ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ФАКТОРЫ. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СТЕКЛОП ЛАСТИКС из "Химическое сопротивление стеклопластиков" Развитие современной техники идет по пути применения все более высоких нагрузок, скоростей и температур, использования химически и физически активных сред. Соответственно возрастаю и становятся все более жесткими технические требования к конструкционным материалам, в том числе и требования к стабильности их механических, диэлектрических, гидроизоляционных и других служебных свойств в процессе транспортирования, хранения, эксплуатации и ремонта оборудования. Стабильность же свойств в значительной степени обусловлена реакцией материала на внешние воздействия, из которых важнейшим является воздействие физически или химически активных веществ, например влаги, кислот, щелочей и т.п. Взаимодействие материала с окружающей средой, приводящее к его разрушению и называемое металловедами коррозией (от латинского согго81о-разъедание), известно давно и изучается многими исследователями, однако до сих пор народное хозяйство несет от него громадные убытки. [c.5] Пластические массы не подвержены коррозии в металловедческом понимании этого термина. Но практика применения пластмасс в качестве конструкционных материалов показала, что их свойства также иногда значительно ухудшаются при воздействии жидких и газообразных сред. Правда, механизм этого воздействия существенно отличается от механизма воздействия сред на металлы. [c.5] Благодаря плотной кристаллической решетке и относительно высокой гомогенности металлов коррозионные процессы локализуются преимущественно на поверхности контакта со средой. Это позволяет металловедам оценивать в большинстве случаев коррозионное разрушение изделий глубиной продвижения фронта коррозионного поражения металла в мм в год. [c.5] Взаимодействие полимерных материалов со средой не ограничивается поверхностью контакта, а происходит в объеме и связано с процессами массопереноса, анализ которых бывает очень сложен, особенно для таких гетерогенных материалов, как армированные пластики. [c.5] Наиболее широко распространенными армированными пластиками являются стеклопластики. Они появились в начале 40-х годов и сразу же привлекли к себе внимание конструкторов. Их производство и потребление непрерывно растет. В таблице приведены данные об объеме производства стеклопластиков и химически стойкого оборудования [1] из них. [c.5] Области применения стеклопластиков расширяются. Если в начале 50-х годов они применялись только в ракетной, космической и авиационной технике, то в последующие годы их стали использовать в судостроении, строительстве, автомобилестроении, а с конца 60-х годов-в химическом и нефтехимическом аппаратостроении, а также для изготовления химически стойких напорных трубных систем. [c.5] Производство стеклопластиков растет значительно быстрее, чем производство других конструкционных материалов. Так, если выпуск стали в СССР увеличился за последние 15 лет примерно в 2,2 раза, то выпуск стеклопластиков возрос почти в 30 раз. [c.5] Одним из важнейших преимуществ стеклопластиков по сравнению с металлами является возможность регулирования их свойств в процессе изготовления изделия, достижения анизотропии и тем самым обеспечения прочности конструкции в требуемом направлении прн уменьшении массы изделия. Сравнительно несложная технология изготовления наряду с легкостью транспортирования, монтажа, ремонта и эксплуатации обеспечивает изделиям из стеклопластиков широкое применение в различных областях промышленности. [c.6] Разработкой материаловедческих основ армированных полимеров занимались В. А. Каргин, А. К. Буров, Г. Д. Андриевская, Б. А. Киселев, П. Морган, Р. М. Соннеборн, Ф. Бир и др. Были установлены основополагающие зависимости свойств стеклопластиков от вида и количества наполнителя и связующего, их взаимодействия (прочности связи стекло-смола) определены функции, выполняемые каждым из компонентов оптимальный диаметр стекловолокна, который, как оказалось, зависит от многих факторов, в том числе от типа связующего и степени наполнения оптимальная степень наполнения для различных структур и т.д. Частично выявлена роль технологических параметров и определены их оптимальные значения. [c.6] Опыт эксплуатации изделий из стеклопластиков показал, что рациональное их применение должно основываться на глубоком исследовании химического сопротивления, заключающемся ь оценке стабильности свойств в условиях воздействия сред, напряжений и температур. Высокие физико-механические характеристики материала являются необходимым, но зачастую недостаточным условием для его з спешного применения в конструкциях. Ухудшение физико-механических свойств является следствием разнообразных физико-химических процессов, в том числе капиллярного поднятия, диффузии, реакций гидролиза и деструкции. [c.7] Сорбция малых молекул из окружающей среды приводит к снижению прочности за счет пластифицирующего и адсорбционно-расклинивающего дайствия низкомолекулярного вещества при действии на материал механических сил, к изменению микроструктуры в результате химического взаимодействия. [c.7] Действие физически акт 1вных сред, как правило, бывает обратимым и не сопровождается разрушением химических связей. [c.7] Химически активные среды необратимо изменяют структуру и свойства материала, разрушая как компоненты, образующие стеклоп астик, так и связь между ними. [c.7] Различные по своей природе процессы пластифицирующее действие сорбированной среды, адсорбционное понижение прочности, химическое взаимодействие и т. п.-приводят к одинаковому результату, т. е. приближают достижение предельного состояния, при которо.м дальнейшая эксплуатация изделия должна быть прекращена из-за нарушения требований безотказной работы. [c.7] Сегодня назрела крайняя необходимость глубокого теоретического и экспериментального изучения химического сопротивления, как в чистом виде, так и в сочетании с другими внешними факторами (температура, механическая нагрузка). Исследования эти нужны для предсказания поведения полимерного материала в максимально широкой области условий эксплуатации с целью предотвращения непредвиденного выхода конструкций из строя и прогнозирования длительности срока службы изделий, а также для разработки и оценки новых армированных материалов. [c.7] Введение наполнителя, как показали исследования, существенно сказывается на процессе взаимодействия и его последствиях. Результат может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от вида наполнителя, его дисперсности, количества и других параметров. В этом отношении особую группу составляют армированные полимеры вообще и стеклопластики в частности. [c.8] Изучение химического сопротивления стеклопластиков у нас в стране и за рубежом началось во второй половине 50-х годов, т. е. почти сразу после их появления. Первые 10-15 лет, как и во всякой науке, накапливался экспериментальный и фактический материал, и лишь в 70-х годах началось его обобщение. [c.8] В последние годы наметилась отчетливая тенденция к выделению химического сопротивления композиционных материалов в самостоятельный раздел материаловедения, в котором оперируют закономерностями физики, физической химии, химической кинетики, сопротивления материалов и используют аппарат математической статистики и разнообразные экспериментальные методы исследования, как разрушающие, так и неразрушающие. Предметом изучения являются общие закономерности поведения композиционных материалов при воздействии жидких и газообразных сред, в том числе и при одновременном воздействии температуры и механических напряжений. [c.8] Основная задача этого раздела материаловедения состоит в определении критериев оценки химического сопротивления композитов, которые позволяют надежно прогнозировать их работоспособность в тех или иных средах, и в разработке методов такого прогнозирования. [c.8] Вернуться к основной статье