Ананьин С.В., Ананьева Е.С., Маркин В.Б. Композиционные материалы. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

рующее действие кислорода воздуха на процесс отверждения полиэфира.

4. Мономеры и олигомеры. Наилучшие материалы при отверждении НПЭ

получаются в реакциях сополимеризации с ненасыщенными мономерами и оли-

гомерами различного типа, такими, как :

стирол и его производные, метилметакрилат, акрилаты, винилацетат, со-

единения сульфонового ряда, аллиловые эфиры олигоэфирацетаты.

1.6.2 Физические свойства ненасыщенных полиэфиров и их

растворов

НПЭС представляют собой растворы НПЭ (олигоэфиров) с молекулярной

массой 700 - 3000 в мономерах или олигомерах, способных к сополимеризации с

полиэфирами. Оптимальные свойства отвержденных НПЭС обеспечиваются при

молекулярной массе 700 - 1000. С ее увеличением свойства отвержденных НПЭС

улучшаются.

НПЭ растворяются в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводо-

родах и нерастворимых в бензине, уайт-спирте, н-

гептане. Способны растворять-

ся в мономерах (стироле, метилметакрилате, диаллилфталате). Способность к

растворению зависит от состава полиэфира.

Большая часть ПЭС содержит в своем составе стирол в качестве сополи-

мера - растворителя. Применение стирола обусловлено его низкой стоимостью,

хорошей совместимостью с полимерами, малой вязкостью стиральных растворов

полиэфиров и умеренной усадкой при их отверждении, а

так же высокой водо-

стойкостью и хорошими механическими и электроизоляционными свойствами

отвержденных смол.

ПН-1 и ПН-3 смолы общего назначения, содержат стирол в качестве сши-

вающего реагента.

1.6.3 Отверждение полиэфирных смол, инициаторы и ингибиторы

Существует большое разнообразие систем инициатор - ингибитор -

активатор, доступных для использования в производстве полиэфирных смол. На-

пример, смола

общего назначения, ингибированая гидрохиноном, быстро отвер-

ждается с перекисью метилэтилкетона в сочетании с активатором нафтенатом ко-

бальта, [10].

Выбор подходящего инициатора и его количество завит от типа смолы и

температуры ее отверждения, от требуемого времени проведения всего процесса

и времени гелеобразования. Поскольку ни один из доступных инициаторов обыч-

но сам по себе

не удовлетворяет всем необходимым требованиям, то для получе-

ния лучших результатов используют различные комбинации инициаторов и ини-

циаторов с активаторами. При термическом отверждении полиэфирных смол

наиболее часто применяемым инициатором является перекись бензоила, который

очень эффективен и удобен в употреблении. Он легко растворим в стироле, может

храниться долгое время без потери

активности, стабилен при комнатной темпера-

туре и легко разлагается при повышенной температуре. Кроме того, перекись

бензоила вызывает высокий экзотермический пик температуры, что способствует

полному отверждению смолы. Количество перекиси бензоила , вводимое в смолу,

колеблется от 0,5 до 2 % в зависимости от типа смолы и применяемого мономера.

Иногда бывает желательно проводить процесс отверждения смолы от на-

чала до конца при низких температурах так, чтобы выделяющаяся при полимери-

зации теплота рассеивалась. Это особенно важно при мокром формовании, когда

применение обогрева затруднено. В таких случаях обычно применяют в качестве

инициатора пироксид метилэтилкетона, использование его не приводит к полно-

му отверждению смолы при комнатной температуре, однако добавление актива-

тора (например, нафтената кобальта ) приводите к гелеобразованию и почти пол-

ному отверждению смолы в течение короткого периода времени. Конкретное

время отверждения зависит от количества используемых инициаторов и актива-

торов. В зависимости от

требуемого времени проведения процесса отверждения

берут 0,5-2% перекиси метилэтилкетона и 0,1-1% нафтената кобальта.

Нафтенат кобальта применяют в виде раствора, содержащего 6 % кобальта.

Он используется в сочетании с гидроперекисными инициаторами и облегчает как

гелеобразование так и отверждение смолы при комнатной температуре. Компози-

ции, не содержащие инициатор, но содержащие нафтенат кобальта, могут хра-

ниться в течении

нескольких месяцев. Следует отметить, что при добавлении наф-

тената кобальта смола приобретает окраску. На время нахождения инициирован-

ной смолы в реакторе и на продолжительность ее отверждения влияют тип и каче-

ство добавленного активатора. И, кроме того, на скорость отверждения влияет

температура окружающего воздуха, срок хранения смолы, колебание состава смо-

лы,

масса отверждаемой смолы, количество теплоты , применяемой во время цик-

ла отверждения размер и тип формы, используемые наполнители.

Существуют другие активаторы, которые применяются вместе с перекис-

ными инициаторами и ускоряют гелеобразование и отверждение смолы при ком-

натной температуре. Однако для полного отверждения смоы ы этом случае требу-

ется нагрев. Наиболее часто применяемым

активатором этого типа является диме-

тиланилин, используемые концентрации 0,1-1%.

1.6.4 Ускорители процесса отверждения

Некоторые вещества разлагают перекиси с образованием свободных ради-

калов даже при комнатной температуре:

- эффективны азотосодержащие ускорители, применяемые в сочетании с

ПБ, к примеру, третичные диамины;

- алкилариламиды;

- металлосодержащие ускорители (соли металлов переменной валентно-

сти) Со, Са, Sr, Ba, Си и

др. Наиболее распространенным ускорителем является

нафтенат кобальта (НК).

1.6.5 Отверждение в присутствии инициаторов радикальной полимериза-

ции

Основными инициаторами радикальной полимеризации являются переки-

си. При нагревании перекиси распадаются с образованием свободных радикалов.

Наиболее часто применяемой перекисью является гипериз.

Структурная формула гипериза:

Гипериз (гидроперекись изопропилбензола) это светло желтая жидкость

с резким устойчивым запахом.

Для увеличения скорости отверждения композиций на основе НПЭС эф-

фективным является использование сочетания переоксидных инициаторов с низ-

кой и высокой температурой разложения.

Экзотермический эффект реакции, инициированной низкотемпературным

пероксидом, вызывает активацию высокотемпературного инициатора. Благодаря

этому увеличивается скорость и глубина

отверждения композиций.

При увеличении количества инициатора сополимеризация происходит за

счет увеличения количества свободных радикалов.

1.6.6 Фотохимическое отверждение

Инициирование осуществляется под действием сенсибилизаторов или фо-

тоинициаторов, поглощающих энергию УФ - излучения и распадающихся на ра-

дикалы (бензил, бензоил и его производные, ароматические дисульфиды). Под

действием света эти соединения разлагаются даже при комнатных и

более низких

температурах. Продукты фотосополимеризации отличаются повышенной твердо-

стью, теплостойкостью и химической стойкостью.

Недостатки: возможно пожелтение полиэфиров под действием УФ - излу-

чения и коробление покрытий и других материалов из-за неравномерности от-

верждения, невозможность получения объемных, наполненных материалов.

1.6.7 Радиационно-химическое отверждение

При увеличении степени ненасыщенности полиэфиров, доза излучения (γ

лучами Со

) необходимая для гелеобразования продукта в процессе гомополиме-

риэации уменьшается.

Диапазон дозы облучения - от 1 до 20 Мрад.

Радиационно-химическое инициирование обеспечивает отверждение НПЭ

в течении нескольких секунд при 20°С без специальных добавок.

1.6.8 Влияние добавок

Присутствие поверхностно-активных веществ (ПАВ) в композите повы-

шает скорость отверждения смолы ПН -1.

Для снижения поверхностной липкости

отвержденных смол применяют

МСН-7-Полидеметилсилоксановую смолу (раствор полиметилсилазана в толуоле,

бывают 50% - ный и 80% - ный растворы) в количестве 0,2 - 3% (масс.).

При использовании смол малой реакционной способности при низких

температурах отверждения используют многокомпонентные инициирующие сис-

темы, т.е. вводят в отверждающие системы (ОС) соускорители (промоторы).

1.6.9 Влияние ингибиторов на процесс отверждения ненасыщенных поли-

эфирных смол

Ингибиторы вводят для снижения экзотермического эффекта отвержде-

ния, увеличения времени жизни композиций.

Основные ингибиторы : вода, спирты, кетоны, одно - и многоатомные фо-

нолы, гидрохинон и

его производные, некоторые амины, сульфиды и дисульфи-

ды, они входят в состав композиции НПЭС в количестве 0,001 - 2% (масс.).

Ингибиторы способны взаимодействовать со свободными радикалами с

образованием малореакционноспособных радикалов или соединений нерадикаль-

ной природы.

Исследования показали, что известные ингибиторы и замедлители (гидро-

хинон, фенил-β-нафтил-амин, щавелевая кислота, ацетон), гликоли (этиленгли-

коль

, диэтиленгликоль, глицерин), мономеры различной активности (стирол, ме-

тилстирол, метилметакрилат), органические кислоты (муравьиная, уксусная,

олеиновая, бензойная) оказывают значительное влияние на гелеобразование и

процесс структурирования на второй стадии, причем ингибирование стадии геле-

образования более интенсивное, чем стадии резиноподобного состояния.

Кислая среда способствует гетеролитическому распаду перекисей и, сле-

довательно, снижает концентрацию перекисных радикалов.

В ходе исследования форматов, ацетатов, оксалатов, олеатов и стеаратов

было выяснено, что ацетаты цинка, бария, кальция дают возможность в течение

30-70 мин. регулировать длительность резиноподобного состояния

1.6.10 Ингибирование процесса отверждения стиролосодержащих нена-

сыщенных полиэфирных смол кислородом воздуха

Липкость поверхностного слоя, контактируемого с воздухом объясняется

ингибирующим действием кислорода, который является эффективным ингибито-

ром радикальной полимеризации винильных соединений.

Снизить чувствительность отвержденной системы к кислороду можно

также путем введения в состав композиции на основе стиролосодержащих НПЭС

восстановительных промоторов, которые легко улавливают кислород. К ним от-

носятся фенилфосфиновая, аскорбиновая и изоаскорбиновая кислоты. Ингибиро-

вание кислородом существенно снижается при использовании кобальтовых уско-

рителей с добавкой ацетилацетона или

ацетоуксусного эфира.

На практике наиболее широкое применение нашли физические методы

защиты поверхности от действия кислорода воздуха. Поверхностный слой можно

защитить полиэтиленовой, целофановой и др. пленками из полимерных материа-

лов инертных по отношению к компонентам полиэфирной композиции. Также

для этой цели в полиэфирные композиции вводят 0,001-1% таких веществ, как

воск, парафин сложные

эфиры длинноцепочечных жирных кислот (олеиллиноли-

атной, стеарилстеаратной) и другие.

Парафин вводят в композицию в виде 3 - 10%-ных растворов в стироле в

количестве 0,5 - 3 массовых частей на 100 массовых частей полиэфирной смолы.

Растворы рекомендуется вводить слегка (до 25 - 40 °С) подогретыми.

1.6.11 Технологические свойства и свойства отверждённых полиэфирных

смол

Механические свойства

Механические свойства полиэфиров определяются структурным и хими-

ческим строением. Зависимость физико-механических свойств отвержденных

НПЭС

от концентрации отверждающейся системы носит экстремальный харак-

тер. Это объясняется тем, что увеличение концентрации отверждающей системы

выше оптимальной, обуславливает очень большую скорость образования радика-

лов и приводит к преждевременному расходу инициатора и недостаточной глуби-

не отверждения.

На механические свойства сополимеров влияют различные факторы:

• метод синтеза полиэфиров;

• молекулярная масса, характер

и концентрация концевых групп полиэфиров;

• степень ненасыщенности исходных полиэфиров;

• строение ненасыщенных кислот;

• строение модифицирующих дикарбоновых кислот;

• строение спиртовых реагентов;

• содержание стирола и др. мономеров;

• инициирующие системы и условия отверждения.

Сравнение свойств смолы ПН-1, отверждение при комнатной и повышен-

ной температурах (до 80 °С) редокс - системами

показало, что максимальная

твердость достигается в тех случаях, когда отверждение на первой стадии проте-

кает сравнительно медленно и температура саморазогрева невелика. Ускоренное

отверждение при более высоких температурах приводит обычно к снижению

твердости продуктов.

Существенное влияние на механические свойства оказывает и количество

инициирующих добавок; во многих случаях зависимость некоторых прочностных

показателей от

содержания инициатора и ускорителя носит экстремальный харак-

тер. Использование ванадиевого ускорителя позволяет повысить твердость сопо-

лимеров.

При повышении температур от 135 до 150°С (для ПН - 301), повышается

разрывная прочность разрывная прочность σр, при изменении концентрации ини-

циатора от 2% до 4% этот показатель падает.

Прочность отвержденных полиэфиров сильно зависит от температуры и

после увеличения

ее до определенного предела резко уменьшается. К примеру,

смола ПН-1 при комнатной температуре характеризуется высокой разрывной

прочностью однако эта прочность сильно снижается при температурах выше 50

°С. Повышение температуры вызывает ослабление межмолекулярного взаимо-

действия, что в свою очередь приводит к снижению прочности.

При понижении температуры сверх определенного уровня возрастает

хрупкость смол.

Теплофизические свойства

Теплостойкость определяется главным образом содержанием количества

фумаровой кислоты в исходном полиэфире. С увеличением молекулярной массы

повышается температура стеклования. Теплостойкость сополимеров заметно по-

вышается с увеличением содержания концевых СООН - групп в полиэфире.

При постоянной степени ненасыщенности, с увеличением степени изоме-

ризации

молекул, теплостойкость по Вика и Тот повышается. На теплостойкость

влияют состав и строение исходных реагентов, используемых при синтезе поли-

эфиров.

Коэффициент объемного расширения αv возрастает с уменьшением плот-

ности поперечного сшивания V. Отверждение различными инициирующими сис-

темами не влияет на αv. Коэффициент расширения αv связан с величиной сво-

бодного объема, который

меньше у продуктов с большей V. С увеличением тем-

пературы возрастают удельная теплостойкость, коэффициенты теплопроводности

и термического расширения отверждённых полиэфиров, а коэффициент темпера-

туропроводности при этом не уменьшается.

Химическая стойкость

Она определяется строением и составом НПЭ. Наиболее "слабым звеном"

в НПЭ является сложноэфирная группа, по которой происходит деструкция под

действием разлагающихся химических

агентов.

Увеличение стойкости к гидролизу полиэфиров наблюдается при возрас-

тании длины цепей кислотных и спиртовых реагентов, это связано с ослаблением

полярного эффекта, создаваемого соседними карбонильными группами. Водопо-

глощение является диффузионным процессом и зависит от плотности материала.

1.6.12 Применение ненасыщенных полиэфирных смол

НПЭС чаще всего используются в качестве связующих КМ, в состав

кото-

рых входит наполнитель, пластификаторы, разбавители, пигменты, красители и

другие функциональные ингредиенты, придающие композициям и материалам на

их основе специфические свойства.

Как правило, введение наполнителя вызывает изменение всех свойств

композиции, улучшая или ухудшая их показатели по сравнению с исходными по-

лимерами. В основном наполнитель способствует повышению прочности мате-

риала, снижает

усадку и стоимость.

На основе НПЭС производится ряд КМ различного функционального на-

значения : препреги, премиксы, пресс- композиции, клеевые композиции, герме-

тики, замазки полимербетоны и т.д.

2 ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ - КАК СВЯЗУЮЩИЕ ДЛЯ

КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Термопластичными называют полимеры, находящиеся при обычной тем-

пературе в застеклованном или кристаллическом, состоянии и способные при на-

гревании обратимо переходить в эластическое и (или) вязко-текучее состояние.

Широкое применение термопластичных полимеров в качестве самостоятельных

материалов привело к отождествлению понятий "термопластичный полимер"

и '"

термопласт", хотя в более строгом понимании "термопласт" помимо основного

компонента, термопластичного полимера, обычно содержит различные модифи-

каторы: пластификаторы, стабилизаторы, смазки, пигменты, антистатики и др.

Модификаторы вводят в термопластичные полимеры в незначительных количест-

вах для улучшения их технологических свойств, повышения стойкости к дейст-

вию окружающей среды или придания каких-либо специфических свойств

, [11].

Подавляющее большинство термопластов представляет собой гомогенные

материалы, свойства которых определяются свойствами самого полимера. Не-

большие количества других компонентов (пластификаторы, понижающие темпе-

ратуру перехода в вязкотекучее состояние и вязкость расплава полимера, стаби-

лизаторы, замедляющие его старение и термодеструкцию, красители и др.), как

правило, растворены в полимере и не вызывают резкого изменения

его свойств.

Ярко выраженный релаксационный характер деформирования термопла-

стичных полимеров приводит к накапливанию в изделиях остаточных напряже-

ний уже в процессе их изготовления. Уровень этих напряжений и характер их

распределения в изделии зависит от метода и режима изготовления. Остаточные

напряжения могут существенно снизить эксплуатационную надежность конст-

рукции.

С расширением применения термопластиков

в нагруженных конструкци-

ях, появляется необходимость в материалах с определённым заданным сочетани-

ем свойств, необычным для традиционных термопластов. Это может быть дос-

тигнуто двумя путями - поиском новых полимеров и созданием новых способов

изменения свойств существующих термопластиков. К таким способам относится,

в частности, повышение прочности, и жёсткости материала регулированием вза-

имного

расположения макромолекул в формуемом изделии, то есть ориентацион-

ной вытяжкой заготовок и "замораживанием" ориентационных напряжений в по-

лимере охлаждением ниже температуры стеклования, [12].

Существенные изменения свойств материала достигаются так же смеше-

нием разнотипных термопластов в расплаве. Но число таких материалов пока ещё

невелико и их свойства мало освещены в литературе.

Термопластичные полимеры

в стеклообразном состоянии характеризуются

низкой сопротивляемостью прорастанию трещин при ударном нагружении. Этот

существенный недостаток можно устранить пластифицированием низкомолеку-

лярными веществами или смешением с полимерами повышенной упругости. Од-

нако в обоих случаях повышение ударопрочности сопровождается снижением

жёсткости, предела пропорциональности и теплостойкости материала. Удачной

попыткой избежать этих осложнений явилось создание эластифицированных и

наполненных термопластов. В первом случае повышенная ударопрочность дости-

гается диспергированием эластомера в непрерывной матрице из термопласта, во

вторых - наполнением волокнами различного типа.

Получение наполненных термопластов сопряжено с определёнными тех-

нологическими трудностями, возникающими при стремлении равномерно дис-

пергировать волокна наполнителя в непрерывной полимерной матрице

, смочить

всю поверхность волокон высоковязким расплавом полимера и достигнуть при

этом равновесной структуры полимера в адсорбционных смесях.

Линейная или разветвленная структура макромолекул определённого мо-

лекулярного веса обуславливает способность термопластичных полимеров обра-

тимо переходить в эластичное или вязкотекучее состояние. Это позволяет осуще-

ствлять формование изделий из термопластичных полимеров высокопроизводи-

тельными, обычно

полностью автоматизированными методами: экструзией, лить-

ём под давлением, пневмо- и вакуум- формованием в сочетании с экструзией или

литьём под давлением, штамповкой, а также применять различные способы свар-

ки для соединения деталей в конструкции. Наряду с хорошими технологическими

свойствами термопластичные полимеры обладают в ряде случаев уникальным со-

четанием эксплуатационных свойств: стойкостью к

действию агрессивных сред,

отличными диэлектрическими, оптическими, фрикционными свойствами.

Различия в свойствах термопластичных полимеров связаны с различием в

их молекулярном строении, непосредственно определяющем физическую струк-

туру и физическое состояние полимеров.

2.1 Термопласты, наполненные волокнами

Термопластичные полимерные материалы получили широкое распростра-

нение во всех отраслях народного хозяйства. Благодаря комплексу таких ценных

свойств,

как химическая стойкость, высокие показатели тепло и электроизоляци-

онных свойств, низкая плотность, красивый внешний вид, формуемость в изделия

высокопроизводительными методами. Однако их использование в качестве кон-

струкционных материалов ограничено относительно низкой прочностью, малой

жёсткостью и склонностью к ползучести, [13].

Введение наполнителя в термопласты является одним из наиболее эффек-

тивных путей улучшения их

свойств. В том случае, когда термопласты должны

быть использованы как конструкционные материалы, наиболее целесообразно в

качестве упрочняющего наполнителя. Вводить волокна неорганического или ор-

ганического происхождения. Наполнение волокнами придает термопластам более

высокую устойчивость к длительному нагружению, повышает прочность при

циклических нагрузках, стойкость к растрескиванию, жёсткость и теплостой-

кость. Если длина волокон

не превышает 2-6 мм, а степень наполнения находится

в пределах 20-30вес.%, то технологические свойства термопластов не ухудшают-

ся.

В качестве наполнителей могут быть использованы стеклянные, асбесто-

вые, углеродные, органические (природные и синтетические) волокна, а также

металлические и волокна на основе окислов металлов. Наполнение термопластов

синтетическими полимерными высокопрочными и высокомодульными волокна-

ми, по-видимому, является наиболее перспективным способом их упрочнения.

Такой наполнитель не создаёт высокого уровня остаточных напряжений в матри-

це, поскольку химическая природа наполнителя и связующего близка.

Свойства наполненных термопластов изучены очень мало, публикации но-

сят

разрозненный и нередко противоречивый характер. Большинство работ по-

священо описанию частных исследований и только стеклонаполненные полиами-

ды и поликарбонаты выпускаются в промышленном масштабе.

2.1.1 Термопласты, наполненные минеральными волокнами

Среди термопластичных волокнитов пока наиболее исследованы термо-

пласты, наполненными стеклянными волокнами. Введение в состав термопластов

минеральных волокон не только повышает показатели их

прочностных и дефор-

мационных свойств (разрушающего напряжения при растяжении, сжатии и изги-

бе, модуля упругости, устойчивости к изменению формы под нагрузкой при по-

вышенных температурах), но и снижает усадку в процессе формования, коэффи-

циент теплового расширения, повышает температуру стеклования, изменяет со-

отношение фаз и морфологию кристаллической фазы.

Возрастание прочности и жёсткости

термопластов под влиянием стеклян-

ных волокон проявляется не столь редко, как в случае отверждённых смол. Это

объясняется рядом причин. Во-первых, степень наполнения термопластов лими-

тируется интенсивным нарастанием вязкости расплава. Трудно формовать напол-

ненный термопласт, если степень наполнения его рубленым стеклянным волок-

ном превышает 30вес.%. Во-вторых, в высоковязком расплаве

термопластичных

полимеров невозможно равномерно распределить частицы наполнителя и сохра-

нить их первоначальную длину. В-третьих, поверхность подавляющего большин-

ства минеральных наполнителей является гидрофильной и плохо смачивается

традиционными термопластичными полимерами, из-за чего они не могут в пол-

ной мере выполнять функцию матрицы композиционного материала. Наконец,

скорость достижения равновесного состояния полимера в

зоне действия адсорб-

ционных сил частиц наполнителя очень низка. В обычных условиях наполнения,

равновесие не достигается, а это ещё больше затрудняет работу матрицы и увели-

чивает напряжённость её на границе контакта с поверхностью наполнителя.

Неупорядоченностью строения полимера и его напряжённостью на грани-

це контакта с наполнителем следует объяснить часто наблюдаемое,

в случае тер-

мопластов, снижение прочности при ударных нагружениях и малое изменение

теплостойкости, несмотря на то, что наполнитель имеет волокнистую структуру и

активность его поверхности достаточно высока. Это естественно потому, что

свойства наполненных термопластов определяются не столько природой полиме-

ра, сколько технологией введения волокна в полимер, способом обработки по-

верхности волокон

и длительностью контакта наполнителя с расплавом полимера.

Что же касается степени наполнения, то она определяется вязкостью расплава,

суммарной поверхностью частиц и их поверхностной энергией. Установлено, что

прочность наполненного термопласта по мере повышения степени наполнения

волокнистым наполнителем возрастает лишь до определённого предела, после че-

го наблюдается замедление роста показателей или даже их снижение.

Оптимальная степень наполнения стеклянными волокнами для большин-

ства термопластов составляет 25-30вес.%. При степени наполнения более 30%

вязкость расплава полимера резко возрастает, волокно измельчается в процессе

формования

изделий, тонкая плёнка полимера не выдерживает напряжений, обу-

словленных различием в термоупругих свойствах матрицы и наполнителя. Всё

это приводит к ухудшению свойств наполненного пластика. Исключением явля-

ется лишь полиамиды, что можно объяснить сравнительно низким их молекуляр-

ным весом, а, следовательно, и низкой вязкостью расплава, благоприятной для

равномерного распределения волокон по

объёму термопласта без их разрушения.

В полиамидах, наполненных стеклянным волокном, монотонно увеличиваются

показатели прочности (в 3 раза) и модуль упругости (почти в 8 раз) вплоть до

степени наполнения 50%.

Показатели свойств стеклонаполненных термопластов с различной степе-

нью наполнения приведены в таблице 2.1.

При наполнении термопластов дискретными волокнами большое значение

имеет размер частиц наполнителя, в первую

очередь их длина.

Таблица 2.1 - Свойства стеклонаполненных термопластов

Показатель

Поликарбонат полистирол

Ненапол-

ненный

30%

6,35мм

40%

6,35мм

Ненапол-

ненный

30%

6,35мм

Плотность, г/см

1.2 1,31 1.44 1.05 1.28

Разрушающее на-

пряжение при растя-

жении

кг*с/мм

6,6 10,8 13.3 4.6 9.8

Относительное удли-

нение при разрыве, %

109 7 5 2 1.1

Модуль упругости

при растяжении,

кг*с/мм

2,24 6.09 10.5 2.8 8,4

Ударная вязкость по

Шоду, Кг*с*см/см

0.128 0.114 0,066 0,017 0,138

Теплостойкость под

нагрузкой

2кг*с/см С°

138 149 152 84 105

Степень упрочнения полимера пропорциональна площади контакта его с

наполнителем, то есть смачиваемости полимером поверхности частиц. Для опре-

деления смачиваемости полимером мелкодисперсных частиц, был предложен