5. Загальна характеристика зв’язних речовин для композиційних матеріалів.

Связующими называют составы,обладающие смачиванием, адгезией и способные к самопроизвольной конденсации (отвердеванию) при нормальных условиях или при изменении условий ( нагревание, изменение рН, взаимодействие с отвердителем).

По химическому составу связующие подразделяются на органические и неорганические.

Неорганические связующие - это вязкие концентрированные раство­ры неорганических полимеров. Такие растворы неустойчивы. При воздей­ствии внешних факторов они конденсируются с выделением из раствора твердой фазы (золи, гели ) или в результате сшивки превращаются ь студни. К факторам, приводящим к повышению степени конденсации в растворе относятся: температура, изменение рН раствора, введение в раствор ионов, способствующих сшивке (отвердитель), воздействие реакций в поверхностном слое с наполнителем.

Особое место среди неорганических связующих занимают минераль­ные вяжущие. Они обладают относительно невысокой прочностью при сжа­тии (до 100 МПа ) и низкой прочностью при растяжении (3-5 МПа) и изгибе (5-10 МПа). Такое различие вызывает естественное стремле­ние повысить качество неорганического вяжущего как конструкционного материала путем армирования. Особый интерес представляет армирова­ние неметаллическими материалами, в частности асбестовым, стеклянным и базальтовым и другими искусственными волокнами.

для получения армированных минеральными волокнами изделий и конструкций используются гидравлические (портландцемент, глиноземи­стый цемент ) и воздушные (гипсовые и магнезиальные) неорганические вяжущие.

Наряду с неорганическими связующими в производстве композиционных материалов широко используются органические полимерные связующие. Такие материалы на основе полимерного связующего и заполнителей называются полимербетоны. Связующими служат термореяктивные смолы (фенолформальдегидные, фурановые, полиэфирные, эпоксидные и др. ), которые при добавлении отвердителя переходят в твердое состояние.

6. Загальна характеристика наповнювачів.

Наполнители - природные доступные и дешевые материалы неоргани­ческого и органического происхождения, добавляемые в композипионнье материалы в различных количествах с целью повышения прочности, прида­ния специальных свойств и снижения стоимости.

Степень влияния минеральных наполнителей на те или иные свойства полимерной композиции зависит от их химического состава, дисперсности и формы частиц, состояния поверхности, процентного содержания и дру­гих факторов. Например, при введении в синтетические смолы небольшого количества наполнителей ( 5-10% ) нарушается межмолекулярная упорядоченность синтетической смолы в связи с появлением поверхностны сло­ев. При выводе системы из равновесного состояния увеличивается ее свободная энергия, что сопровождается уменьшением плотности упаковки введение наполнителей в количестве более 200-300% также приводит к ухудшению свойств наполненной композиции из-за неполного смачивания связующим поверхности наполнителя.

Механизм взаимодействия связующего с наполнителем определяется химической природой этих материалов и характером поверхности наполни­теля. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполни­телем и связующим химических связей или значительных адгезионных сил. Наполнители, способные к такому взаимодействию с полимерами называ­ют активными, а не взаимодействующие с полирврами - инертными.

В зависимости от способов получения различают природные и синте­тические ( осажденные ) наполнители; по структуре - порошкообразные, волокнистые и листовые. По химическому составу наполнители можно разделить на следующие типы: оксиды, гидрооксиды, карбонаты, сульфа­ты, силикаты ( с дальнейшим подразделением их на безводные и гидратированные формы ), углеграфитовые.

Наиболее широко в производстве композиционных материалов исполь­зуют дисперсные и волокнистые наполнители. Среди дисперсных в первую очередь следует выделить кремнеземистые наполнители ( кварцевый пе­сок, аэросил и др. ); карбонатные и основные ( доломит, диабаз и др.); углеграфитовые ( кокс, графит ); водные силикаты алюминия и магния (каолин, тальк, асбест); оксидные (Al2O3, SiO2 и др. ).