ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТИПА ЗАМАСЛИВАТЕЛЯ НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКОВОГО СТЕРЖНЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТИПА ЗАМАСЛИВАТЕЛЯ НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКОВОГО СТЕРЖНЯ

А.Г.Туисов, А.М.Белоусов

Исследовано влияние типа замасливателя на прочностные показатели стеклопласти-ковых стержней. Изготовлены и исследованы стеклопластиковые стержни диаметром 5,4 мм на основе трехкомпонентного эпоксидного связующего и ровингов РБН 17-1200-76 (76 замасливатель), РБН 17-1200-117 (117 замасливатель)и РБН 17-1200-202 (202 замаслива-тель), получены результаты по испытаниям стеклопластиковых стрежней на сжатие и поперечный изгиб до и после воздействия среды N804.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время композиционные материалы занимают важное место в различных областях современной техники.

Стеклопластики представляют собой композиционные конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность, с относительно небольшой плотностью и низкой ценой изделия.

Основными компонентами стеклопластиков являются стекловолокнистые армирующие материалы и синтетические связующие. Тонкие высокопрочные стеклянные волокна обеспечивают прочность и жесткость изделий. Связующее придает материалу монолитность, способствует эффективному использованию механических свойств волокон и равномерному распределению усилий между ними, защищает волокна от химических, атмосферных и других внешних воздействий, а также само воспринимает часть усилий, развивающихся в материале при работе под нагрузкой [1].

Использование различных сочетаний свойств полимерных связующих и армирующих материалов (волокон) позволяет в широком диапазоне регулировать свойства композиций и открывает стеклопластикам путь, по существу, во все области современного производства.

Практика применения стеклянных ровингов [2,3] показывает, что для придания волокну различных специальных свойств, а также для повышения адгезии связующего к стекловолокну используют вещества называемые замасливателями.

Целью данной работы является исследование влияния типа замасливателя на прочностные свойства стеклопластикового стержня диаметром 5,4 мм, изготовленного на основе стелоровинга РБН 17-1200-76, РБН 17-1200-117 и РБН 17-1200-202.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В эксперименте были использованы: Эпоксидная смола - ЭД-22 (ФКП "Завод имени Я.М. Свердлова"); отвердитель Изо-МТГФА - изометилтетрагидрофталевый ангидрид (ОАО "Стерлитомакский нефтехимический завод"); ускоритель реакции полимеризации Агидол53 - 2,4,6 трисдиметиламино-метилфенол УП-606/2 (ОАО

"Стерлитомакский нефтехимический завод"); стеклоровинг РБН 17-1200-76, РБН 17-1200117 и РБН 17-1200-202 (ОАО "Сен-Гобен Вет-ротекс Стекловолокно"), полиамидная нить линейной плотностью 23,8 текса (Щекинское ОАО "Химволокно").

Стеклоровинг представляет собой некручёную прядь, состоящую из большого числа приблизительно параллельных комплексных нитей. Для приданию стекловолокну различных специфических свойств на поверхность волокна наносится специальная жидкость - замасливатель.

Жидкий замасливатель хорошо смачивает нити, проникает в зазоры между элементарными волокнами и обволакивает пучок волокон снаружи, образуя, так называемую, первичную некрученую нить.

Наиболее эффективными в качестве за-масливателей считаются соединения с ненасыщенными связями, содержащие концевую или внутреннюю двойную связь. К таким веществам относятся кремнеорганические соединения - силаны. Так, в частности, в ро-вингах линейной плотностью 1200 текс, диаметром элементарного волокна 17 мк марок РБН 17-1200-76, РБН 17-1200-117 и РБН 171200-202 используются различные замасли-ватели на основе силанов. Данные стеклоро-винги имеют отличие только по типу замасливателя (76, 117 и 202 замасливатель).

Исследуемые стеклоровинги последовательно пропускали через ванну с трехкомпо-нентным эпоксидным связующим, состоящим из ЭД-22, Изо-МТГФА, Агидол 53. Далее про-

А.Г.ТУИСОВ, А.М.БЕЛОУСОВ

питанные стеклоровинги проходили через отжимающие валики с последующим формованием в стержень диаметром 5,4 мм и нанесением кольцевого слоя из полиамидной нити. Отверждение стеклопластикового стержня осуществляли протяжкой со скоростью 100С в мин до температуры 1600С.

Термообработку полученных образцов стеклопластиковых стержней вели в муфельной печи со скоростью нагрева 400С/час в и последующей выдержкой при температуре 1600С в течении 4 часов.

Для оценки влияния типа замасливателя на прочностные свойства стеклопластикового стержня у полученных образов были определены предел прочности при поперечном из-

гибе аиз (ГОСТ 25.604-82) и предел прочности при сжатии асж (ГОСТ 25.602-80).

Влияние типа замасливателя на прочностные свойства после воздействия агрессивных сред оценивали путем определения предела прочности при поперечном изгибе аиз (ГОСТ 25.604-82) стеклопластикового стержня подвергнутого выдержке в среде ЫаОИ при температуре 800С в течение 7 суток

В таблице 1 представлены результаты исследования влияния типа замасливателя на изменение предела прочности при сжатии асж , предела прочности при поперечном изгибе аиз до и после воздействия среды ЫаОИ стеклопластиковых стержней.

Таблица 1

Результаты прочностных испытаний стеклопластиковых стрежней диаметром 5,4 мм, изготовленных на основе ровингов РБН17-1200-76, РБН-17-1200-117, РБН17-1200-202

Стеклопластик аиз, аиз, поле NaOH,

МПа МПа МПа

Стеклопластик на

основе ровинга 714 1690 338

РБН 17-1200-76

(76-замасливатель)

Стеклопластик

на основе ровинга 812 1765 529

РБН 7-1200-117

(117-замасливатель)

Стеклопластик

на основе ровинга 1107 2048 1638

РБН 17-1200-202

(202-замасливатель)

Данные таблицы 1 показывают, что прочностные показатели стеклопластиковых стержней, изготовленных на основе ровингов РБН 17-1200-76 и РБН 17-1200-117, находятся практически на одном уровне. Стеклопла-стиковый стержень, изготовленный с применением ровинга РБН 17-1200-202, имеет наиболее высокие значения предела прочности при сжатии и предела прочности при поперечном изгибе.

Также, исходя из данных таблицы 1 следует, что предел прочности при поперечном изгибе после выдержки в среде NaOH стек-лопластикового стрежня, изготовленного на основе ровинга РБН 17-1200-202 с замасли-вателем 202, намного выше, чем стеклопла-стиковых стержней, изготовленных на ровин-гах РБН 17-1200-76 и РБН 17-1200-177 (соответственно 76 и 117 замасливатель).

Стеклоровинг РБН 17-1200-202 с замас-ливателем типа 202 лучше всего совместим с

трехкомпонентным эпоксидным связующим по сравнению с стеклоровингом РБН 17-1200117 с замасливателем 117 и стеклоровингом РБН 17-1200-76 с замасливателем 76, о чем свидетельствует большая разница в значениях предела прочности при сжатии, предела прочности при поперечном изгибе до и после выдержки в среде NaOH стеклопластиковых стержней диаметром 5,4мм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ли Х., Невил К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. М.:Энергия. 1973. 499с.

2. Киселев Б.А. Стеклопластики. М.: Госхим-издат. 1961.120с.

3. Справочник по композиционным материалам / Под. ред. Геллера Б.Э. М.:Машиностроение. 1988. 351с.