ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль процесса отверждения из "Технологический неразрушающий контроль пластмасс" При отверждении связующего изделия из армированных пластиков приобретают прочность, теплостойкость и другие физические свойства. Отверждение происходит в результате взаимодействия реакционноспособных групп связующего между собой. Отверждение протекает по механизму полимеризации или поликонденсации. Качество отверждения изделий из армированных пластиков оценивается степенью отверждения. [c.49] Степень отверждения связующего в армированных пластиках в производственных условиях в настоящее время определяют методом экстрагирования. Сущность его в том, что после отверждения изделий из армированного пластика отбираются пробы с технологических припусков, из которых затем с помощью растворителя извлекаются неструктурированные молекулы полимера, по числу которых и оценивается степень отверждения. При такой методике определения степени отверждения контролю подвергается не изделие, а технологические припуски. Контроль изделия, следовательно, проводится лишь косвенно. К тому же результаты контроля становятся известны лишь после завершения отверждения, что затрудняет изучение кинетики процесса и исключает возможность управления скоростью реакции в различных участках изделий, особенно крупногабаритных. Это может быть причиной появления внутренних напряжений, пористости, растрескивания, а следовательно, понижения механической прочности изделий. Для получения качественных изделий необходимо полное завершение отверждения связующего в материале изделий. [c.49] При отверждении связующее переходит из вязкотекучего в твердое стеклообразное состояние, что связано с образованием трехмерного полимера. Механизм взаимодействия электромагнитных волн в процессе отверждения стеклопластиков изучен пока недостаточно. Полимерные молекулы эпоксидных связующих состоят из большого числа полярных звеньев, вследствие чего в электрическом поле они не ориентируются как жесткое поле, а происходит ориентация отдельных звеньев. Степень подвижности полярных звеньев определяет энергию, необходимую для их ориентации в переменном электрическом поле, т. е. диэлектрические потери. Сшивание молекул при отверждении связующего уменьшает подвижность полярных звеньев, что приводит к существенному изменению их диэлектрических свойств е и tgS уменьшаются, а ру и электрическая прочность повышаются. [c.49] На степень отверждения влияют тепловые процессы, возникающие в результате реакции. Для различных полимерных связующих выделяющаяся в результате реакции теплота составляет от 40 до 100 кДж/моль [65]. Выделение теплоты приводит к саморазогреву связующего и дальнейшему изменению скорости реакции. В результате выделения теплоты возможен перегрев связующего и ускорение отверждения. На участках изделия, где толщина меньше, тепловой эффект будет выражен слабее, так как теплота поглощается оправкой и технологической оснасткой. Различие температур отдельных участков приводит к различию скоростей реакции в отдельных точках и тем самым к возникновению внутренних напряжений в отверждаемых изделиях и к снижению их физико-мсханнческнх характеристик. [c.50] Ход реакции контролировать необходимо также потому, что при больших скоростях бурно выделяются газообразные побочные продукты, приводящие к увеличению пористости, расслоению изделия и снижению его качества, надежности. [c.50] В результате воздействия теплоты скорость отверждения связующего возрастает, причем значение ее определяется типом связующего и температурой. Так как скорость реакции зависит от температуры, а при изготовлении изделий из армированного пластика используется технологическая оснастка и металлические оправки, то температура связующего в изделии зависит от объема оснастки. Таким образом, отверждение должно проводиться так, чтобы скорости реакции в разных точках были одинаковы и не превышали заданной величины. [c.50] Выбор оптимального режима отверждения и контроль степени отверждения нужно осуществлять с помощью устройства автоматического контроля непосредственно в процессе отверждения, так как определение режима расчетным путем трудоемко и к тому же должно проводиться отдельно для каждого типа изделия и нового технологического процесса. [c.50] Для автоматического контроля отверждения стеклопластиков без разрушения их структуры необходим метод, полностью характеризующий процесс отверждения, а также аппаратура для измерений бесконтактным способом. Существует несколько неразрушающих методов контроля степени отверждения. [c.50] Наиболее точен метод, в основу которого положено измерение поглощения в ИК-области спектра. Недостатком метода является требование прозрачности образца в ИК-области, что делает его пригодным к измерению только на образцах. [c.50] При люминесцентном методе контроль степени отверждения связующего проводится на спектральной установке, степень отверждения оценивается по интенсивности и спектру люминесценции [68]. [c.51] Установки ИСП, ИСП-1, РЗП-1 для контроля степени отверждения стеклопластиков люминесцентным методом основаны на свойстве стеклопластика флуоресцировать при облучении УФ-све-том [69—72]. Степень отверждения оценивается по интенсивности люминесценции. Экспериментальные исследования возможности применения в производственных условиях люминесцентного метода контроля показали, что этим методом можно определить степень отверждения связующего на образцах толщиной не более 0,8 мм. [c.51] Термометрический и дифференциально-термический методы определения степени отверждения стеклопластиков заключаются в измерении разности температур контролируемого и эталонного образцов в процессе отверждения. Недостатком метода является погрешность, обусловленная различием температуропроводности и поверхности изделия и эталонов. Кроме того, метод требует специальной установки датчика в контролируемое изделие. Экспериментальные исследования дифференциально-термического метода на изделиях из стеклопластиков в производственных условиях показали, что вследствие наличия технологической оснастки тепловой эффект сглаживается и зафиксировать его не удается [73]. [c.51] Ультразвуковые приборы лабораторного и промышленного назначения, действующие на принципе распространения и поглощения УЗК, обеспечивают контроль как процесса отверждения, так и физико-механических свойств материалов [74—78]. [c.51] Большое распространение при лабораторных исследованиях получил метод, основанный на измерении электрических характеристик стеклопластиков [79—81]. [c.51] Результаты исследования электропроводности отвержденных композиций и изучения температурной зависимости прочности полимеров от степени отверждения приведены в работе [81]. Здесь также даны рекомендации по определению степени отверждения по изменению удельного объемного электрического сопротивления ру. Анализ зависимости ру от степени отверждения показывает, что при различных температурных режимах характер кривых не меняется. [c.51] Для контроля степени отверждения рекомендуется использовать приборы УЗИС-7, УЗИП-3, основанные на измерении скорости и затухании УЗ-колебаний. [c.51] 85] рассмотрена связь е и tg6 со степенью отверждения композиций на частотах от 100 Гц до 100 МГц. Измерения проводились на куметре КВ-1 Tesla . В работе [85] исследовались эпоксидные связующие на частотах до 1000 МГц. [c.52] Установки УКСП-2 и УКСП-4 предназначены для непрерывного контроля степени отверждения связующего в изделиях, изготовленных методом намотки. [c.52] Недостатком установок УКСП является то, что в случае одностороннего доступа к контролируемой поверхности они дают информацию о поверхностных слоях. Для контроля степени отверждения по всей толщине изделия необходим двусторонний доступ, что затруднительно при контроле изделий в производственных условиях. Установка определяет степень отверждения только по величине е материала, которая в свою очередь зависит от температуры. Для измерения tg6 необходима широкодиапазонная и громоздкая аппаратура с коммутационными устройствами. Для подключения установки требуется стационарная кабельная сеть и теплостойкий коаксиальный кабель длиной не менее 20 м. [c.52] Вернуться к основной статье