тозуына әкеледі .

Жоғары дәрежелі толтыру кезінде сынғыштығы өседі. Конструкциялық мақсаттағы термопласттарды толтыруда, жоғары механикалық, электрлік қасиеттері бар реактопласттар үшін қолданылады.

Балқытылған кварц – аморфты шыны тәрізді кремний диоксиді доғалық пештерде балқытылған кварц ұнтақтарының ұсақталуы арқылы алынады. Ең төмен тығыздыққа ие. Жылулық жерлерге тұрақты, жоғары тұрақтылық қасиетке ие, жоғары беріктік қасиетке ие материал алуда қолданылады.

Микрокристалды кварц –жыныстардан ұнтақтау арқылы алынады. Жоғары ақтық, қоспаның аз мөлшерімен , полимерде жақсы диспергіленетін қасиетке ие. Клейлі материалда көп қолданылады. ПП, ПӘТ, полиамид, полисульфон , термопласттарда қолданылады.Олар жоғары аққыштық қасиетпен, жоғары толтырғыштық дәрежесімен сипатталады.

Шпат және кефелин- сусызданған алюмосименаттар минералды шикізаттан алынады. Төмен меншікті бетіне байланысты толтырылған композиттердің төмен тұтқырлығын қамтамасыз етеді. Жылу өткізгіштігін жоғарылатады. Толтырғыш ретінде қолданғанда олар CaC2 қарағанда жоғарырақ механикалық қасиеттерге жете алады. Оларды АВС- пластик, полиамид, полиуретоидорды толтыруда қолданса, қатаңдық жоғарылайды, созу және жылу әсерінен беріктігі жоғарылайды.

Ұнтақ тәрізді толтырғыштарға : ағаш ұны мен көміртекті материалдар жатады(графит, күйе, кокс).

Ағаш ұны- ұнтақ ағаш, ол ағаш қалдықтарын диірменде ұсақтау арқылы алынады. Пластмассаны толтыру кезінде: 40-50: мкм мөлшерде бөлшектер қолданылады.Жапырақты түрінен алынған ұнның төмен жылу, ылғал , химиялық тұрақтылығы бар.

Техникалық көміртегі(күйе) . Оны қолданудағы эффективтілігі қара түсінің интенсивтілігі мен құрылымы. Орташа мөлшері азаюымен , толтырылған жүйенің тұтқырлығы өседі. Сандықтан толтырғыш ретінде үлкен түйіршікті күйелер, төмен құрылымды күйе қолданылады. Маңызды қасиеті: электр зарядын өткізетін электр өткізгіштік қасиеті. Кокс, антрацит шаң түрінде қолданылады. Ол оларды алу кезінде түзіледі.

Графит- минерал, қабатты құрамды болады, антрациттен жасанды жолмен ауа қатысынсыз қыздырғанда алынады. Жақсы жылу және электр өткізгіш. Толтырғыш ретінде коллоидті графит қолданылады. Негізгі артықшылығы: қабатты құрылымына байланысты үйкелу коэффициентін төмендетуі.