ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прочностные свойства из "Упрочненные газонаполненные пластмассы " Поиски путей дальнейшего совершенствования свойств СП привели к созданию многих новых типов материалов на основе ряда нетрадиционных связующих. Недавно у нас в стране были разработаны облегченные (р = 400—700 кг/м ) электроизоляционные компаунды на основе полых стеклянных и фенольных микросфер [18—45% (об.)] и олигоэфиракрилатных (условная марка СПАБ-1) и эпоксидных (условная марка ЭНС-6Т) связующих [171 ]. Эти компаунды изготавливают непосредственно перед применением, смешивая микросферы с жидким связующим в смесителе. Композиция СПАБ-1 представляет собой двухкомпонентную, стабильную при хранении систему, которая отверждается при 60—100 °С или при комнатной температуре на месте применения. Эпоксидное связующее ЭНС-6Т отверждают при 80—160 С. [c.180] В СССР разработана технология СП на основе полиметилметакрилата (в том числе и пластифицированного) и стеклянных микросфер [198]. При содержании 24% (масс.) наполнителя кажущаяся плотность материала составляет 700 кг/м . [c.180] Большой интерес исследователей вызывают системы, в которых связующим служат различные полиолефины полиэтилен— фенольные микросферы [143, 147 ] полиэтилен и полипропилен— стеклянные микросферы [111, 121, 138, 169, 199, 200] полиэтилен, полибутиленполивинилиденхлоридные микросферы, наполненные изобутаном [ПО] сополимер этиленвинилацетата — стеклянные микросферы [95]. Несколько типов СП получено с использованием полистирола [121, 147, 201 ] и хлорированных сополимеров полистирола и микросфер на основе полиэтилена и полипропилена [103], сополимеров стирола с акрилонитрилом [121, 202] и бутадиеном [18, 203] со стеклянными микросферами. [c.180] Усилиями технологов разных стран разработан СП, в которых в качестве связующих используются ненасыщенные полиэфирные смолы [1, 2, 6, 19, 133, 204], полиуретаны [8, 38, 69, 97, 103, 112, 159, 166, 205—207], полиамиды [19, 111, 180], поливинилхлорид [14, 68, 121, 134], АБС-сополимеры [200], полиметилметакрилат [14, 68, 121, 134], полисульфиды [36, 187], полисульфоны [187, 208], синтетические каучуки [18, 36, 51], полиакрилаты [68], карбамидные смолы [121], пирроны [209] и асфальты [94, 147]. [c.180] Стеклянные, углеродные, керамические, кварцевые и полимерные микросферы используют в качестве наполнителей и для неорганических материалов — цемента, гипса, извести и металлов [10—14]. [c.180] Конструкции из препрегов выдерживают значительные ударные нагрузки — до 830 Дж. Основная опасность при глубоководном использовании препрегов — разрушение стеклянных микросфер под действием гидростатического давления — в данных материалах в значительной степени устранена. Так, при давлении 21 МПа разрушается не более 50% микросфер. По сравнению с обычными армированными пластиками эффективность применения препрегов для изготовления глубоководных аппаратов на 30% выше. Еще одной областью применения данных материалов является самолето- и ракетостроение, где они используются в качестве внутренних обшивок, испытывающих большие ударные нагрузки и локальные сжимающие напряжения [210]. [c.181] В последнее время за рубежом были получены так называемые трехфазные синтактные пластики, в которых используется два типа микросфер, например стеклянные и полистирольные (связующее — полиуретан) [95]. Применение двух типов наполнителей, резко различающихся по своим прочностным показателям, позволяет создавать материалы, обладающие высокой прочностью при действии сжимающих и растягивающих, а также ударных нагрузок. [c.181] Новой областью применения микросфер является изготовление облегченных армированных пластиков на основе эпоксидного связующего, стеклянных волокон и углеродных [78 ] или стеклянных микросфер [201 ]. Полученные материалы обладают помимо высокой прочности хорошими теплоизоляционными и абляционными свойствами [78]. [c.181] Свойства СП определяются несколькими факторами составом и соотношением связующего и наполнителя методами получения и отверждения физикохимией процессов, протекающих на границе раздела связующее — наполнитель [19, 31, 41, 129, 149, 181, 217—218]. [c.182] Как следует из данных табл. 22, синтактные материалы по прочностным свойствам близки к монолитным наполненным полимерным системам — стеклопластикам и компаундам, однако при этом их кажущаяся плотность в 2—3 раза ниже. Таким образом, пеноматериалы на основе микросфер имеют, по-видимому, самую высокую удельную прочность среди всех известных полимерных материалов. [c.182] НЫХ связующих (табл. 23) не отличаются практически от свойств аналогичных материалов горячего отверждения [2, 57]. [c.183] Разрушающее напряжение, МПа при сжатии. ... при изгибе. ... [c.184] Объемная доля микросфер, %. . [c.185] Коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К).. [c.185] Разрушающее напряжение, МПа при сжатии. ... при изгибе. ... при сдвиге. ... [c.185] Модуль упругости при сжатии при 900 °С, МПа. . [c.185] Свойства СП, в которых в качестве связующих используются полистирол и кремнийорганические полимеры, а в качестве наполнителей — стеклянные микросферы, представлены ниже [225] . [c.185] Разрушающее напряжение при сжатии, МПа. . . Интервал рабочих температур, °С. . [c.185] Как уже говорилось, СП в общем случае представляют собой трехкомпонентные системы. Так, синтактный материал, в который введено 60% (об.) стеклянных микросфер со средней плотностью 300 кг/м , состоит из 40% (об.) полимерной фазы, 53% воздуха и 7% стекла [147]. Уменьшение содержания полимерной фазы на 60% не приводит к эквивалентному снижению прочности синтактного материала, как это наблюдается в случае монолитного полимера, — прочность снижается только на 55% благодаря упрочняющему влиянию микросфер [226]. Более того, чем ниже прочность и модуль исходного связующего, тем сильнее этот упрочняющий эффект. Так, в работе [226], в которой исследованы два типа связующих — эпоксидный олигомер и парафин, резко различающиеся по показателям прочностных и упругих свойств, показано, что введение одинакового количества стеклянных микросфер приводит в первом случае к снижению, а во втором — к увеличению абсолютных значений этих показателей по сравнению с монолитными материалами. Разумеется, удельная прочность этих синтактных материалов выше прочности монолитных пластиков на тех же связующих, но возрастание удельной прочности (в процентном отношении) гораздо значительнее при использовании парафина. Причина этого явления не выяснена, однако очевидно, что подобные упрочняющие эффекты разыгрываются в слоях связующего, близко примыкающих к оболочке наполнителя и связаны, скорее всего, с изменениями плотности и регулярности надмолекулярной структуры полимера. [c.186] Увеличение содержания микросфер в композиции, приводящее к превращению последней из заливочной в прессовую, сопровождается и качественными изменениями прочностных и упругих свойств конечных материалов. В частности, в работе Завалиной и др. [173] показано, что кривая зависимости предела пропорциональности от кажущейся плотности для заливочного материала СПМ-1 не является линейной в отличие от аналогичной кривой для СП прессовочного типа. Напротив, характер зависимости упругих свойств (скорость звука) от кажущейся плотности одинаков для заливочных и прессовочных композиций СПМ-1 (зависимости нелинейны). [c.186] Вернуться к основной статье