- •Частина і. Теоретичні основи створення полімерних композиційних матеріалів
- •1. Адгезія полімерів до наповнювачів
- •1.1. Термодинаміка змочування і адгезії
- •1.2. Зміна адгезійної взаємодії модифікацією поверхонь наповнювачів
- •1.3. Змочування і адгезія на апретованих поверхнях
- •1.4. Адгезія полімерів до полімерних армувальних матеріалів
- •1.5. Вплив внутрішніх напружень на адгезію
- •2. Релаксаційні процеси в наповнених полімерах
- •2.1. Вплив структурування і внутрішніх напружень на властивості наповнених полімерів
- •2.2. Релаксаційні процеси в наповнених полімерах
- •3. Вплив наповнювачів на фазові й фізичні стани полімерів
- •3.1. Термомеханічні властивості наповнених полімерів
- •3.2. Реологічні властивості наповнених полімерів
- •3.2.1. Типи реологічної поведінки полімерів
- •3.2.2. В’язкість за зсувного плину
- •3.2.3. Аномалія в’язкості за сталого плину
- •3.3. Наповнені кристалічні полімери
- •4. Механізм посилюючої дії наповнювачів у полімерах
- •4.1. Структуроутворення в полімерах у присутності дисперсних наповнювачів
- •4.2. Механізм дії армувальних і дисперсних наповнювачів у полімерах
- •4.3. Деякі фізико-хімічні аспекти механізму зміцнення полімерів
- •5. Визначення міцності полімерів
- •5.1. Теоретична й технічна міцність
- •5.2. Статистична теорія міцності полімерів
- •6. Типи руйнування полімерів
- •6.1. Особливості будови полімерів, що впливають на їхні механічні властивості
- •6.2. Руйнування полімерів у склоподібному стані
- •6.3. Руйнування полімерів у високоеластичному стані
- •6.4. Пластичне руйнування полімерів
- •6.5. Молекулярні теорії розривної міцності полімерів
- •6.6. Вплив молекулярної маси, структури і молекулярної орієнтації на міцність полімерів
- •6.6.1. Вплив молекулярної маси
- •6.6.2. Вплив структури
- •6.6.3. Вплив орієнтації і температури
- •6.6.4. Вплив молекулярної маси на орієнтацію полімерів
- •7. Старіння й стабілізація полімерних матеріалів
- •7.1. Старіння полімерних матеріалів
- •7.2. Стабілізація полімерних матеріалів
- •7.3. Прогнозування зміни властивостей полімерних матеріалів підчас старіння
- •7.4. Прогнозування світло- і погодостійкості полімерних матеріалів
- •8. Принципи створення композиційних матеріалів
- •8.1. Класифікація і особливості загальних властивостей композиційних матеріалів
- •8.2. Вплив фазової структури полімерних композиційних матеріалів на його властивості
- •8.2.1. Вміст наповнювача
- •8.2.2. Розмір і форма дисперсних частинок
- •8.2.3. Міжфазна взаємодія і властивості міжфазового шару
- •8.3. Композити з армувальним наповнювачем
- •8.3.1. Волокнисті наповнювачі
- •8.3.2. Листові наповнювачі
- •Частина іі. Технологія виробництва полімерних композиційних матеріалів
- •9. Основні терміни і визначення, класифікація полімерних композиційних матеріалів
- •10. Готування композицій
- •10.1. Основні компоненти композиційних матеріалів
- •10.1.1. Зв’язувальні
- •10.1.2. Армувальні матеріали
- •10.1.3. Антиадгезійні речовини
- •10.1.4. Барвники
- •10.1.5. Затверджувачі та інгібітори
- •10.1.6. Загусники
- •10.1.7. Добавки для зниження усадки
- •10.1.8. Речовини, що збільшують ударну в’язкість
- •10.2. Складання рецептури. Вимоги до рецептури і компонентів
- •10.3. Аналіз технологічних властивостей сировини
- •10.3.2. Контроль швидкості й глибини тверднення реактопластів
- •10.4. Технологічні властивості наповнених полімерів
- •10.5. Технологічні стадії готування полімерних композиційних матеріалів
- •10.5.1. Підготовка компонентів до змішування
- •10.5.2. Змішання компонентів полімерних композицій
- •11. Технологія одержання виробів із полімерних композиційних матеріалів
- •11.1. Технологія одержання виробів з термопластичних композицій
- •11.1.1. Екструзія
- •11.1.2. Лиття під тиском
- •11.1.3. Формування твердих термопластів
- •11.1.4. Пресування термопластів
- •11.2. Технологія одержання виробів з термореактивних композицій
- •11.2.1. Ручне викладення і напилювання (контактне формування)
- •11.2.2. Відцентрове формування
- •11.2.3. Пултрузія і намотка
- •11.2.4. Пресування
- •11.2.5. Просочення під тиском у замкненій формі
- •12. Композиційні матеріали на основі полімерної матриці, армованої волокнистими наповнювачами
- •12.1. Склопластики
- •12.2. Боропластики
- •12.3. Базальтопластики
- •12.4. Вуглепластики
- •12.5. Гібридні матеріали
- •12.6. Органопластики
- •Література
10.1.3. Антиадгезійні речовини
Внутрішнє антиадгезійне змащення вводиться в усі композиції. Найбільше широко застосовуються стеарати цинку, кальцію й алюмінію, а при формуванні при низьких температурах − стеаринова кислота.
10.1.4. Барвники
Широко застосовується введення дисперсій пігментів у сумісні смоли, але іноді економічно доцільніше використовувати у ВКМ більш дешеві сухі барвники. Інтенсивні методи змішування, застосовувані у виробництві ВКМ, забезпечують високоякісне змішування великої кількості сухих пігментів. Деякі пігменти проявляють прискорювальну або, навпаки, інгібуючу дію на реакційну здатність смол. Тому при виборі пігментів необхідно враховувати їхній вплив на стабільність смол при зберіганні й тривалість їх тверднення.
10.1.5. Затверджувачі та інгібітори
Інгібітори, крім свого основного призначення – стабілізувати ненасичені смоли, використовуються для підвищення стабільності композицій при зберіганні, запобігання драглюванню і, в окремих випадках, для регулювання швидкості тверднення. Хінони (гідрохінон, бензохінон та ін..) стабілізують композиції, майже не впливаючи на швидкість тверднення. Їх уводять у дуже малих кількостях − від 0,005 до 0,02 % масових. Для кожного виду смоли використовується відповідний тип затверджувача. Для поліефірних смол, наприклад, використовуються перекисні сполуки, для епоксидних смол – аміни, ангідриди кислот, кислоти Льюіса (наприклад, BF3∙Et2O ) і т.п.
10.1.6. Загусники
Загусники − це речовини або системи, які збільшують в’язкість композиції, не спричиняючи її тверднення. Загусник виконує дві функції. По-перше, переводить композицію в такий стан, щоб з нею було зручно поводитися, тобто робить її сухою, не липкою, такою, що легко ріжеться й формується. По-друге, підтримує в’язкість матриці на такому рівні, щоб при затіканні композиції у форму зберігалася гомогенність суміші армуючий матеріал−наповнювач−пігмент−смола. Оптимальний загусник - це така речовина, дія якої не проявляється доти, поки смола повністю не просочить всі інгредієнти до рівноважного стану, після чого згущення швидко відбувається до досягнення заданої в’язкості, що зберігається до початку формування.
Переважно в якості загусників використовують окисли і гідроокиси металів IIа групи Періодичної таблиці: МgО, Mg(OH)2, CaО, Ca(OH)2. На жаль, всі окиси й гідроокиси металів починають згущувати композицію відразу ж після перемішування зі смолою, причому цей процес не припиняється навіть тоді, коли його швидкість сильно сповільнюється й наступає період часу, протягом якого композиція зберігається в найбільш прийнятному для формування стані.
10.1.7. Добавки для зниження усадки
Для цієї мети застосовуються термопласти: поліетилен (ПЕ), полістирол, акрилати, ацетобутират целюлози, полівінілхлорид, полі вінілацетат й ін.
Тонкодисперсний порошкоподібний ПЕ, що використався для зменшення розміру пор, покращення погодостійкости й електричних властивостей, виявився речовиною, що сприяє зниженню усадки. Стандартними антиусадковими добавками вважають акрилові гомополімери, з якими зазвичай порівнюють решту Деякі добавки впливають на швидкість згущення, причому частіше збільшують її. А окремі, як наприклад модифікований полівінілацетат, викликають згущення незалежно від типу смоли.