CC BY
16ИЗУЧЕНИЕ ТРАНСЛЯЦИИ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННОГО УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ СВЯЗУЮЩЕГО НА СВОЙСТВА УГЛЕПЛАСТИКОВ
Танкова К.И. студентка, Ананьева Е.С.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», [email protected]
DOI: 10.24411/9999-004A-2018-10029
Полимерные композиционные материалы обладают повышенными упруго-прочностными характеристиками и давно зарекомендовали себя в авиастроении и других наукоёмких производствах. В отличие от традиционных материалов они разрабатываются одновременно с изделием, и практически не требуют серьёзной механической обработки, что позволяет снизить затраты на производство и без того дорогостоящих изделий в авиакосмической промышленности.
Наиболее широко используемыми в наше время в области машиностроения являются волокнистые полимерные композиционные материалы конструкционного назначения. Помимо повышенной прочности они обладают высокой анизотропией свойств, что значительно расширяет их область применения, позволяет снизить вес конструкций и уменьшить материалоёмкость производства. При совмещении волокна с полимерной матрицей появляется возможность получить материал, обладающий более высокой прочностью, чем отдельные его компоненты в блоке. Матрица обеспечивает монолитность материала, защищает наполнитель от воздействия вредных факторов окружающей среды и распределяет нагрузку между армирующими элементами, а волокна выполняют несущую функцию при деформировании изделия, обеспечивая его прочность и жёсткость [1].
При изготовлении полимерных композиционных материалов наиболее часто применяются эпоксидные матрицы, которые обладают оптимальной адгезией к наибольшему числу типов волокон, коррозионной стойкостью, и другими положительными эксплуатационными и технологическими качествами. Поимо всех достоинств, эпоксидная матрица имеет свои недостатки: хрупкость и низкая трещиностойкость [2]. Таким образом, целесообразно разработать методы модификации эпоксидных матриц для решения данной проблемы, одним из таких методов является наполнение ультрадисперсными углеродными порошками, такими как ультрадисперсные алмазы, графит, сажа, алмазографит, углеродные нанотрубки [3].
В настоящей работе использовалось эпоксидиановое связующее на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя холодного отверждения ТЭТА без
добавления пластификаторов для сохранения прочностных свойств матрицы, исключения взаимодействия ультрадисперсного порошка с ним и снижения вероятности искажения результатов. В качестве армирующего элемента использовалась однонаправленная углеродная ткань. Как модификатор использовался ультрадисперсный порошок алмазографита. Ультрадисперсные порошки на основании углерода обладают высокой удельной поверхностью и поверхностной энергией, которая вносит значительный вклад структуру формирующейся в присутствии этих частиц, а также волокна, эпоксидной матрицы. Структура определяет свойство материала, а значит вклад алмазографита в свойства изделия столь же значителен [4]. На основании результатов экспериментальных исследований была выявлена зависимость механических свойств эпоксидной матрицы от содержания в ней ультрадисперсного порошка, а также трансляция этих свойств на свойства однонаправленных углепластиков, выявлено оптимальное содержание и технологические проблемы, связанные с изготовлением ультрадисперсно наполненных материалов.
Список литературы:
1. Кербер, М. Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. СПб.: Профессия 2009 556 с.
2. Бартенев Г. М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия. 1984. 280 с.
3. Соколенко, И.В. Перспективные наполнители для полимерных композитов. Международный научно-исселдовательский журнал. 2014. №2-4. С.92-93.
4. Углеродные наноматериалы и композиты на их основе. Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2013. №4. С.1220-1228.
