5.4.2. पॉलिमर मैट्रिक्स कंपोजिट

बहुलक मैट्रिक्स के साथ मिश्रित सामग्री कम घनत्व (1200 ... 1900 किग्रा / मी 3), कम पायदान संवेदनशीलता, तापीय और विद्युत चालकता, उच्च थकान और विशिष्ट शक्ति, प्रक्रियात्मकता, रेडियो पारदर्शिता (कई सामग्री), आदि की विशेषता है। कंपोजिट के लिए बहुलक मैट्रिक्स के रूप में थर्मोसेटिंग (मुख्य रूप से) और थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर, और फिलर्स - उपरोक्त में से कोई भी उपयोग किया जाता है।

थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर पर आधारित सामग्रीविभिन्न प्रकृति के बिखरे हुए भराव के साथ (तालक, ग्रेफाइट, धातु ऑक्साइड, स्तरित ठोस स्नेहक, धातु पाउडर, असतत फाइबरग्लास, आदि) का उपयोग हल्के और मध्यम-लोडेड मशीन और उपकरण भागों, शरीर के अंगों, गियर और स्प्रोकेट के निर्माण के लिए किया जाता है। बीयरिंग और सील, ड्राइव बेल्ट, कंटेनर, आदि।

थर्माप्लास्टिक कंपोजिट में, कांच से भरी सामग्री सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। भराव के रूप में, क्षार-मुक्त एल्युमिनोबोरोसिलिकेट ग्लास से 9 ... 13 माइक्रोन के व्यास वाले फाइबर का उपयोग किया जाता है, एक भरने की डिग्री के साथ छोटा (0.1 ... 1 माइक्रोन लंबा) और लंबा (3 ... 12 मिमी लंबा) 10 ... बहुलक द्रव्यमान का 40%। पॉलियामाइड्स, पॉली कार्बोनेट, पॉलीप्रोपाइलीन और अन्य थर्मोप्लास्टिक्स पर आधारित ग्लास से भरे प्लास्टिक का उत्पादन किया जाता है। थर्माप्लास्टिक को ग्लास फाइबर से भरने से पॉलिमर और गर्मी प्रतिरोध की ताकत विशेषताओं में वृद्धि होती है, रेंगना 1.5 ... 2 गुना कम हो जाता है, थर्मल विस्तार 2 ... 7 गुना कम हो जाता है, सहनशक्ति की सीमा बढ़ जाती है और प्रतिरोध बढ़ जाता है। ग्रेफाइट, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड, बोरॉन नाइट्राइड, आदि जैसे कंपोजिट में ठोस स्तरित स्नेहक की शुरूआत, पॉलिमर के घर्षण के गुणांक को कम करती है और उनके पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाती है।

थर्माप्लास्टिक पर आधारित कंपोजिट की ताकत पर्याप्त रूप से उच्च प्रभाव शक्ति (केसीयू = 8 ... 60 जे / एम 2) के साथ 150 ... 160 एमपीए तक पहुंच जाती है।

थर्मोसेटिंग प्लास्टिक पर आधारित समग्र सामग्रीपॉलिमर पर आधारित होते हैं जो गर्म होने पर या हार्डनर्स की क्रिया के तहत तीन-आयामी बहुलक संरचना बनाने के लिए ठीक हो जाते हैं। फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड, मेलामाइन-फॉर्मेल्डिहाइड, ऑर्गोसिलिकॉन और अन्य रेजिन पर आधारित कंपोजिट गर्म करने से ठीक होने वालों में से हैं। दूसरे प्रकार में पॉलीसिलोक्सेन, एपॉक्सी रेजिन और असंतृप्त पॉलीएस्टर पर आधारित कंपोजिट शामिल हैं।

थर्मोप्लास्टिक्स के विपरीत, थर्मोसेटिंग प्लास्टिक, ठंडे प्रवाह की पूर्ण अनुपस्थिति की विशेषता है, काफी अधिक गर्मी प्रतिरोध है, अघुलनशील है, और थोड़ी सूजन है। वे गर्मी प्रतिरोध के तापमान तक गुणों की स्थिरता प्रदर्शित करते हैं, बहुलक के प्रकार के आधार पर -60 से +200 ... 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर दीर्घकालिक भार का सामना करने की क्षमता, और अच्छे ढांकता हुआ गुण होते हैं। लेकिन ये सामग्रियां थर्मोप्लास्टिक्स की तुलना में तकनीकी रूप से कम उन्नत हैं।

एपॉक्सी रेजिन में फिलर के लिए सबसे बड़ा आसंजन होता है। ठीक किए गए एपॉक्सी रेजिन क्षार, ऑक्सीकरण एजेंटों और अधिकांश कार्बनिक अम्लों के प्रतिरोधी हैं। हालांकि, उन पर आधारित कंपोजिट में कम यांत्रिक गुण होते हैं, 200 डिग्री सेल्सियस तक गर्मी प्रतिरोध होता है, इसके अलावा, ये रेजिन जहरीले होते हैं।

ऑर्गोसिलिकॉन और पॉलीमाइड बाइंडर्स पर आधारित कंपोजिट में उच्चतम गर्मी प्रतिरोध (280 ... 350 डिग्री सेल्सियस तक) होता है।

एपॉक्सी रेजिन और असंतृप्त पॉलीएस्टर के उपयोग से कमरे के तापमान (ठंड इलाज) पर इलाज करने में सक्षम सामग्री प्राप्त करना संभव हो जाता है, जो बड़े आकार के उत्पादों के निर्माण में बहुत महत्वपूर्ण है।

के साथ समग्र सामग्री फैला हुआ भरावजो कार्बनिक (लकड़ी का आटा, सेलूलोज़) और खनिज (क्वार्ट्ज, तालक, अभ्रक, धातु ऑक्साइड, ग्रेफाइट, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड, बोरॉन नाइट्राइड सहित ठोस स्तरित स्नेहक) के पाउडर के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें आइसोट्रोपिक गुण, कम यांत्रिक शक्ति और प्रभाव शक्ति होती है। .

जैसा रेशेदार प्रबलिंग सामग्रीकॉटन टॉव, कॉर्ड थ्रेड्स, एस्बेस्टस फाइबर, फाइबरग्लास का उपयोग किया जाता है। तदनुसार, इन सामग्रियों को फाइबर, कॉर्ड फाइबर, एस्बेस्टस फाइबर, ग्लास फाइबर कहा जाता है।

फाइबर - कपास लिंटर्स पर आधारित प्लास्टिक फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन के साथ संसेचित। प्रेस पाउडर, प्रभाव शक्ति (10 kJ/m 2 तक) की तुलना में सामग्री में वृद्धि हुई है, हालांकि, उनके पास काफी कम तरलता है, जो पतली दीवार वाले भागों को प्राप्त करने की अनुमति नहीं देती है। फाइबर में कम ढांकता हुआ गुण होते हैं, उष्णकटिबंधीय जलवायु के लिए अस्थिर होते हैं, और अनिसोट्रोपिक गुण होते हैं। उनका उपयोग सामान्य तकनीकी उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है, जिसमें कंपन और सदमे भार के प्रतिरोध में वृद्धि होती है, झुकने और मरोड़ में काम करना, उदाहरण के लिए, बेल्ट पुली, फ्लैंगेस, हैंडल, कवर, आदि।

एस्बेस्टस फाइबर - एक रेशेदार खनिज युक्त कंपोजिट - एस्बेस्टस, 0.5 माइक्रोन तक के व्यास के साथ पतले तंतुओं में विभाजित। फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड और ऑर्गोसिलिकॉन रेजिन को बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है। उनके पास 200 डिग्री सेल्सियस तक उच्च प्रभाव शक्ति और गर्मी प्रतिरोध है, अम्लीय वातावरण के प्रतिरोधी हैं, और अच्छे घर्षण गुण हैं। वे मुख्य रूप से ब्रेक डिवाइस (ब्रेक पैड, लाइनिंग, क्लच डिस्क) के लिए सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड-आधारित एस्बेस्टस फाइबर का उपयोग विद्युत उद्देश्यों (विद्युत पैनल, उच्च और निम्न-वोल्टेज संग्राहक) के लिए उच्च शक्ति वाले गर्मी प्रतिरोधी भागों के उत्पादन के लिए किया जाता है, और ऑर्गोसिलिकॉन पॉलिमर पर आधारित - उन भागों के लिए जो लंबे समय तक काम करते हैं। 200 ° C (सामग्री K-41-5) तक के तापमान पर और उच्च शक्ति संपर्ककर्ताओं, टर्मिनल ब्लॉकों (KMK-218) के कक्षों को उत्पन्न करने के लिए। नवीनतम सामग्री उष्णकटिबंधीय प्रतिरोधी हैं। फाओलाइट -एएसबी फाइबर, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड राल के साथ एएसबी फाइबर को लगाने से प्राप्त होता है, इसके बाद मिश्रण को रोल करके एसिड प्रतिरोधी पाइप और कंटेनरों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है।

फाइबरग्लास एक भराव के रूप में फाइबरग्लास युक्त प्लास्टिक हैं। 5 ... 20 माइक्रोन के व्यास वाले ग्लास फाइबर का उपयोग किया जाता है, तन्य शक्ति के साथ उच्च शक्ति वी \u003d 600 ... 3800 एमपीए और उच्च-मापांक (वीएम -1, वीएमपी, एम -11), होने वी \u003d 3900 ... 4700 एमपीए और 110 जीपीए तक एक लोचदार मापांक। फाइबर, धागे, विभिन्न लंबाई के बंडलों का उपयोग किया जाता है, जो मोटे तौर पर फाइबरग्लास की प्रभाव शक्ति को निर्धारित करता है। फाइबर जितना पतला होगा, उसके दोष उतने ही कम और ताकत उतनी ही अधिक होगी।

फाइबरग्लास के यांत्रिक गुण फाइबरग्लास की संरचना, मात्रा और लंबाई, बाइंडर के प्रकार, फाइबरग्लास और बाइंडर के बीच इंटरफेस में होने वाली भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं और प्रसंस्करण विधि पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, एपॉक्सी बाइंडर में ई ग्लास (क्षार मुक्त एल्युमिनोसिलिकेट) से ग्लास फाइबर को एस ग्लास फाइबर (गर्मी प्रतिरोधी उच्च शक्ति) से बदलने से कंपोजिट की ताकत 40% तक बढ़ सकती है।

बाइंडर के साथ फाइबरग्लास की वेटेबिलिटी में सुधार करने के लिए, इंटरफ़ेस पर उत्पन्न होने वाले तनावों को कम करें, फाइबर और बाइंडर के बीच आसंजन बढ़ाएं, विभिन्न प्रतिक्रियाशील समूहों (विनाइल, मेथैक्रेलिक, फिनाइल, अमीनो) वाले यौगिकों के साथ फाइबर का परिष्करण (उपचार) करें। और इमिनो समूह, आदि) का उपयोग किया जाता है। फाइबर के साथ बाइंडर की सीमा परत में तनाव में कमी, संकोचन और सरंध्रता में कमी, गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि को बाइंडर में पाउडर फिलर्स की शुरूआत से सुविधा होती है, विशेष रूप से, ठीक बाइंडर का पाउडर।

शीसे रेशा में विभाजित है: उलझा हुआ रेशेदार, दानेदार और बारीक फैला हुआ प्रेस द्रव्यमान।

पेचीदा शीसे रेशाफाइबर खंडों के संसेचन द्वारा प्राप्त 40 ... 70 मिमी लंबा, इसके बाद विलायक को हटाने के लिए फुलाना और सुखाने के बाद (उदाहरण के लिए, एजी -4 वी)। इन सामग्रियों का नुकसान बाइंडर का असमान वितरण, अन्य ग्लास फाइबर की तुलना में यांत्रिक गुणों का अधिक प्रसार और कम तरलता है।

दानेदार शीसे रेशा(प्रीमिक्स)बिना मुड़े काँच के रेशों और कांच के बंडलों के संसेचन द्वारा प्राप्त किया जाता है, इसके बाद 5, 10, 20 और 30 मिमी लंबे दानों को सुखाकर और काटकर प्राप्त किया जाता है। दाना व्यास 0.5 ... 8 मिमी। सामग्री में अच्छी प्रवाह क्षमता और तरलता है, यांत्रिक गुणों की अधिक स्थिरता है। सामग्री की इस श्रेणी में खुराक फाइबरग्लास डीएसवी शामिल है।

बढ़िया ग्लास फाइबर प्रेसएक बाइंडर के साथ 1.5 मिमी लंबे कुचल ग्लास फाइबर को मिलाकर बनाया जाता है, इसके बाद दानेदार (दानेदार 3 ... 6 मिमी आकार) होता है। इसके अलावा 10 ... 50 मिमी तक के दानों के साथ "ग्लास चिप्स" का उत्पादन किया जाता है, जो कि संसेचित फाइबरग्लास कचरे से होता है।

आकार में 6 मिमी तक के दानों के साथ दानेदार शीसे रेशा को इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा संसाधित किया जाता है। महीन कांच के रेशों को इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा और धातु की फिटिंग वाले उत्पादों के निर्माण में - इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा संसाधित किया जा सकता है। 10 मिमी की अनाज लंबाई के साथ शीसे रेशा को कास्टिंग और सीधे दबाने से संसाधित किया जाता है, और अनाज की लंबाई 20 और 30 मिमी के साथ - केवल सीधे दबाने से।

शीसे रेशा का उपयोग शरीर के अंग, ढाल के तत्व, इन्सुलेटर, प्लग कनेक्टर, एंटीना फेयरिंग आदि बनाने के लिए किया जाता है। -60 से +200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संचालित उत्पाद एनिलिन-फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन और क्षार-मुक्त एल्युमिनोबोरोसिलिकेट ग्लास फाइबर के आधार पर बनाए जाते हैं, और तापमान सीमा के लिए - 60 ... +100 डिग्री सेल्सियस के आधार पर इपोक्सि रेसिन।

ऑर्गोसिलिकॉन रेजिन पर आधारित फाइबरग्लास 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक संचालित होते हैं, और थोड़े समय के लिए और उच्च तापमान पर क्वार्ट्ज या सिलिका फाइबर के उपयोग के साथ। गर्मी से बचाने वाले भागों के लिए, सिलिका फाइबर और फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन पर आधारित ग्लास फाइबर का उपयोग किया जाता है।

ग्लास मैट और असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के आधार पर, प्रीप्रेग्स, जिनका उपयोग बड़े आकार के पुर्जों (निकायों, नावों, उपकरणों के शरीर के अंग, आदि) के निर्माण के लिए किया जाता है। उन्मुख फाइबर का उपयोग बेहतर यांत्रिक गुणों के साथ ग्लास फाइबर प्राप्त करना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, उन्मुख फाइबरग्लास AG-4C में है: V = 200 ... 400 MPa, KCU = 100 kJ / m 2; जबकि AG-4V के लिए पेचीदा फाइबर पर आधारित: V = 80 MPa, KCU = 25 kJ / m 2।

कार्बनिक फाइबर पॉलिमर बाइंडरों पर आधारित मिश्रित सामग्री है, जिसमें कार्बनिक पॉलिमर (पॉलियामाइड, लैवसन, नाइट्रोन, विनोल, आदि) के फाइबर एक भराव के रूप में काम करते हैं। इन रेशों से बने हार्नेस, फैब्रिक और मैट का भी सुदृढीकरण के लिए उपयोग किया जाता है। थर्मोसेटिंग रेजिन (एपॉक्सी, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, पॉलीमाइड, आदि) को बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है।

समान थर्मोफिजिकल विशेषताओं के साथ पॉलिमरिक बाइंडर्स और फिलर्स का उपयोग, साथ ही उनके बीच प्रसार और रासायनिक बातचीत में सक्षम, यांत्रिक गुणों की स्थिरता, उच्च विशिष्ट शक्ति और प्रभाव शक्ति, रासायनिक प्रतिरोध, थर्मल शॉक के प्रतिरोध, उष्णकटिबंधीय के साथ कंपोजिट प्रदान करता है। वातावरण, और घर्षण। अधिकांश ऑर्गेनो फाइबर का अनुमेय ऑपरेटिंग तापमान 100 ... 150 डिग्री सेल्सियस है, और पॉलीमाइड बाइंडर और गर्मी प्रतिरोधी फाइबर के आधार पर - 200 ... 300 डिग्री सेल्सियस तक। इन सामग्रियों के नुकसान में कम संपीड़न शक्ति और रेंगना शामिल है।

उच्च शक्ति वाले कंपोजिट प्राप्त करने के लिए, सुगंधित पॉलियामाइड्स (आर्मीड फाइबर एसवीएम, टेरलॉन, केवलर) पर आधारित फाइबर का उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च यांत्रिक गुण होते हैं, एक विस्तृत तापमान सीमा में थर्मल स्थिरता, अच्छा ढांकता हुआ और थकान गुण होते हैं। विशिष्ट शक्ति के मामले में, ये फाइबर केवल बोरॉन और कार्बन फाइबर के बाद दूसरे स्थान पर हैं।

बोरॉन फाइबर - बोरॉन फाइबर से भरे बहुलक मैट्रिक्स पर मिश्रित सामग्री। उनके पास अच्छे यांत्रिक गुण, कम रेंगना, उच्च तापीय और विद्युत चालकता, कार्बनिक सॉल्वैंट्स, ईंधन और स्नेहक, रेडियोधर्मी विकिरण और चक्रीय वैकल्पिक भार का प्रतिरोध है।

बोरॉन फाइबर ~ 1130 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टंगस्टन फिलामेंट पर बीसीएल 3 + एच 2 गैस मिश्रण से बोरॉन के रासायनिक बयान द्वारा उत्पादित होते हैं। गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, फाइबर को सिलिकॉन कार्बाइड के साथ लेपित किया जाता है, जिसे वाष्प-गैस चरण से आर्गन और हाइड्रोजन वातावरण में भी जमा किया जाता है। ऐसे रेशों को बोर्सिक कहा जाता है। बोरॉन फाइबर के लिए बाइंडर के रूप में, संशोधित एपॉक्सी रेजिन और पॉलीमाइड्स का उपयोग किया जाता है। बोरॉन फाइबर KMB-3, KMB-Zk उत्पादों के प्रदर्शन को 100 °C तक, KMB-1 और KMB-1k को 200 °C तक, और KMB-2k को 300 °C तक के तापमान पर सुनिश्चित करते हैं। प्रसंस्करण की विनिर्माण क्षमता में सुधार करने के लिए, ग्लास फाइबर के साथ बोरॉन फाइबर के मिश्रण वाले कंपोजिट का उपयोग किया जाता है।

बोरॉन फाइबर का उपयोग विमानन और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में विभिन्न प्रोफाइल, पैनल, कंप्रेसर भागों आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।

कार्बन फाइबर (CFRP) - पॉलिमर बाइंडर और कार्बन फाइबर पर आधारित मिश्रित सामग्री। कार्बन फाइबर उच्च गर्मी प्रतिरोध की विशेषता है; विशिष्ट शक्ति, रासायनिक और मौसम प्रतिरोध, थर्मल रैखिक विस्तार के कम गुणांक।

दो प्रकार के फाइबर का उपयोग किया जाता है: कार्बोनेटेड और ग्रेफाइटाइज्ड। विस्कोस या पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन) फाइबर, पत्थर और पेट्रोलियम पिचें, जो विशेष गर्मी उपचार के अधीन हैं, प्रारंभिक सामग्री के रूप में उपयोग की जाती हैं। गैर-ऑक्सीकरण वातावरण में उच्च तापमान प्रसंस्करण की प्रक्रिया में, कार्बनिक फाइबर से कार्बन फाइबर में संक्रमण होता है। कार्बोनाइजेशन 900 ... 2000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और ग्राफिटाइजेशन - 3000 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर किया जाता है। यांत्रिक गुणों के अनुसार, कार्बन फाइबर को उच्च-मापांक और उच्च-शक्ति में विभाजित किया जाता है। थर्मोसेटिंग पॉलिमर का उपयोग बाइंडर्स के रूप में किया जाता है: एपॉक्सी, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, एपॉक्सी-फेनोलिक रेजिन, पॉलीमाइड्स, आदि, साथ ही साथ कार्बन मैट्रिस।

कार्बन फाइबर में अच्छे यांत्रिक गुण, स्थिर और गतिशील सहनशक्ति, पानी और रासायनिक प्रतिरोध आदि होते हैं।

एपॉक्सी-एनिलिनो-फॉर्मेल्डिहाइड बाइंडर (KMU-3, KMU-Zl) पर आधारित कार्बोफाइबर 100 ° C तक के तापमान पर, एपॉक्सी-फेनोलिक (KMU-1l, KMU-ly) पर 200 ° C तक, पॉलीमाइड पर संचालित होते हैं। KMU-2, KMU-2l) 300 डिग्री सेल्सियस तक, कार्बन मैट्रिक्स पर हवा में 450 डिग्री सेल्सियस तक और निष्क्रिय वातावरण में 2200 डिग्री सेल्सियस तक।

कार्बोफाइबर का उपयोग विमानन और रॉकेट, एंटेना, जहाजों, कारों और खेल उपकरण के लिए संरचनात्मक भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।

स्तरित समग्र सामग्रीइसमें शीट फिलर्स (कपड़े, कागज, लिबास, आदि) होते हैं, जो पॉलीमर बाइंडर के साथ संसेचित और बंधे होते हैं। इन सामग्रियों में अनिसोट्रोपिक गुण होते हैं। रेशेदार प्रबलिंग तत्वों के रूप में, विभिन्न प्रकृति के उच्च शक्ति वाले फाइबर पर आधारित कपड़े का उपयोग किया जाता है: कपास, कांच-डामर कपड़े, कार्बनिक कपड़े, कार्बन कपड़े, कार्बनिक ग्लास कपड़े, बोरॉन-कार्बनिक ग्लास कपड़े। ताने और बाने में रेशों के अनुपात में कपड़े एक दूसरे से भिन्न होते हैं, बुनाई के प्रकार में, जो उनके यांत्रिक गुणों को प्रभावित करता है। टुकड़े टुकड़े में कंपोजिट शीट, पाइप, ब्लैंक के रूप में निर्मित होते हैं।

गेटिनैक्स - संशोधित फेनोलिक, अमीनो-फॉर्मेल्डिहाइड और यूरिया रेजिन और कागज के विभिन्न ग्रेड पर आधारित प्लास्टिक।

Organogetinaks सिंथेटिक फाइबर से कागज के आधार पर बनाया जाता है, जो अक्सर सुगंधित पॉलीमाइड्स और पॉलीविनाइल अल्कोहल से होता है। पॉलीइमाइड्स, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, एपॉक्सी रेजिन और अन्य का उपयोग बाइंडर के रूप में किया जाता है। गेटिनक्स की तुलना में, उनके पास आक्रामक वातावरण में उच्च प्रतिरोध और ऊंचे तापमान पर यांत्रिक और ढांकता हुआ गुणों की स्थिरता है।

टेक्स्टोलाइट - पॉलिमर बाइंडरों और सूती कपड़ों पर आधारित लैमिनेटेड प्लास्टिक। सामग्री में उच्च यांत्रिक गुण हैं, कंपन का प्रतिरोध। मुख्य उद्देश्य के आधार पर, टेक्स्टोलाइट्स को संरचनात्मक, विद्युत, ग्रेफाइट, लचीली कुशनिंग में विभाजित किया जाता है।

स्ट्रक्चरल टेक्स्टोलाइट ग्रेड पीटीके, पीटी, पीटीएम का उपयोग रोलिंग मिलों, टर्बाइनों, पंपों आदि में घर्षण क्षेत्र में 90 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं के तापमान पर चलने वाले प्लेन बियरिंग्स के निर्माण के लिए किया जाता है। इसे शीट के रूप में उत्पादित किया जाता है 0.5 से 8 मिमी की मोटाई और 8 से 13 मिमी की मोटाई वाली प्लेटें।

इलेक्ट्रोटेक्निकल टेक्स्टोलाइट का उपयोग माइनस 65 से +165 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान और 65% तक आर्द्रता वाले वातावरण में विद्युत इन्सुलेट सामग्री के रूप में किया जाता है। यह शीट के रूप में 0.5 से 50 मिमी ग्रेड ए, बी, जी, वीसीएच की मोटाई के साथ निर्मित होता है। ट्रांसफॉर्मर तेल में 8 केवी/मिमी तक विद्युत शक्ति। ग्रेड ए - 50 हर्ट्ज की औद्योगिक आवृत्ति पर ट्रांसफार्मर तेल और हवा में संचालन के लिए बेहतर विद्युत गुणों के साथ। ग्रेड बी - 50 हर्ट्ज की आवृत्ति पर हवा में संचालन के लिए बेहतर विद्युत गुणों के साथ। ग्रेड जी - गुणों और उपयोग के क्षेत्र के मामले में ग्रेड ए के समान, लेकिन युद्ध और मोटाई के लिए विस्तारित सहनशीलता के साथ। एचएफ ग्रेड - उच्च आवृत्तियों पर हवा में संचालन के लिए (10 6 हर्ट्ज तक)।

ग्रेफाइट टेक्स्टोलाइट का उपयोग रोलिंग उपकरण के लिए बीयरिंग के निर्माण के लिए किया जाता है और इसे 1 ... 50 मिमी की मोटाई, 1400 मिमी तक की लंबाई और 1000 मिमी तक की चौड़ाई वाली चादरों के रूप में उत्पादित किया जाता है।

लचीले गैस्केट टेक्स्टोलाइट का उपयोग तेल, मिट्टी के तेल, गैसोलीन के संपर्क में आने वाली मशीन असेंबलियों में सीलिंग और इन्सुलेट गास्केट के उत्पादन के लिए किया जाता है। वे 0.2 ... 3.0 मिमी की मोटाई के साथ चादरों के रूप में उत्पादित होते हैं।

पर एस्बेस्टस-टेक्स्टोलाइट्स और एस्बोगेटिनक्स फिलर्स के रूप में, क्रमशः एस्बेस्टस फैब्रिक या एस्बेस्टस पेपर (60% तक) निहित है, और एक बाइंडर के रूप में - फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड और मेलामाइन-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन, सिलिकॉन-ऑर्गेनिक पॉलिमर, जो अनुमेय ऑपरेटिंग तापमान निर्धारित करते हैं।

मेलामाइन-फॉर्मेल्डिहाइड पर आधारित सामग्री 200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर उत्पादों के संचालन की अनुमति देती है, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड पर - 250 डिग्री सेल्सियस तक और लंबे समय तक ऑपरेशन के दौरान ऑर्गोसिलिकॉन पर 300 डिग्री सेल्सियस तक। थोड़े समय के लिए तापमान 3000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। एस्बेस्टस-टेक्स्टोलाइट्स का उपयोग मुख्य रूप से ब्रेक पैड, ब्रेक लाइनिंग के निर्माण के लिए, गर्मी-इन्सुलेट और गर्मी-परिरक्षण सामग्री के रूप में किया जाता है।

ग्लास फाइबर कांच के कपड़े और विभिन्न बहुलक बाइंडरों के आधार पर बनाए जाते हैं। फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन (KAST, KAST-V, KAST-R) पर, वे PTK टेक्स्टोलाइट की तुलना में अधिक गर्मी प्रतिरोधी होते हैं, लेकिन कंपन प्रतिरोध में बदतर होते हैं। ऑर्गोसिलिकॉन रेजिन (STK, SK-9F, SK-9A) पर उनके पास उच्च गर्मी और ठंढ प्रतिरोध, उच्च रासायनिक प्रतिरोध होता है, इसके संपर्क में धातु के क्षरण का कारण नहीं बनता है। शीसे रेशा मुख्य रूप से बड़े आकार के रेडियो इंजीनियरिंग उत्पादों के लिए उपयोग किया जाता है।

600 kJ / m 2 तक उच्च प्रभाव शक्ति KCU, 1000 MPa तक अस्थायी प्रतिरोध ग्लास फाइबर अनिसोट्रोपिक सामग्री, ग्लास लिबास (एसवीएएम) के साथ प्रबलित। विशिष्ट कठोरता के संदर्भ में, ये सामग्री धातुओं से नीच नहीं हैं, और विशिष्ट ताकत के मामले में वे उनसे 2 ... 3 गुना बेहतर हैं।

गैस से भरा प्लास्टिककंपोजिट के वर्ग के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि उनकी संरचना ठोस और गैसीय चरणों से युक्त एक प्रणाली है। वे दो समूहों में विभाजित हैं: फोम प्लास्टिक और फोम प्लास्टिक। स्टायरोफोमएक कोशिकीय संरचना होती है, जिसमें छिद्र एक बहुलक परत द्वारा एक दूसरे से पृथक होते हैं। पोरोप्लास्टएक खुली छिद्रपूर्ण प्रणाली है और उनमें मौजूद गैसीय या तरल उत्पाद एक दूसरे और पर्यावरण के साथ संवाद करते हैं।

स्टायरोफोम थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर (पॉलीस्टायरीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीयुरेथेन) और थर्मोसेटिंग रेजिन (फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, फिनोल-रबर, ऑर्गोसिलिकॉन, एपॉक्सी, यूरिया) के आधार पर प्राप्त किया जाता है। एक झरझरा संरचना प्राप्त करने के लिए, ज्यादातर मामलों में, गैस बनाने वाले घटकों को पॉलिमर बाइंडर में पेश किया जाता है, जिसे कहा जाता है उड़ाने वाले एजेंट।हालांकि, स्व-फोमिंग सामग्री भी हैं, उदाहरण के लिए, पॉलीथर यूरेथेन फोम, पॉलीपॉक्सी फोम। थर्मोप्लास्टिक रेजिन पर आधारित फोम प्लास्टिक अधिक तकनीकी रूप से उन्नत और लचीले होते हैं, हालांकि, उनके संचालन की तापमान सीमा -60 से +60 डिग्री सेल्सियस तक होती है।

पोरोप्लास्ट मुख्य रूप से रचनाओं के यांत्रिक झाग द्वारा प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, संपीड़ित हवा के साथ या विशेष फोमिंग एजेंटों का उपयोग करके। झागयुक्त द्रव्यमान के सख्त होने के दौरान, विलायक, सुखाने और इलाज की प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं की दीवारों से हटाया जा रहा है, उन्हें नष्ट कर देता है। पानी में घुलनशील पदार्थों के साथ रचनाओं को भरकर छिद्रों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। उत्पाद को दबाने और ठीक करने के बाद, इसे गर्म पानी में डुबोया जाता है, जिसमें घुलनशील पदार्थ धोए जाते हैं।

फोम प्लास्टिक का उपयोग शॉक एब्जॉर्बर, सॉफ्ट सीट, स्पॉन्ज, फिल्टर के निर्माण के लिए किया जाता है, जैसे कि वेंटिलेशन यूनिट्स में वाइब्रेशन डैम्पिंग और साउंडप्रूफ गास्केट, साइलेंसर, हेलमेट और हेलमेट में गास्केट आदि। उनका घनत्व 25 ... 500 किग्रा / मी 3 है।

धातु-बहुलक फ्रेम सामग्रीमिश्रित सामग्री है जिसमें वाहक आधार एक त्रि-आयामी धातु जाल है, और इंटरफ्रेम गुहा विभिन्न कार्यात्मक घटकों (छवि 5.11) युक्त बहुलक संरचना से भरा है।

चावल। 5.11 धातु-बहुलक फ्रेम सामग्री (ए) और एमपीसी सामग्री (बी) की संरचना:

1 - धातु के कण, 2 - बहुलक, 3 - ठोस स्नेहक, 4 - पायरोलाइटिक ग्रेफाइट

मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, धातु-सिरेमिक फ्रेम पर आधारित धातु-बहुलक स्व-चिकनाई सामग्री और विभिन्न शुष्क स्नेहक (ग्रेफाइट, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड, कैडमियम आयोडाइड, आदि) युक्त बहुलक बाइंडरों ने आवेदन पाया है। ऐसी सामग्री का उपयोग सादे बियरिंग्स, रोलिंग बेयरिंग केज, पिस्टन रिंग्स आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।

धातु-सिरेमिक फ्रेम प्राप्त करने के लिए, टिन कांस्य, स्टेनलेस स्टील, ग्लास सिरेमिक के पाउडर का उपयोग किया जाता है। इंटरफ्रेम गुहाओं को PTFE-4D से PTFE के 50% जलीय निलंबन या लेड के साथ PTFE-4D के मिश्रण के साथ संसेचन द्वारा भरा जाता है। स्टेनलेस स्टील पाउडर के आधार पर बने सिरेमिक-धातु एंटीफ्रिक्शन सामग्री एमपीके में पायरोग्राफाइट और फ्लोरोप्लास्ट -4 होता है।

इसके उत्पादन की तकनीक इस प्रकार है: धातु के पाउडर को 20 ... 70% के छिद्र के साथ एक फ्रेम में दबाया और पाप किया जाता है। फिर, एक विशेष कक्ष में, एक कार्बन युक्त गैस को एक तापमान पर छिद्रों के माध्यम से पारित किया जाता है जो गैस के पायरोलिसिस और फ्रेम की दीवारों पर ग्रेफाइट के जमाव को सुनिश्चित करता है जब तक कि लगभग 3/4 छिद्र मात्रा भर न जाए, जिसके बाद उत्पाद एक साथ गर्मी उपचार के साथ फ्लोरोप्लास्टिक -4 निलंबन के साथ बार-बार वैक्यूम लगाया जाता है।

दिए गए प्रकार की स्व-चिकनाई सामग्री 250 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर कुशल होती है।

टेप फ्रेम स्व-चिकनाई सामग्री का उपयोग करना बहुत आशाजनक है, जो एक धातु आधार (टेप) है, जिस पर झरझरा धातु-सिरेमिक फ्रेम की एक परत बेक की जाती है। फ्रेम के छिद्र फ्लोरोप्लास्ट -4 और ठोस स्नेहक पर आधारित रचनाओं से भरे होते हैं।

टेप सामग्रीबहुत तकनीकी रूप से उन्नत हैं, सादे बियरिंग्स (लुढ़का हुआ) और किसी भी आकार के लाइनर के निर्माण की अनुमति देते हैं) उच्च दबाव (200 ... 300 एमपीए तक) और स्लाइडिंग गति पर 280 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर स्नेहन के बिना संचालन की अनुमति देते हैं। एक धातु आधार टेप और एक कांस्य झरझरा फ्रेम का उपयोग घर्षण क्षेत्र से अच्छी गर्मी हटाने को सुनिश्चित करता है, और फ्लोरोप्लास्ट -4 छिद्रों में और सतह पर स्थित ठोस स्नेहक के साथ घर्षण के कम गुणांक और घर्षण जोड़े के उच्च पहनने के प्रतिरोध को सुनिश्चित करता है। विदेशों में, DU, DP, DQ जैसी टेप सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फ्रेम टेप सामग्री के नुकसान में से एक सतह की चलने वाली परत (10 ... 20 माइक्रोन) की छोटी मोटाई है, जो आवास में घुड़सवार होने के बाद बीयरिंगों को मशीनिंग करने की संभावना को बाहर करती है।

फ्रेम स्व-चिकनाई सामग्री का उपयोग करना प्रभावी है, जिसके फ्रेम को धातु के तंतुओं या जाल से पाप किया जाता है, और विभिन्न बहुलक रचनाओं का उपयोग मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है, साथ ही कार्बन-ग्रेफाइट और धातुकृत कार्बन-ग्रेफाइट कपड़ों पर आधारित सामग्री के साथ संसेचन किया जाता है। ठोस स्नेहक के साथ बहुलक बाइंडर।

वर्तमान में, इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है मिश्रित लकड़ी सामग्री,जो विशेष योजक की शुरूआत के साथ एक मैट्रिक्स (आमतौर पर बहुलक) में संयुक्त लकड़ी सामग्री (भराव) को मजबूत कर रहे हैं। कुछ मामलों में, उन्हें लकड़ी के प्लास्टिक, या केडीपीएम (समग्र लकड़ी बहुलक सामग्री) कहा जाता है।

कण बोर्ड - बाइंडर के साथ मिश्रित लकड़ी के कणों के गर्म सपाट दबाव द्वारा निर्मित बड़े आकार के उत्पाद। GOST 10632-89 के अनुसार, प्लेटों का उत्पादन 2440x1220 आकार में किया जाता है; 2750x1500; 3500x1750; 3660x1830; 5500x2440 मिमी, मोटाई 10 से 25 मिमी, रेतयुक्त और रेतयुक्त नहीं। प्लेट के उद्देश्य के अनुसार तीन ग्रेड में बांटा गया है: P-1 (P-1M बहु-परत और P-1T तीन-परत)- निर्माण मामले, पैनल और रेडियो और उपकरण बनाने, फर्नीचर और निर्माण तत्वों में अन्य भागों। थर्मोसेटिंग और थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर, पेंट और वार्निश पर आधारित फिल्मों के साथ पंक्तिबद्ध; P-2 (P-2T और P-20 सिंगल-लेयर, समूह A और B . में विभाजित)) - उपकरणों, मशीनों, कंटेनरों और कंटेनरों (भोजन को छोड़कर), रैक, फर्नीचर के तत्वों और भवन संरचनाओं के निर्माण के मामले। लिबास, सजावटी कागज के साथ पंक्तिबद्ध लागू करें - टुकड़े टुकड़े में प्लास्टिक और बिना सामना किए; पी-3 (पी-ईटी)- मोटर वैन, कार विभाजन, लोड-असर संरचनाओं के निर्माण के तत्वों के लिए शरीर के अंग। सतह की गुणवत्ता के अनुसार, प्लेटों को पॉलिश (1 और II ग्रेड) और अनपॉलिश्ड (I और II ग्रेड) में विभाजित किया जाता है।

लकड़ी फाइबर बोर्ड (GOST 4598-86), घनत्व के आधार पर, उन्हें सॉफ्ट (M), सेमी-हार्ड (PT), हार्ड (T) और सुपरहार्ड (ST) में विभाजित किया जाता है और, झुकने की ताकत के आधार पर, सात ग्रेड में: M -4, M- 12, M-20, PT-100, T-350, T-400 और ST-500, जहाँ संख्याएँ kgf / cm 2 में झुकने में प्लेटों की अंतिम शक्ति का न्यूनतम मान दर्शाती हैं। प्लेट मोटाई 2.5; 3.2; 4; 5; 6; 8:12; 16 और 25 मिमी, चौड़ाई 1220 से 1830 मिमी और लंबाई 1200 से 5500 मिमी। नमी से सुरक्षित उत्पादों और संरचनाओं में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया।

लकड़ी के टुकड़े टुकड़े में प्लास्टिक (चिपबोर्ड) - विभिन्न प्रकार की लकड़ी के सिंथेटिक रेजिन के साथ गर्म-दबाए गए बहुपरत लिबास की चादरें। चिपबोर्ड को उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध, घर्षण के कम गुणांक और अच्छे रन-इन की विशेषता है।

चिप बोर्ड 1 से 15 मिमी मोटी आयताकार चादरों के रूप में, 15 से 60 मिमी मोटी - प्लेटों के रूप में बनाई जाती है। लंबाई के साथ पूरे लिबास शीट से चिपके शीट्स और स्लैब को ठोस कहा जाता है, और कई से - समग्र (कुछ कम गुणों के साथ)। ठोस चादरें 950 मिमी की चौड़ाई और 700, 1150 और 1500 मिमी और 1200x1500 मिमी की लंबाई के साथ निर्मित होती हैं; समग्र 2400x950, 4800x1200, 5000x1200 मिमी; ठोस स्लैब: 750x750, 950x700 (1150, 1500); 1200x1200 (1500), कंपाउंड प्लेट कंपाउंड शीट के समान आकार में निर्मित होते हैं। GOST 13913-78 और GOST 20366-75 के अनुसार चिपबोर्ड को 11 ग्रेड में विभाजित किया गया है।

संख्या के लिए केडीपीएम से आशाजनक घटक और पुर्जेजिम्मेदार ठहराया जा सकता:

बेल्ट कन्वेयर के रोलर्स;

रोलिंग असर आवास;

अंधा और मार्ग कवर, हैच;

पहियों और रोलर्स के केंद्रीय भाग (स्टील से बने पट्टियों के साथ पहिया केंद्र);

क्रेन, टेलिफ़र, चेन होइस्ट आदि के लिए केबल ब्लॉक;

बिना चाबी के जोड़ों के साथ शाफ्ट पर लगे पुली, स्प्रोकेट, गियर;

वेट, काउंटरवेट, डैम्पर्स, फ्लाइव्हील्स जिसमें कंप्रेस्ड मेटल शेविंग्स का आंतरिक भाग और केडीपीएम से बना बाहरी भाग होता है;

कारों, बसों, वैगनों, विभिन्न मशीनों के केबिन आदि की आंतरिक परत के लिए पैनल;

वायवीय और हाइड्रोलिक सिलेंडर के पिस्टन;

खिड़की की फ्रेम;

पॉलीयुरेथेन फोम से बने भागों के लिए फ्रेम;

बेंट-सरेस से जोड़ा हुआ प्रोफाइल और लिबास पैनल;

प्लाईवुड, फाइबरबोर्ड, चिपबोर्ड, DSG1, चिपबोर्ड या धातु (स्टील, एल्यूमीनियम) से बने बाहरी शीट के साथ सैंडविच पैनल और लकड़ी के भराव के साथ फोम प्लास्टिक से बना एक केंद्रीय भाग;

संरचनात्मक और गर्मी-इन्सुलेट उद्देश्यों के लिए लकड़ी के भराव के साथ फोम प्लास्टिक से बने हिस्से (उदाहरण के लिए, कारों की छत के लिए बन्धन भागों, कारों की गर्मी, शोर और कंपन इन्सुलेशन, डीजल लोकोमोटिव, रेफ्रिजरेटर और गेराज दरवाजे, चैनेललेस बिछाने के साथ पाइपों का थर्मल इन्सुलेशन , आदि।);

जलाशय (गैस टैंक, रिसीवर, आदि)।

चयनात्मक हस्तांतरण मोड में काम कर रहे सादे बीयरिंग;

बेशक, केडीपीएम के आवेदन के होनहार क्षेत्रों के पूर्ण होने का दावा नहीं करते हैं, उपयोग के सभी संभावित क्षेत्रों को समाप्त नहीं करते हैं, और काफी विस्तार किया जा सकता है।

इस लेख के बारे में सही ढंग से समझने के लिए, आपको सबसे पहले वाक्यांश - थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री (टीकेएम) को सही ढंग से परिभाषित करने की आवश्यकता है, और किसी भी मामले में एक यौगिक के साथ भ्रमित न हों, क्योंकि हम पूरी तरह से अलग सामग्रियों के बारे में बात कर रहे हैं। तो, थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री (समग्र) क्या है? प्रत्येक घटक की रासायनिक पहचान को बनाए रखते हुए उनके और गुणात्मक रूप से नए गुणों के बीच एक स्पष्ट इंटरफ़ेस के साथ दो या दो से अधिक घटकों की एक विषम बहु-चरण सामग्री है। इसमें एक प्लास्टिक बेस (मैट्रिक्स) होता है, जो एक बाइंडर के रूप में कार्य करता है, और पाउडर, फाइबर, आदि (भराव) के रूप में विभिन्न घटकों का समावेश होता है। मैट्रिक्स सामग्री की दृढ़ता, भराव के बीच तनाव के हस्तांतरण और वितरण को सुनिश्चित करता है, समग्र, इसकी तकनीकी, साथ ही थर्मोफिजिकल, इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग गुणों की जकड़न, गर्मी, नमी, आग और रासायनिक प्रतिरोध को निर्धारित करता है। परिचालन और तकनीकी गुणों का इष्टतम संयोजन मैट्रिक्स और भराव के गुणों और सामग्री को विनियमित करने के लिए निर्देशित किया जाता है, चरण सीमा पर उनके बीच बातचीत करते हुए, भराव का उन्मुखीकरण। कई मैट्रिक्स (पॉलीमैट्रिक्स कंपोजिट) ​​या विभिन्न प्रकृति के फिलर्स (हाइब्रिड कंपोजिट) ​​के उपयोग से कंपोजिट के गुणों को नियंत्रित करने की संभावनाओं का विस्तार होता है। पॉलिमर के मूल ग्रेड थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री के मैट्रिक्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं। बुनियादी थर्माप्लास्टिक पॉलिमर का आधुनिक वर्गीकरण, उनके लोचदार-शक्ति गुणों और विरूपण गर्मी प्रतिरोध के स्तर के आधार पर, सशर्त रूप से तीन समूहों में विभाजित है।

आणविक संरचना के अनुसार, थर्मोप्लास्टिक्स को दो समूहों में बांटा गया है - अनाकार और क्रिस्टलीय। संरचनात्मक विशेषताओं के कारण, दूसरे समूह के पॉलिमर निर्माताओं के लिए सबसे बड़ी रुचि रखते हैं, जो उच्च स्तर के भौतिक और यांत्रिक गुणों और अधिक रासायनिक प्रतिरोध की पेशकश कर सकते हैं।

थर्माप्लास्टिक के विश्व उत्पादन की मात्रा (1990 में - 86 मिलियन टन, 2000 में - 150 मिलियन टन, 2010 में, पूर्वानुमान के अनुसार - 258 मिलियन टन) थर्मोप्लास्टिक्स के विश्व उत्पादन की मात्रा से काफी अधिक है। भराव के रूप में, पाउडर के रूप में ठोस भराव, विभिन्न लंबाई के फाइबर, विभिन्न रासायनिक प्रकृति के तंतुओं से बने बुने हुए और गैर-बुने हुए ढांचे का उपयोग किया जा सकता है। किए गए कार्यों के आधार पर, फिलर्स को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है:

निष्क्रिय- बैराइट, डोलोमाइट, प्राकृतिक चाक, संगमरमर, आदि। उनका उपयोग अंतिम उत्पाद की लागत को कम करने की इच्छा के कारण होता है, जब सामग्री के गुणों में कुछ गिरावट स्वीकार्य होती है;

सक्रिय- मुख्य रूप से प्राकृतिक सिलिकेट्स पर आधारित - वोलास्टोनाइट, काओलिन, अभ्रक, तालक। उनके उन्नत तकनीकी गुण "प्राकृतिक कारकों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं: कणों का आकार, उनकी अनिसोट्रॉपी का स्तर, पॉलिमर के संबंध में कणों की सतह का रसायन;

कार्यात्मक या सतह संशोधित।यह ज्ञात है कि मिश्रित सामग्री की गुणवत्ता और प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने के लिए, कार्बनिक और / या अकार्बनिक यौगिकों के साथ भराव की सतह को कार्यात्मक रूप से संशोधित करना महत्वपूर्ण है, जिससे भराव को अतिरिक्त गुण प्रदान करना संभव हो जाता है जो महत्वपूर्ण मापदंडों में सुधार या अनुकूलन करता है। थर्माप्लास्टिक की। यह फिलर्स का तीसरा समूह है जो थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री के उत्पादन के लिए सबसे अधिक आशाजनक है।

पूर्वगामी के संबंध में, भराव विशेष गुणों का वाहक बन जाता है, जो संबंधित तकनीकी योजक को पूरक, प्रतिस्थापित या सहेजना संभव बनाता है। पॉलिमर में फिलर्स का उपयोग आपको अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला में उत्पादों के गुणों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

थर्माप्लास्टिक मिश्रित सामग्री को अंतिम उत्पाद और दायरे के लिए आवश्यक गुणों के आधार पर सशर्त रूप से निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

भरा हुआ - खनिज भराव की शुरूआत के कारण ताकत विशेषताओं में वृद्धि हुई है - कठोरता, ताकत, संकोचन प्रतिरोध;

धीमी गति से जलना - आग प्रतिरोध में वृद्धि हुई है और विशेष योजक - लौ रिटार्डेंट्स की शुरूआत के कारण लौ के बाहरी स्रोत के बिना दहन का समर्थन नहीं करता है;

चिपकने वाला - बहुलक-बहुलक, बहुलक-धातु प्रणालियों आदि में चिपकने वाले गुणों में वृद्धि हुई है। इस तरह के कॉपोलिमर को संशोधित करके: एथिलीन विनाइल एसीटेट कोपोलिमर, एथिलीन एथिल एक्रिलेट कोपोलिमर;

फ्रॉस्ट-प्रतिरोधी - खनिज भराव और इलास्टोमर्स की शुरूआत के कारण कम तापमान के प्रतिरोध में वृद्धि हुई है;

क्रॉसलिंक्ड - पॉलिमर के विकिरण या रासायनिक क्रॉसलिंकिंग के कारण गर्मी प्रतिरोध, ताकत और कठोरता में वृद्धि हुई है;

पॉलीमैट्रिक्स - इसमें अतिरिक्त गुण होते हैं जो विभिन्न ग्रेड के पॉलिमर के मिश्रण के कारण बेस ग्रेड से भिन्न होते हैं;

हाइब्रिड - विभिन्न प्रकृति के फिलर्स की शुरूआत के कारण समग्र के गुणों को विनियमित करने के लिए विस्तारित विकल्प हैं।

आधुनिक सामग्री विज्ञान की प्रमुख समस्याओं में से एक थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री की एक नई पीढ़ी का निर्माण है जो निर्माताओं और उपभोक्ताओं की परस्पर विरोधी आवश्यकताओं को पूरा करेगा।

शब्दावली।

प्लास्टिक (प्लास्टिक, प्लास्टिक)- एक बहुलक युक्त संरचनात्मक सामग्री, जो उत्पाद के निर्माण के दौरान एक चिपचिपी अवस्था में होती है, और इसके संचालन के दौरान एक कांच की अवस्था में होती है। उत्पादों की ढलाई के दौरान होने वाली चिपचिपी अवस्था से कांच की अवस्था में संक्रमण के कारण के आधार पर, प्लास्टिक को थर्मोप्लास्टिक्स और थर्मोप्लास्टिक्स में विभाजित किया जाता है।

पॉलिमर- उच्च-आणविक यौगिक, जिनमें से अणु (मैक्रोमोलेक्यूल्स) में बड़ी संख्या में दोहराए जाने वाले समूह, या मोनोमर इकाइयाँ होती हैं, जो रासायनिक बंधों द्वारा परस्पर जुड़ी होती हैं।

thermoplastics- बहुलक सामग्री जो गर्म होने पर एक चिपचिपी अवस्था में कई संक्रमण की अनुमति देती है।

थर्मोप्लास्टिक्स, थर्मोसेटिंग प्लास्टिक्स- पॉलिमरिक सामग्री, गर्म होने पर या हार्डनर्स की कार्रवाई के तहत, एक अघुलनशील और अघुलनशील अवस्था में बदल जाती है।

इलास्टोमर- पॉलिमर और उन पर आधारित सामग्री। उनके संचालन के तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में अत्यधिक लोचदार गुण रखना। विशिष्ट इलास्टोमर घिसने वाले और घिसने वाले होते हैं।

पॉलिमर यौगिक- विद्युत, रेडियो इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रवाहकीय सर्किट और भागों को इन्सुलेट करने के उद्देश्य से थर्मोसेटिंग ओलिगोमर्स (एपॉक्सी और पॉलिएस्टर रेजिन, तरल सिलिकॉन घिसने वाले) या मोनोमर्स (मेथैक्रिलेट्स, पॉलीयुरेथेन के संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सामग्री) पर आधारित रचनाएं। यौगिकों के लिए बुनियादी आवश्यकताएं: वाष्पशील पदार्थों की अनुपस्थिति; पर्याप्त रूप से उच्च व्यवहार्यता; कम चिपचिपापन।

पॉलिमर का ताप प्रतिरोध- बढ़ते तापमान के साथ कठोरता (यानी नरम नहीं) बनाए रखने की क्षमता। इन मामलों में गर्मी प्रतिरोध का मात्रात्मक संकेतक वह तापमान है जिस पर निरंतर भार की शर्तों के तहत नमूने का विरूपण एक निश्चित मूल्य से अधिक नहीं होता है।

"थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स और लघु कार्बन फाइबर माशताकोव ए.पी., मेलिखोव के.वी., मान्यक ... के आधार पर एक समग्र सामग्री का अभूतपूर्व मॉडल ..."

थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स और लघु कार्बन फाइबर पर आधारित समग्र सामग्री का घटनात्मक मॉडल

माश्तकोव ए.पी., मेलिखोव के.वी., मान्यक आई.एस.

जेएससी एनपीपी रडार एमएमएस,

सेंट पीटर्सबर्ग, रूस

लघु कार्बन फाइबर के साथ प्रबलित थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स से युक्त मिश्रित सामग्री की यांत्रिक विशेषताओं का प्रयोगात्मक अध्ययन किया गया है। एक अक्षीय तन्यता परीक्षणों की एक श्रृंखला से इंजेक्शन मोल्डेड प्लेटों से काटे गए नमूनों पर लक्षण प्राप्त किए गए थे। प्लेट के इंजेक्शन मोल्डिंग की प्रक्रिया को परिमित मात्रा विधि द्वारा तैयार किया गया था। इस मामले में, एक चिपचिपा न्यूटनियन तरल पदार्थ के रूप में पिघले बहुलक की गति के समीकरणों की प्रणाली को हल किया गया था, मैट्रिक्स में फाइबर के अभिविन्यास टेंसरों को निर्धारित करने के लिए फोल्गर-टकर समीकरण द्वारा पूरक। सामग्री का एक विश्लेषणात्मक मॉडल बनाने के लिए, एक दो-चरण समरूपीकरण योजना का उपयोग किया गया था: सबसे पहले, मोरी-तनाका योजना का उपयोग किसी दिए गए आकार के एकल समावेश के लिए प्रभावी विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए किया गया था, फिर, की गणना के घटकों के आधार पर ओरिएंटेशन टेंसर, एक प्रतिनिधि मात्रा के पूरे सेल की प्रभावी विशेषताओं को Voit योजना का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। तंतुओं को लोचदार आइसोट्रोपिक माना जाता था, मैट्रिक्स को लोचदार-प्लास्टिक माना जाता था जिसमें माइस मानदंड और एक आइसोट्रोपिक, पावर-लॉ मजबूत करने वाला कानून (जे 2-मॉडल) होता था। एक फ्रैक्चर मॉडल के रूप में, त्साई-हिल ताकत मानदंड के साथ "पहला छद्म-अनाज" फ्रैक्चर मॉडल चुना गया था। मैट्रिक्स और फाइबर की विशेषताओं के साथ-साथ विफलता मानदंड के मापदंडों को कम से कम वर्ग विधि का उपयोग करके तीन प्रकार के नमूनों के लिए गणना और प्रयोगात्मक तनाव घटता के बीच सर्वोत्तम समझौते की स्थिति के आधार पर पुनरावृत्त रूप से चुना गया था। तनाव वक्रों की तुलना के रूप में प्रस्तुत परिणाम लोचदार और बेलोचदार दोनों क्षेत्रों में प्रयोग के साथ एक संतोषजनक समझौते का संकेत देते हैं।

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"पॉलिमर कंपोजिट की परिभाषा और वर्गीकरण समग्र सामग्री दो या दो से अधिक घटकों से प्राप्त सामग्री है और ..."

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विषय 1. पॉलिमर की परिभाषाएँ और वर्गीकरण

सम्मिश्र। घटकों की बातचीत का तंत्र

आधुनिक युग को पॉलिमर और मिश्रित सामग्री की सदी कहा जा सकता है।

पॉलिमर कंपोजिट की परिभाषा और वर्गीकरण

मिश्रित सामग्री दो या दो से अधिक घटकों से बनी सामग्री है और

दो या दो से अधिक चरणों से मिलकर। एक घटक (मैट्रिक्स) एक सतत बनाता है

चरण, दूसरा भराव है। मिश्रित सामग्री विषम प्रणाली हैं और इन्हें तीन मुख्य वर्गों में विभाजित किया जा सकता है:

1. मैट्रिक्स सिस्टम जिसमें एक निरंतर चरण (मैट्रिक्स) और एक फैला हुआ चरण (असतत कण) शामिल हैं।

2. रेशेदार भराव के साथ रचनाएँ।

3. दो या दो से अधिक निरंतर चरणों की एक इंटरपेनिट्रेटिंग संरचना वाली रचनाएँ।

सजातीय पॉलिमर की तुलना में विषम बहुलक रचनाओं के लाभ:

1. बढ़ी हुई कठोरता, शक्ति, आयामी स्थिरता।

2. विनाश और प्रभाव शक्ति का बढ़ा हुआ कार्य।

3. गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि।

4. कम गैस और वाष्प पारगम्यता।

5. समायोज्य विद्युत गुण।

6. कम लागत।

इन सभी गुणों के संयोजन को एक रचना में प्राप्त करना असंभव है। इसके अलावा, फायदे की उपलब्धि अक्सर अवांछनीय गुणों (प्रवाह में कठिनाई, इसलिए मोल्डिंग, कुछ भौतिक और यांत्रिक गुणों की गिरावट) की उपस्थिति के साथ होती है।

रचनाओं के गुणों में व्यापक भिन्नता केवल चरणों के बीच आकारिकी और चिपकने वाली ताकत को बदलकर प्राप्त की जा सकती है।

मैट्रिक्स के माध्यम से बाहरी क्रिया के एकसमान संचरण और फिलर के सभी कणों को इसके वितरण के लिए, मैट्रिक्स-फिलर इंटरफेस पर मजबूत आसंजन की आवश्यकता होती है, जो सोखना या रासायनिक बातचीत के माध्यम से प्राप्त की जाती है।

विषम प्लास्टिक में बेमेल घटकों के बीच इस तरह के बंधन का अस्तित्व उन्हें यांत्रिक मिश्रणों से अलग करता है।

मैट्रिक्स धातु, सिरेमिक, कार्बन हो सकता है। भराव को मैट्रिक्स की तुलना में काफी अधिक भौतिक और यांत्रिक गुणों वाले कणों और तंतुओं के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।

कणों को आमतौर पर पार्टिकुलेट फिलर के रूप में जाना जाता है, उनके पास एक अनिश्चित, घन, गोलाकार या पपड़ीदार आकार होता है, जिसका आकार मिमी से लेकर माइक्रोन और नैनोस्केल मानों तक होता है।

अक्रिय भराव व्यावहारिक रूप से रचना के गुणों को नहीं बदलता है।

सक्रिय भराव संरचना के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है। उदाहरण के लिए, तंतुओं में लोचदार-शक्ति विशेषताएँ होती हैं जो मैट्रिक्स के गुणों से अधिक परिमाण के दो क्रम हैं। वे निरंतर या छोटे हो सकते हैं। पतले रेशों का व्यास 5-15 माइक्रोन, मोटा (बोरॉन या सिलिकॉन कार्बाइड) - 60-100 माइक्रोन होता है। छोटे तंतुओं की लंबाई 1-2 से 20-50 मिमी तक होती है।

कंपोजिट का नाम फाइबर की प्रकृति से मेल खाता है: ग्लास-, कार्बन-, ऑर्गेनो-, बोरॉन-प्लास्टिक, आदि। हाइब्रिड विकल्पों के लिए - ग्लास-कार्बन प्लास्टिक, ऑर्गोबोरोप्लास्ट, आदि।

तंतुओं का उन्मुखीकरण भरे हुए प्लास्टिक से प्रबलित प्लास्टिक में संक्रमण को निर्धारित करता है। यह एक बहुलक मैट्रिक्स द्वारा एक साथ रखे गए उन्मुख फाइबर की एक प्रणाली है। प्लास्टिक में ऐसी सामग्री शामिल होती है, जिसका एक अनिवार्य घटक कोई भी बहुलक होता है जो उत्पादों की ढलाई के दौरान प्लास्टिक या चिपचिपी अवस्था में होता है, और ऑपरेशन के दौरान कांच या क्रिस्टलीय अवस्था में होता है। प्लास्टिक सजातीय या विषम हो सकता है। प्लास्टिक को थर्मोप्लास्टिक्स और थर्मोप्लास्टिक्स में बांटा गया है।

समग्र वर्गीकरण:

1. मैट्रिक्स की प्रकृति से:

थर्मोसेट थर्मोप्लास्टिक।

संकर।

थर्मोसेटिंग मैट्रिक्स - कंपोजिट के निर्माण की प्रक्रिया में एपॉक्सी, ईथर, इमाइड, ऑर्गोसिलिकॉन और अन्य ओलिगोमर्स का इलाज करके प्राप्त मैट्रिक्स।

थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स - एक मैट्रिक्स जिसे फिलर लगाने के लिए पिघलाया जाता है और फिर ठंडा किया जाता है। ये पीई, पीपी, पॉलीएरिलीन सल्फोन, सल्फाइड, कीटोन हैं।

हाइब्रिड मैट्रिक्स थर्मोसेट और थर्मोप्लास्टिक घटकों को जोड़ सकता है।

2. भराव की प्रकृति और रूप से।

प्राकृतिक या कृत्रिम मूल के कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ। भराव की लोच का मापांक बाइंडर की लोच के मापांक से कम या अधिक हो सकता है। कम-मापांक भराव, जो आमतौर पर इलास्टोमर्स के रूप में उपयोग किया जाता है, बहुलक की गर्मी प्रतिरोध और कठोरता को कम किए बिना, सामग्री को वैकल्पिक और प्रभाव भार के लिए प्रतिरोध में वृद्धि देता है, लेकिन इसके थर्मल विस्तार गुणांक को बढ़ाता है और विरूपण प्रतिरोध को कम करता है। भराव की लोच का मापांक और भरने की डिग्री जितनी अधिक होगी, सामग्री का विरूपण प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।

फैलाव से भरे कंपोजिट, लघु और निरंतर फाइबर पर आधारित सामग्री।

कणों की रासायनिक प्रकृति विविध है: चाक, अभ्रक, धातु ऑक्साइड, कांच के गोले, कालिख या फुलरीन के रूप में कार्बन, एरोसिल, कांच या मिट्टी के गुच्छे, रबर जैसे समावेशन आदि।

प्रबलित फाइबर - कांच, कार्बनिक, कार्बन, आदि। अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी बोरॉन और सिलिकॉन कार्बाइड फाइबर भी ज्ञात हैं, जिनका उपयोग अक्सर धातुओं को मजबूत करने के लिए किया जाता है।

3. बहुलक कंपोजिट मैट्रिक्स की संरचना के अनुसार - बिखरे हुए और छोटे रेशेदार कणों के आधार पर सामग्री के लिए, बुने हुए और गैर-बुना सामग्री के आधार पर प्रबलित प्लास्टिक के लिए स्तरित (द्वि-आयामी) और वॉल्यूमेट्रिक।

परिवर्तनीय संरचना के साथ ढाल सामग्री।

4. भराव के उन्मुखीकरण की डिग्री के अनुसार, सामग्री की अनिसोट्रॉपी:

कणों और तंतुओं की एक यादृच्छिक व्यवस्था के साथ कंपोजिट, एक आइसोट्रोपिक संरचना के साथ, एक यूनिडायरेक्शनल फाइबर ओरिएंटेशन के साथ कंपोजिट, एक स्पष्ट अनिसोट्रॉपी के साथ, 90 °), एक क्रॉस के साथ कंपोजिट, ऑर्थोट्रोपिक ओरिएंटेशन (0, किसी दिए गए अनिसोट्रॉपी के साथ, एक तिरछे कंपोजिट के साथ) 90 से भिन्न कोणों पर तंतुओं का उन्मुखीकरण, एक प्रशंसक संरचना के साथ कंपोजिट जिसमें विभिन्न फाइबर अभिविन्यास के साथ परतें होती हैं।

5. निर्माण सामग्री और उत्पादों के तरीकों के अनुसार:

एक-चरण के तरीके - एक्सट्रूज़न और "वेट" वाइंडिंग, पल्ट्रूज़न (ब्रोचिंग), वैक्यूम फॉर्मिंग, गैर-ओरिएंटेड (प्रीमिक्स) या ओरिएंटेड (प्रीप्रेग) रेशेदार सामग्री (अर्ध-तैयार उत्पाद) के प्रारंभिक उत्पादन के लिए दो-चरण के तरीके। बांधने की मशीन, "सूखी" घुमावदार विधियों, दबाने, आटोक्लेव मोल्डिंग द्वारा सामग्री (टुकड़े टुकड़े) को मोल्डिंग के बाद।

6. घटकों की संख्या से:

दो-घटक, तीन-घटक पीसीएम, बिखरे हुए कणों और छोटे तंतुओं का संयोजन, पॉलीफ़ाइबर हाइब्रिड पीसीएम, समान (ग्लास-ऑर्गनोप्लास्टिक) या काफी भिन्न (ग्लास-कार्बन फाइबर) विकृति के साथ तंतुओं का संयोजन, पॉलीमैट्रिक्स संरचनाएं, उदाहरण के लिए, एक संयोजन के आधार पर थर्मोसेटिंग और थर्मोप्लास्टिक बाइंडरों की।

7. भराव सामग्री की मात्रा से:

एक गैर-उन्मुख संरचना के साथ - भराव की सामग्री 30-40% है - एक उन्मुख संरचना के साथ - 50-75%, अत्यधिक और अत्यधिक भरे हुए ऑर्गेनो फाइबर - 75-95% -।

8. कार्यक्षमता से:

एकल-कार्यात्मक (संरचनात्मक), बहुक्रियाशील, आत्म-निदान (स्मार्ट), बहुक्रियाशील, आत्म-निदान और आत्म-अनुकूलन (बुद्धिमान) में सक्षम।

मिश्रित प्लास्टिक डिजाइन करते समय, दो चरण होते हैं (तालिका देखें):

1-गणना - विश्लेषणात्मक, 2 - प्रायोगिक - तकनीकी।

1 - इसमें शामिल हैं: दी गई लोडिंग स्थितियों का विश्लेषण और आवश्यक गुणों के साथ प्लास्टिक के निर्माण के लिए एक विधि का निर्धारण। मिश्रित सामग्री के यांत्रिकी से लिए गए अभ्यावेदन और सूत्रों का उपयोग किया जाता है:

ए) घटनात्मक दृष्टिकोण लोच, रेंगना, आदि के सिद्धांत के समीकरणों के अनुप्रयोग पर आधारित है। अनिसोट्रोपिक सामग्री के लिए, बी) - भराव कणों के आकार, घटकों के यांत्रिक गुणों, उनकी वॉल्यूमेट्रिक सामग्री आदि पर संरचना की यांत्रिक विशेषताओं की निर्भरता स्थापित करना। इन निर्भरताओं का विश्लेषण सूक्ष्म, मैक्रोस्कोपिक और मध्यवर्ती स्तरों पर किया जाता है। . माइक्रोलेवल - संरचनात्मक विविधता का स्तर, भराव तत्वों के अनुप्रस्थ आयामों के अनुरूप - भराव कणों का व्यास या प्रबलिंग परत की मोटाई।

मिश्रित प्लास्टिक की तालिका आवश्यक यांत्रिक विशेषताएं घटकों की पसंद और संरचना में सुदृढीकरण योजना अनुपात की उनकी पसंद

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आकार आकार अनुपात पीसीएम घटकों के परस्पर क्रिया का तंत्र आइए हम इसके विन्यास के आधार पर मैट्रिक्स से फिलर में तनाव हस्तांतरण के तंत्र पर विचार करें।

सरलतम मामले में, जब बहुलक को यूनिडायरेक्शनल निरंतर तंतुओं के साथ प्रबलित किया जाता है और उनके अभिविन्यास की दिशा में खिंचाव के अधीन होता है, तो घटकों का विरूपण समान होता है और उनमें उत्पन्न होने वाले तनाव तंतुओं की लोच के मापांक के समानुपाती होते हैं और गणित का सवाल। यदि एक ही मॉडल में तंतु असतत हैं, तो तनाव वितरण फाइबर की लंबाई के साथ अमानवीय हो जाता है। फाइबर के सिरों पर कोई तनाव नहीं होता है, लेकिन फाइबर मैट्रिक्स सीमा पर स्पर्शरेखा तनाव होते हैं, जो धीरे-धीरे फाइबर को काम में शामिल करते हैं। फाइबर में तन्यता तनाव की वृद्धि तब तक जारी रहती है जब तक कि वे निरंतर फाइबर में देखे गए तनाव के औसत स्तर तक नहीं पहुंच जाते। तदनुसार, जिस लंबाई पर यह होता है उसे "अक्षम" कहा जाता है। बढ़ते तनाव के साथ, "अप्रभावी" लंबाई बढ़ती है और फाइबर की ताकत के अनुरूप तनाव पर अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है। इस मामले में, "अप्रभावी" लंबाई को "महत्वपूर्ण" I कहा जाता है। यह कंपोजिट की बातचीत की एक महत्वपूर्ण विशेषता है और केली फॉर्मूला lcr/dvol = vol/2mat (1) का उपयोग करके गणना की जा सकती है जहां dvol और vol हैं फाइबर व्यास और ताकत; मैट - मैट्रिक्स उपज शक्ति या सिस्टम की चिपकने वाली ताकत।

फाइबर की ताकत और बहुलक मैट्रिक्स के प्रकार के आधार पर, अनुपात lcr/dvol 10 से 200 तक भिन्न हो सकता है; dvol 10 µm पर, lcr = 0.15-2.0 mm.

उपरोक्त तर्क से यह निम्नानुसार है कि निरंतर से असतत तंतुओं में संक्रमण में, प्रत्येक फाइबर की लंबाई का एक हिस्सा पूर्ण भार का अनुभव नहीं करेगा। मजबूत करने वाला फाइबर जितना छोटा होता है, उतना ही कम प्रभावी होता है। एलसीआर पर, मैट्रिक्स किसी भी परिस्थिति में इसे नष्ट करने के लिए पर्याप्त तनाव को फाइबर में स्थानांतरित नहीं कर सकता है। इससे यह इस प्रकार है कि छोटे तंतुओं (बहुलक की लोचदार-शक्ति विशेषताओं में वृद्धि) की प्रबल करने की क्षमता बहुत कम है। खासकर जब आप तंतुओं के उन्मुखीकरण पर विचार करते हैं, जो ऐसी सामग्रियों में आदर्श नहीं है।

छोटे तंतुओं पर आधारित सामग्रियों की संरचना बल्कि अराजक है। शॉर्ट-फाइबर फिलर्स का लाभ उत्पादों में सामग्री के उच्च गति प्रसंस्करण की संभावना से निर्धारित होता है। हालांकि, कास्टिंग या एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, तंतुओं का अतिरिक्त विनाश होता है, जिसकी लंबाई आमतौर पर 0.1-1 मिमी तक कम हो जाती है।

बिखरे हुए पाउडर भराव पर स्विच करते समय, मैट्रिक्स से भराव में तनाव हस्तांतरण की संभावना इतनी कम हो जाती है कि समग्र की ताकत में वृद्धि में इसका योगदान परिणाम के कारण मैट्रिक्स की ताकत में कमी के साथ प्रतिस्पर्धा करना शुरू कर देता है। तनाव असमानता और दोषों का विकास। इस वजह से, इस तरह के एक समग्र की ताकत आमतौर पर मैट्रिक्स की ताकत (कभी-कभी थोड़ा कम भी) की तुलना में नहीं बढ़ती है।

20% से अधिक की मात्रा में कठोर भराव के साथ चिपचिपा थर्माप्लास्टिक भरते समय, प्लास्टिक के प्रवाह से भंगुर फ्रैक्चर में संक्रमण देखा जाता है। इस मामले में, प्रभाव शक्ति, विनाश के कार्य में उल्लेखनीय कमी आई है। भराव की मात्रा में वृद्धि के साथ लोच का मापांक बढ़ता है, लेकिन साथ ही, आकार और दरारों की संख्या, "स्यूडोपोर्स" जो लोडिंग के दौरान दिखाई देते हैं जब मैट्रिक्स तनाव के अनुरूप तनाव तक पहुंचने के क्षण में बिखरे हुए कणों से छील जाता है। सिस्टम की चिपकने वाली ताकत, वृद्धि। सैद्धांतिक और प्रायोगिक अध्ययनों से पता चलता है कि भराव कणों के आकार को कम करने और उनके व्यास को फैलाने से बड़े दोषों की संभावना को काफी कम करना संभव है।

सख्त होने का मुख्य कारण फिलर के ठोस कणों के संपर्क में आने पर दरार के बढ़ने की दिशा में बदलाव है। दरार वृद्धि की सबसे संभावित दिशा लागू बल की दिशा के लंबवत है। यदि एक भराव कण इस दिशा में स्थित है, तो दरार को अपनी दिशा को कण की सतह पर स्पर्शरेखा रूप से बदलना चाहिए। इसलिए, यदि कण रेशों के रूप में हैं और अभिनय बल की दिशा में लम्बे हैं। भराव कणों के साथ दरार प्रसार को बाहर रखा गया है।

एक गोल क्रॉस सेक्शन के साथ एक मोनोलिथिक फाइबर का उपयोग करते समय, यांत्रिक गुण आमतौर पर अधिकतम 2 = 0.65 - 0.7 तक पहुंच जाते हैं। प्रोफाइल फाइबर बिछाने के लिए सटीक तरीकों का उपयोग करते समय, 2 से 0.85 तक बढ़ाना संभव है, जिसके बाद रचनाओं की ताकत फाइबर की ताकत की तुलना में फाइबर-बाइंडिंग इंटरफेस पर आसंजन की ताकत पर अधिक निर्भर होने लगती है।

भरने की एक ही डिग्री (2 = 0.7) और लोचदार मोडुली (ई 2 / ई 1 = 21) के अनुपात में, अनुप्रस्थ दिशा में त्रिकोणीय खंड फाइबर के साथ प्लास्टिक की कठोरता गोल खंड फाइबर के साथ प्लास्टिक की कठोरता 1.5 गुना से अधिक है।

एक अखंड फाइबर को एक खोखले के साथ बदलने से संपीड़न और झुकने में उत्पादों की विशिष्ट ताकत और कठोरता को तेजी से बढ़ाना संभव हो जाता है, क्योंकि फाइबर के समान द्रव्यमान के साथ जड़ता का क्षण बढ़ता है।

प्रोफाइल फाइबर की कम ताकत के कारण तन्य रचनाओं में खोखले फाइबर का उपयोग करना अक्षम है। कतरनी करते समय, प्रोफाइल वाले फाइबर का उपयोग करना बेहतर होता है।

कण-भरे पॉलिमर के निर्माण में एक और दिशा है, भंगुरता को कम करने और प्रभाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए रबर के कणों के साथ उनका संशोधन।

उच्च प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन, एपॉक्सी और अन्य मैट्रिक्स के लिए सकारात्मक परिणाम प्राप्त हुए हैं। सामग्री के सख्त होने का तंत्र स्पष्ट रूप से बहुत जटिल है, लेकिन मुख्य भूमिका रबर कणों द्वारा दरार के विकास को रोकने के लिए दी गई है। कई लेखक ताकत बढ़ाने के लिए मैट्रिक्स पॉलिमर और रबर चरण के लिए उच्च आसंजन के साथ एक संक्रमण परत बनाने की समीचीनता को इंगित करते हैं।

आइए हम निरंतर तंतुओं के आधार पर एक यूनिडायरेक्शनल कंपोजिट पर लौटते हैं और इसके विनाश के माइक्रोमैकेनिकल मॉडल पर विचार करते हैं। प्राथमिक तंतुओं में बहुत अधिक शक्ति की विशेषताएं होती हैं, जो थोक नमूनों की ताकत से दस गुना अधिक होती हैं। उदाहरण के लिए, बल्क ग्लास की ताकत 50-70 एमपीए है, और फाइबर के रूप में - 2.5-3.0 जीपीए; एक समान तस्वीर कार्बनिक और कार्बन फाइबर के लिए देखी जाती है, जिसकी ताकत 4-6 GPa तक पहुंच जाती है। इस अंतर को या तो स्केल फैक्टर के प्रभाव से समझाया जाता है (फाइबर सतह का आकार संभावित दोष के आकार को निर्धारित करता है) या अभिविन्यास प्रभाव द्वारा, जो कार्बनिक फाइबर की बहुत विशेषता है।

प्राथमिक तंतुओं का परीक्षण करते समय, प्रायोगिक शक्ति मूल्यों का एक बड़ा बिखराव देखा जाता है। इसलिए, आमतौर पर कम से कम 50 नमूनों का परीक्षण किया जाता है, औसत मूल्य और इसका विचरण पाया जाता है।

कमजोर कड़ी परिकल्पना के आधार पर, वीबुल ने तनाव और नमूना लंबाई एल के तहत एक नमूने के विनाश की संभावना के लिए निम्नलिखित समीकरण प्राप्त किया:

() = 1 - क्स्प (-एल), (2)

जिनके स्थिरांक प्राथमिक तंतुओं के प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त शक्ति वितरण से निर्धारित होते हैं। पैरामीटर P नमूनों की खराबी को दर्शाता है।

"बरकरार" ग्लास फाइबर के लिए गुणांक मान सामान्य के लिए 3-5 से 10-12 तक भिन्न होता है।

वास्तव में, कोई शायद ही कभी प्राथमिक फाइबर से संबंधित होता है, आमतौर पर कई फाइबर से युक्त बंडल के साथ। डेनियल की सैद्धांतिक अवधारणाओं के अनुसार, बैलों की औसत शक्ति की तुलना में असंबद्ध तंतुओं के एक बंडल की ताकत में कमी उनकी ताकत के फैलाव से निर्धारित होती है। लोडिंग की प्रक्रिया में, जब किसी फाइबर की तन्यता ताकत तक पहुंच जाती है, तो वह टूट जाता है और काम में भाग नहीं लेता है।

बल को पूरे तंतुओं में पुनर्वितरित किया जाता है, यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि हिमस्खलन की तरह बहुमत का विनाश नहीं हो जाता, और फिर धागे (बंडल) में सभी तंतु होते हैं। =10 पर, धागे की ताकत प्राथमिक फाइबर की औसत ताकत का लगभग 80% है।

थ्रेड लोडिंग आरेख का विश्लेषण - धीरे-धीरे फाइबर टूटने की पूरी प्रक्रिया का पता लगाना संभव बनाता है। यह धागे में कुछ दोषों की पहचान करना भी संभव बनाता है, विशेष रूप से, तंतुओं की लंबाई (विभिन्न तनाव) में अंतर, जो उनके विनाश की गैर-एक साथ वृद्धि को बढ़ाता है। तंतुओं की परस्पर क्रिया (बंधन), मोड़ या आंशिक बंधन के कारण, आरेखों की प्रकृति में ही प्रकट होती है

- जो अधिक रैखिक हो जाते हैं। तंतुओं के एक असंबद्ध बंडल के लिए वेइबुल गुणांक प्राथमिक तंतुओं के समान ही रहना चाहिए: उनके बंधन के मामले में, यह बढ़ जाता है।

बहुलक मैट्रिक्स जो बीम को एक पूरे - माइक्रोप्लास्टिक में बांधता है - इसकी ताकत में वृद्धि की ओर जाता है। इस मामले में, ताकत व्यावहारिक रूप से नमूना लंबाई (= 30-50) पर निर्भर नहीं करती है, जो फ्रैक्चर तंत्र में बदलाव का संकेत देती है। तथ्य यह है कि किसी स्थान पर फटा हुआ फाइबर लोड को महसूस करना बंद नहीं करता है, जैसा कि एक धागे में होता है, लेकिन तनाव के उसी स्तर पर काम करना जारी रखता है जैसे पड़ोसी तंतुओं में। यह फ्रैक्चर साइट से lcr की दूरी पर उस तंत्र के अनुसार होता है जिसे ऊपर शॉर्ट फाइबर पर आधारित सामग्री के लिए माना गया था।

गुरलैंड और रोसेन द्वारा विकसित ताकत के सांख्यिकीय सिद्धांत के अनुसार, एक यूनिडायरेक्शनल कंपोजिट की तन्यता विफलता बहुलक मैट्रिक्स में टूटने, फाइबर को कुचलने के कारण होती है। इस मामले में, समग्र में फाइबर tr की सैद्धांतिक ताकत "महत्वपूर्ण" लंबाई lcr के फाइबर के एक अनबाउंड बंडल की ताकत के बराबर है।

tr = (lkre)-1/ व्यवहार में रेशों को कुचलने की प्रक्रिया पूरी नहीं की जा सकती। यह आमतौर पर उस खंड में ओवरस्ट्रेस के कारण मुख्य दरार की उपस्थिति और विकास से बाधित होता है जहां सबसे बड़ी संख्या में दोष जमा होते हैं, या फाइबर-बाइंडर इंटरफेस में प्रदूषण द्वारा। यह तंत्र उच्चतम शक्ति मान प्राप्त करने की अनुमति देता है, क्योंकि यह बड़ी मुक्त सतहों के निर्माण के लिए ऊर्जा अपव्यय से जुड़ा है। इसके आधार पर, जब एक समग्र में फाइबर की ताकत को महसूस करने के मुद्दे पर विचार किया जाता है, तो यह सलाह दी जाती है कि wc के प्रायोगिक मूल्यों की तुलना tr की ताकत से की जाए, जो कि फाइबर क्रशिंग तंत्र के कार्यान्वयन में हो सकता है:

Kp = ox / tr, जहाँ Kp शक्ति प्राप्ति का गुणांक है।

सुपरस्ट्रॉन्ग फाइबर पर आधारित यूनिडायरेक्शनल ग्लास-, ऑर्गेनो- और कार्बन-प्रबलित प्लास्टिक के लिए इसका वास्तविक मूल्य 60-80% तक पहुंच जाता है।

अनुदैर्ध्य संपीड़न के तहत कांच-प्रबलित प्लास्टिक की ताकत की प्राप्ति का अध्ययन करने के लिए एक समान दृष्टिकोण का भी प्रस्ताव किया गया है।

वर्तमान में, विफलता तंत्र के लिए दो मुख्य विकल्पों पर विचार किया जा रहा है:

लोचदार आधार पर तंतुओं के बकलने के कारण विनाश;

कतरनी तनाव के प्रभाव से सामग्री का स्तरीकरण।

पहले फ्रैक्चर मॉडल के विचार से उत्पन्न होने वाली मुख्य निर्भरता मैट्रिक्स जीएम के कतरनी मॉड्यूलस और इसके वॉल्यूम अंश एम के साथ सामग्री tszh की संपीड़न शक्ति से संबंधित है:

tszh = Gm / Vm इस सूत्र के अनुसार की गई गणना tszh के बहुत उच्च सैद्धांतिक मान देती है। उदाहरण के लिए, एक कतरनी मापांक Gm = 1-1.5 GPa के साथ, एपॉक्सी रेजिन के लिए विशिष्ट, और m = 30%, संपीड़ित शक्ति tszh 3-5 GPa हो सकती है, जबकि वास्तविक सामग्री के लिए यह 1.5 GPa से अधिक नहीं होती है।

यह तर्क दिया जा सकता है कि सभी मामलों में एचओए और कतरनी कतरनी के संपीड़न के तहत ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक की ताकत के बीच आनुपातिकता है:

tszh = K शिफ्ट, जो इंगित करता है कि दूसरा तंत्र प्रचलित है। यह नमूनों की संरचना में दोषों और परीक्षण के दौरान होने वाले अमानवीय तनाव क्षेत्र द्वारा समझाया जा सकता है। यूनिडायरेक्शनल फाइबरग्लास की तैयारी और अध्ययन के लिए विशेष तरीकों ने टीसीएफ को 2-3 जीपीए तक बढ़ाना संभव बना दिया, यानी फाइबर बकलिंग के तंत्र को लागू करना काफी हद तक संभव था, जिससे ताकत प्राप्ति गुणांक 30-40 से बढ़ गया। 60-70% तक।

जब ऑर्गनोप्लास्टिक्स को संकुचित किया जाता है, तो फाइबर अक्ष पर 45 डिग्री के कोण पर उन्मुख एक कतरनी विमान के साथ विनाश होता है, जो प्लास्टिक फाइबर के लिए विशिष्ट है।

ऐसा लगता है कि कार्बन प्लास्टिक के लिए एक समान तंत्र होता है, हालांकि इस मामले में इसे कतरनी तत्व के साथ जोड़ा जाता है।

कंपोजिट के विनाश के तंत्र की विविधता हमें बाइंडर के गुणों के अनुकूलन के सवाल को उठाने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, तंतुओं के साथ सामग्री की तन्य शक्ति को बढ़ाने के लिए, "महत्वपूर्ण" लंबाई को कम करना आवश्यक है, जो मैट्रिक्स की कठोरता को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है। दूसरी ओर, इससे तनाव की एकाग्रता में वृद्धि होती है और मुख्य दरार का विकास होता है। इन तंत्रों की प्रतिस्पर्धा बाइंडर की उपज ताकत पर समग्र की ताकत की अत्यधिक निर्भरता के रूप में देखी जाती है, जो तापमान, परीक्षण गति, या प्लास्टिसाइजिंग एडिटिव्स की शुरूआत से भिन्न होती है।

प्रत्येक मामले में, इष्टतम है:

यह तंतुओं की प्रकृति, मौजूदा तकनीकी तनावों और दोषों की उपस्थिति पर निर्भर करता है। इसकी विनिर्माण क्षमता, गर्मी प्रतिरोध, गतिशील प्रभावों (प्रभाव शक्ति) को अवशोषित करने की क्षमता आदि को ध्यान में रखते हुए बाइंडर के लिए विरोधाभासी आवश्यकताएं बढ़ जाती हैं। मिश्रित सामग्री का सबसे कमजोर बिंदु उनकी कम ताकत और कतरनी विकृति है। इसलिए, तकनीकी और परिचालन तनाव अक्सर सामग्री के टूटने का कारण बनते हैं।

कंपोजिट का दरार प्रतिरोध आमतौर पर विशिष्ट फ्रैक्चर बेरहमी जीसी, यानी एक नई सतह के निर्माण के दौरान ऊर्जा का क्षय होता है। विशिष्ट फ्रैक्चर बेरहमी जितनी अधिक होगी, कंपोजिट का प्रदूषण प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। मैट्रिक्स विकृति, फाइबर-टू-मैट्रिक्स आसंजन, और फाइबर-टू-फाइबर बॉन्ड (वीसीबी) मोटाई बढ़ने के साथ इंटरलामिनर चिपचिपाहट बढ़ जाती है।

घिसने वाले एपॉक्सी मेट्रिसेस के संशोधन से सामग्री के गुणों में उल्लेखनीय सुधार नहीं हुआ। शायद यह इस तथ्य के कारण है कि समग्र में प्लास्टिसिटी क्षेत्र इंटरफाइबर स्थान के आकार से सीमित है। थर्मोप्लास्टिक मैट्रिसेस का उपयोग करते समय बहुत अधिक प्रभाव देखा जाता है, उदाहरण के लिए, पीएसएफ, जिसकी विकृति 80-100% तक पहुंच जाती है। इस मामले में, Gc के मान लगभग परिमाण के क्रम से बढ़ते हैं।

बहुलक कंपोजिट के माइक्रोमैकेनिकल मॉडल एक यूनिडायरेक्शनल परत की मैक्रोस्कोपिक लोचदार-शक्ति विशेषताओं पर फाइबर, मैट्रिक्स, उनके चिपकने वाली बातचीत, सामग्री संरचना और फ्रैक्चर तंत्र के गुणों के प्रभाव को दिखाते हुए विश्लेषणात्मक निर्भरता को प्रकट करना संभव बनाते हैं। वे सम्मिश्र की लोच और तन्य शक्ति के सीमित मापांक का सबसे सफलतापूर्वक वर्णन करते हैं। मामले में जब तंतुओं और मैट्रिक्स की विकृति समान होती है, तो निम्नलिखित योगात्मक संबंध होते हैं, जो प्रत्येक घटक के योगदान को उसकी मात्रा सामग्री के अनुपात में दिखाते हैं एक = ईवीवी + ईएमएम

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इन समीकरणों को "मिश्रण नियम" कहा जाता है।

चूंकि बहुलक मैट्रिक्स का योगदान आमतौर पर 2-5% से अधिक नहीं होता है, इसे अनदेखा किया जा सकता है:

к () = вв और к ()= вв अनुप्रस्थ दिशा में तनाव के तहत समग्र का बढ़ाव फाइबर और बाइंडर के विरूपण से बना है। लोच के मापांक E() की गणना सूत्र 1/ Ek() = v/Ev + m/Em द्वारा की जा सकती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि अनुप्रस्थ दिशा में तंतुओं की लोच का मापांक मापांक के साथ मेल खाता है केवल आइसोट्रोपिक ग्लास और बोरॉन फाइबर के लिए अनुदैर्ध्य दिशा में लोच का। कार्बन और कार्बनिक फाइबर के लिए, अनुप्रस्थ मापांक अनुदैर्ध्य की तुलना में काफी कम है। इसी तरह की निर्भरता तंतुओं के एक यूनिडायरेक्शनल कंपोजिट "प्लेन में" के कतरनी मापांक के लिए होती है।

अनुप्रस्थ तनाव-संपीड़न और कतरनी में कंपोजिट की ताकत कई कारकों पर निर्भर करती है, मुख्य रूप से मैट्रिक्स के गुणों, चिपकने वाली बातचीत, सामग्री संरचना - छिद्रों और अन्य दोषों की उपस्थिति पर। इस मामले में विश्लेषणात्मक निर्भरता में केवल एक सहसंबंध चरित्र हो सकता है। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि सुदृढीकरण एक सजातीय मैट्रिक्स की ताकत की तुलना में अनुप्रस्थ (ट्रांसवर्सल) दिशा में समग्र की ताकत को लगभग 2 गुना कम कर देता है।

कंपोजिट के लोचदार ताकत गुण ताकत और कठोरता किसी भी सामग्री की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं। जब एक नमूना तनाव या संपीड़न द्वारा लोड किया जाता है, तो उसमें सामान्य तनाव और संबंधित उपभेद उत्पन्न होते हैं, जो सामग्री के नष्ट होने तक बढ़ते रहते हैं।

परम (अधिकतम) प्रतिबल को इसकी शक्ति कहते हैं। रैखिक लोचदार सामग्री के लिए, तनाव और विरूपण के बीच एक सीधा आनुपातिकता है हुक का नियम \u003d ई। आनुपातिकता गुणांक सामग्री की कठोरता को दर्शाता है और इसे लोचदार मापांक, या यंग के मापांक ई के रूप में दर्शाया जाता है।

यह कानून तब भी पूरा होता है जब नमूना कतरनी (स्पर्शरेखा) तनाव और विकृतियों से भरा होता है, उदाहरण के लिए, मरोड़ के दौरान।

इस मामले में आनुपातिकता के गुणांक को कतरनी मापांक G: =.G कहा जाता है।

जब एक सामग्री को बढ़ाया जाता है, एक साथ बढ़ाव के साथ, इसके अनुप्रस्थ आयाम कम हो जाते हैं, जो कि पॉइसन के अनुपात की विशेषता है, जो नमूने के x और y के पार उपभेदों के बीच संबंध स्थापित करता है: x = μ y।

आइसोट्रोपिक सामग्री के लोचदार गुणों को दो स्थिरांक ई और जी द्वारा अच्छी तरह से वर्णित किया गया है, जिसके बीच संबंध समीकरण जी = ई / 2 (एल + μ) से मेल खाता है।

उपरोक्त संबंध आइसोट्रोपिक सामग्रियों का अच्छी तरह से वर्णन करते हैं, जिनके गुण सभी दिशाओं में समान हैं। इनमें कण-भरे पॉलिमर, साथ ही अराजक संरचना के छोटे या निरंतर तंतुओं पर आधारित कंपोजिट शामिल हैं। (रेशेदार सामग्री के लिए, तकनीकी कारकों के प्रभाव से निर्धारित एक निश्चित डिग्री का अभिविन्यास होता है।) किसी भी संरचना को लोड करते समय, सामग्री की तनाव-तनाव की स्थिति अक्सर अमानवीय हो जाती है। इस मामले में, मुख्य (अधिकतम) तनावों की पहचान करना संभव है जो इसके विनाश का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, आंतरिक या बाहरी दबाव के तहत एक पाइप के मामले में, घेरा तनाव अक्षीय तनाव से दोगुना होता है, यानी अक्षीय तनाव के संदर्भ में एक आइसोट्रोपिक सामग्री की आधी मोटाई अप्रभावी होती है। तनाव क्षेत्र की असमानता भी काफी अधिक हो सकती है। खुले निकास (बंदूकें, ग्रेनेड लांचर बैरल) वाले गोले के लिए, रेडियल और अक्षीय तनाव का अनुपात 8-10 या उससे अधिक तक पहुंच जाता है। इन मामलों में, किसी को रेशेदार सामग्री की उल्लेखनीय क्षमता का लाभ उठाना चाहिए, जिसे मुख्य सेवा तनावों के वितरण के अनुसार मैट्रिक्स में उन्मुख किया जा सकता है।

एक यूनिडायरेक्शनल परत के उदाहरण पर विचार करें। यूनिडायरेक्शनल परत फाइबर ओरिएंटेशन अक्ष x के लंबवत दिशा में आइसोट्रोपिक है। एक।

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तंतुओं के साथ यूनिडायरेक्शनल परत की तन्यता ताकत 1.0 से 2.5 GPa तक हो सकती है, जो फाइबर के ताकत स्तर, बाइंडर के प्रकार और सामग्री पर निर्भर करती है। इस मामले में, अनुप्रस्थ दिशा में ताकत 50-80 एमपीए से अधिक नहीं होती है, अर्थात। अनिसोट्रॉपी गुणांक 20-30 है।

तंतुओं के उन्मुखीकरण की दिशा से भार की दिशा का थोड़ा सा विचलन समग्र की तन्य शक्ति पर लगभग कोई प्रभाव नहीं डालता है। इसलिए, सामग्री की अनुप्रस्थ ताकत को बढ़ाने के लिए एक विशेष स्प्रेडर या घुमावदार पिच में वृद्धि द्वारा बनाई गई फाइबर (3-5 डिग्री) के कुछ गलत अभिविन्यास की अनुमति है। संपीड़न के मामले में, यह अस्वीकार्य है, क्योंकि यह कतरनी तनाव के विकास में योगदान देता है जो सामग्री की संपीड़न शक्ति को निर्धारित करता है।

एक यूनिडायरेक्शनल कंपोजिट एक जटिल संरचना का आधार है जो संरचनात्मक तत्व की प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुसार अलग-अलग परतों को मिलाकर बनाया जाता है। निर्माण के तरीके: वैक्यूम या आटोक्लेव मोल्डिंग, प्रेसिंग, वाइंडिंग।

आइए हम आगे एक जटिल संरचना के स्तरित कंपोजिट के विरूपण और विनाश की प्रक्रियाओं का वर्णन करने के लिए सैद्धांतिक मॉडल पर विचार करें। परंपरागत रूप से, गणना विधियों के विकास में दो मुख्य दृष्टिकोणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: घटनात्मक और संरचनात्मक। घटनात्मक दृष्टिकोण में, एक मिश्रित सामग्री को एक सजातीय अनिसोट्रोपिक माध्यम माना जाता है, जिसका मॉडल प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त आंकड़ों पर आधारित होता है। चयनित शक्ति मानदंड संपूर्ण सामग्री पर समग्र रूप से लागू होता है। घटनात्मक मॉडल का लाभ गणना की सादगी है। हालांकि, एक जटिल सुदृढीकरण योजना वाली सामग्रियों के लिए, कई अनुभवजन्य गुणांक निर्धारित करना आवश्यक है, जिसके लिए बड़ी संख्या में प्रयोगों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, घटनात्मक मॉडल फ्रैक्चर के दौरान संरचनात्मक प्रक्रियाओं को ध्यान में नहीं रखते हैं: क्रैकिंग, माइक्रोबकलिंग, आदि।

भराव कणों के इष्टतम आकार का निर्धारण कण सतह (माइक्रोफ्लेक्स या माइक्रोफाइबर) के विभिन्न हिस्सों में होने वाला तनाव संबंधित सतह क्षेत्र से दूरी r पर निर्भर करता है = - o(1 -)/2r, जहां पॉइसन का अनुपात है।

संरचना के घटकों की प्रकृति के आधार पर, बारीक छितरी हुई भराव की विशिष्ट सतह में वृद्धि के साथ ताकत एक निश्चित अधिकतम तक बढ़ जाती है।

फाइबर के बीच एक निश्चित दूरी पर एक स्ट्रेचेबल ऑर्थोट्रोपिक प्लास्टिक में निरंतर फाइबर का इष्टतम व्यास डी समीकरण d (1/2 - 1) द्वारा निर्धारित किया जाता है, जहां 1, 2 बाइंडर और फिलर फाइबर के टूटने पर सापेक्ष बढ़ाव हैं, क्रमश।

भराव कण आकार की पसंद कणों का आकार प्लास्टिक क्षरण के तंत्र को प्रभावित करता है। उत्पादों के आकार और आकार, प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी को ध्यान में रखा जाता है।

छोटी मोटाई और जटिल विन्यास के उत्पादों के मामले में, अत्यधिक बिखरे हुए भराव (पाउडर) को वरीयता दी जाती है, क्योंकि वे आसानी से बांधने की मशीन में वितरित किए जाते हैं, उत्पाद की ढलाई के दौरान मूल वितरण को बनाए रखते हैं।

अत्यधिक बिखरे हुए भरावों के उपयोग से बाद की मशीनिंग के दौरान उत्पादों के विनाश, प्रदूषण की संभावना कम हो जाती है।

स्ट्रेच्ड सैंपल में ठोस समावेशन फिलर के साथ बाइंडर के संपर्क क्षेत्र में तनाव को कम करता है, लेकिन गोलाकार कण में ही तनाव अधिक होता है

बाइंडर ज़ोन में वोल्टेज का 1.5 गुना इससे दूर, यानी। भराव भार का बड़ा हिस्सा लेता है।

भराव का प्रभाव बढ़ जाता है यदि कणों का एक दीर्घवृत्ताकार आकार होता है और वे विरूपण अक्ष की दिशा में उन्मुख होते हैं।

यांत्रिक विशेषताओं के इष्टतम अनुपात के साथ घटकों का चयन शर्तें: चिपकने वाली बातचीत बाइंडर के सामंजस्य से अधिक है, दोनों घटक विनाश तक एक साथ काम करते हैं, आदर्श रूप से भराव सामग्री और बाइंडर का लोचदार व्यवहार।

भरने की इष्टतम डिग्री का निर्धारण यहां तक ​​​​कि मजबूत करने वाले फाइबर का हमेशा प्लास्टिक पर एक मजबूत प्रभाव नहीं होता है। यदि एक यूनिडायरेक्शनल प्लास्टिक में बाइंडर और रीइन्फोर्सिंग की विरूपण विशेषताओं का अनुपात св को संतुष्ट करता है, तो फाइबर की महत्वपूर्ण वॉल्यूमेट्रिक सामग्री (в, cr) तक, तन्य शक्ति में भी एक रैखिक कमी = с(1 - в) देखा जाता है।

ब्रेक पर बाइंडर के मामूली विरूपण के कारण, सी के बराबर, फाइबर द्वारा माना जाने वाला तनाव बहुलक मैट्रिक्स की ताकत में कमी के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए बहुत छोटा है। केवल वी, सीआर से शुरू होकर, प्रबलित फाइबर की कुल ताकत मैट्रिक्स की ताकत में कमी की भरपाई कर सकती है, और प्लास्टिक की ताकत बढ़ने लगती है।

प्रत्येक प्लास्टिक की अपनी बी, केआर द्वारा विशेषता होती है, जो चयनित बहुलक बाइंडर के लिए छोटा होता है, मजबूत करने वाले फाइबर मजबूत होते हैं, और चयनित प्रकार के फाइबर के साथ, यह बाइंडर सी की ताकत में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

भरने की अधिकतम डिग्री v, अधिकतम आदर्श रूप से तंतुओं के ऐसे पैकिंग घनत्व से मेल खाती है जिस पर वे बेलनाकार सतहों के जनन के साथ एक दूसरे को छूते हैं। अधिकतम पैकिंग घनत्व भरने के विभिन्न डिग्री पर प्राप्त किया जाता है।

ओओओ डब्ल्यू, अधिकतम = 0.785, हेक्सागोनल ओओओ डब्ल्यू, अधिकतम = 0.907 टेट्रागोनल ओओओ डब्ल्यू, अधिकतम = 0.907 टेट्रागोनल ओओओ डब्ल्यू, अधिकतम = 0.907 टेट्रागोनल ओओओ डब्ल्यू, अधिकतम = 0.924।

इष्टतम डिग्री अधिकतम एक से कम है, ऑप्ट 0.846/(1 + मिनट/डी) 2, जहां न्यूनतम फाइबर के बीच न्यूनतम संभव दूरी है।

बहुलक मिश्रित सामग्री (पीसीएम) की संरचना और गुणों की विशेषताएं।

उच्च फाइबर सामग्री के साथ पीसीएम। कंपोजिट के भौतिक-यांत्रिक गुण अनिवार्य रूप से घटकों की सापेक्ष सामग्री पर निर्भर करते हैं। "मिश्रण नियम" के अनुसार, फाइबर की सामग्री जितनी अधिक होगी, उनकी पैकिंग का घनत्व उतना ही अधिक होगा, उच्च (सेटेरिस परिबस) लोचदार मापांक और कंपोजिट की ताकत होनी चाहिए। सामग्री में बैल फाइबर की द्रव्यमान सामग्री की गणना नमूने में उनकी मात्रा पर आधारित होती है, जो तकनीकी विचारों (रैखिक घनत्व, कपड़े परतों की संख्या या घुमावदार पैरामीटर) से निर्धारित होती है। फाइबरग्लास के लिए, आप बाइंडर बर्निंग विधि का उपयोग कर सकते हैं। एक अनुपात है बैल + sv = 1।

सैद्धांतिक रूप से, सबसे घने हेक्सागोनल पैकिंग के साथ एक ही व्यास के तंतुओं की अधिकतम संभव सामग्री मात्रा के हिसाब से 90.8% है। फाइबर व्यास (10%) के वास्तविक फैलाव को ध्यान में रखते हुए, यह मान लगभग 83% तक घट जाता है। कई अध्ययनों में, फाइबर सामग्री वॉल्यूम = 0.65 को इष्टतम माना जाता है। यह मान, जाहिरा तौर पर, बाइंडर फिल्मों की मोटाई (वे अलग-अलग हैं) की विशेषता नहीं है, लेकिन एक विधि या किसी अन्य द्वारा सामग्री के निर्माण के दौरान गठित रेशेदार कंकाल। इस मामले में बल कारकों (घुमावदार और दबाव के दबाव के दौरान तनाव) का प्रभाव अप्रभावी है, क्योंकि इससे केवल तंतुओं का विनाश होगा।

फाइबर की सामग्री को बढ़ाकर कंपोजिट के लोचदार-शक्ति गुणों को बढ़ाने का वास्तविक तरीका प्रीप्रेग में उनके स्टैकिंग को तब तक कॉम्पैक्ट करना है जब तक कि समग्र संरचना में उनकी स्थिति तय न हो जाए। बाइंडर की चिपचिपाहट को कम करके और बल कारकों के प्रभाव को बढ़ाकर, कांच और कार्बनिक फाइबर की सामग्री को एक यूनिडायरेक्शनल कंपोजिट में 78% तक मात्रा में बढ़ाना संभव था। उसी समय, इसकी लोचदार-शक्ति विशेषताओं में तदनुसार वृद्धि हुई। सैद्धांतिक रूप से, तंतुओं की सामग्री उनके व्यास पर निर्भर नहीं करती है, लेकिन व्यवहार में इसका बहुत महत्व है। कार्बन फाइबर के मामले में ग्लास या कार्बनिक फाइबर के आधे व्यास वाले कार्बन फाइबर में उनकी सामग्री को केवल 65% तक बढ़ाना संभव था, क्योंकि ऐसी प्रणाली में घर्षण को दूर करना और अतिरिक्त बाइंडर को हटाना अधिक कठिन होता है।

सीबीएम कार्बनिक फाइबर का उपयोग करते समय, 90-95% तक की फाइबर सामग्री के साथ अत्यधिक प्रबलित ऑर्गेनोप्लास्टिक प्राप्त करना संभव है। यह फाइबर के अपरिवर्तनीय थर्मल विरूपण के कारण उनकी धुरी के लंबवत दिशा में प्राप्त किया जाता है, जिससे फाइबर के क्रॉस सेक्शन में एक गोल से एक मनमाने आकार के क्रॉस सेक्शन में परिवर्तन होता है, जो पड़ोसी फाइबर के संपर्क के कारण होता है। एसवीएम के तंतुओं के बीच की बातचीत या तो बाइंडर की सबसे पतली परतों के माध्यम से प्राप्त की जाती है, संभवतः आंशिक रूप से तंतुओं के अंदर स्थित होती है, या तंतुओं के घटकों के पारस्परिक प्रसार के दौरान गठित ऑटोहेसिव बॉन्डिंग द्वारा प्राप्त की जाती है।

लोचदार मापांक और अंगूठी के नमूनों की ताकत फाइबर की मात्रा सामग्री में वृद्धि की लगभग पूरी श्रृंखला में रैखिक रूप से बदलती है, जो इंगित करती है कि "मिश्रण का नियम" पूरा हो गया है।

समग्र (20-40%) की लोचदार-शक्ति विशेषताओं को बढ़ाने का प्रभाव इतना महत्वपूर्ण है कि यह कुछ मामलों में देखी गई सामग्रियों के कतरनी और अनुप्रस्थ गुणों में कमी के साथ-साथ उनके जल अवशोषण में वृद्धि को भी बंद कर देता है।

अत्यधिक और अत्यधिक प्रबलित कंपोजिट का उपयोग उन तत्वों में किया जाना चाहिए जो कतरनी भार का अनुभव नहीं करते हैं। मौसम प्रतिरोध में सुधार के लिए, संरचना की बाहरी परतों को सामान्य या उच्च बाइंडर सामग्री वाले कंपोजिट से बनाया जा सकता है।

के साथ संकर और ढाल प्रबलित प्लास्टिक (एचएपी)

समायोज्य यांत्रिक गुण

तनाव, संपीड़न, झुकने और कतरनी में ऐसी सामग्रियों का यांत्रिक व्यवहार मूल रूप से एडिटिविटी सिद्धांत, यानी "मिश्रण का नियम" का पालन करता है।

एचएपी के अध्ययन में नियमितताओं की एक अलग प्रकृति देखी गई है, विभिन्न विकृति के साथ तंतुओं का संयोजन। कार्बन-ग्लास-, कार्बन-ऑर्गेनिक, बोरॉन-ग्लास- और बोरॉन-ऑर्गोप्लास्टिक्स को खींचते समय, तंतुओं का विनाश एक साथ नहीं होता है।

समग्र की सीमित विकृति इस मामले में मुख्य रूप से उन तंतुओं के विरूपण से निर्धारित होती है, जिनकी मात्रा सामग्री प्रबल होती है।

आइए हम सूचकांक "1" द्वारा उच्च-मापांक तंतुओं को, सूचकांक "2" द्वारा निम्न-मापांक तंतुओं को नामित करें।

लोच के एक उच्च मापांक (और एक कम अंतिम तनाव 1) के साथ फाइबर की एक उच्च सामग्री के साथ, समग्र की ताकत की गणना सूत्र द्वारा की जाती है k1 = 1(ECBb + E11 + E22) कम फाइबर की उच्च सामग्री के साथ लोचदार मापांक, समग्र की ताकत की गणना सूत्र + E22 द्वारा की जाती है) तीन-घटक सामग्री के विनाश का तंत्र विभिन्न मापांक μcr के तंतुओं के एक निश्चित महत्वपूर्ण अनुपात तक पहुंचने पर बदल जाता है, जिस पर विभिन्न ब्रेकिंग बढ़ाव वाले तंतुओं का विनाश होता है समान रूप से संभावित, अर्थात्। के1 =।

k2. मैट्रिक्स की ताकत की उपेक्षा करते हुए, हम 1 E11 + 1E22 = 2 E22 का अनुपात प्राप्त करते हैं, जिसके परिवर्तन के बाद हमारे पास है:

1/2 = के = ई2(2 – 1)/ 1 ई1 2 = 1 – 1 के बाद से µkr2 = k/(1 + के)।

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक के लिए, कोई E1 = 250 GPa, E2 = 95 GPa, 1 = 0.8%, 2 = 3.5%, फिर k = 0.3 ले सकता है; µcr1 = 23% या µcr2 = 77%।

एक प्रकार के फाइबर के आधार पर कंपोजिट के लिए महत्वपूर्ण मात्रा की अवधारणा भी होती है। यह बांधने की मशीन के विनाश से तंतुओं के विनाश के लिए संक्रमण की विशेषता है।

उनकी लोचदार विशेषताओं में बड़े अंतर के कारण, μcr बहुत छोटा होता है और फाइबर के 0.1-0.5% के बराबर होता है।

आइए हम कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक के विरूपण वक्रों पर विचार करें, जिसमें विभिन्न मापांक के मरने की विभिन्न सामग्री होती है। प्रारंभिक खंड I में, विरूपण वक्र रैखिक होते हैं, कार्बन और ग्लास फाइबर एक साथ विकृत होते हैं, लोचदार मापांक दो घटकों से बना होता है और योगात्मक अभ्यावेदन से मेल खाता है। कार्बन फाइबर की महत्वपूर्ण मात्रा से अधिक वाले नमूने 0.7-0.9% के विरूपण पर नष्ट हो जाते हैं। कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक के विरूपण वक्रों पर नॉनलाइनियर सेक्शन II, जिसमें कार्बन फाइबर की सामग्री महत्वपूर्ण से कम है, को फाइबरग्लास मैट्रिक्स में कार्बन फाइबर के क्रमिक क्रशिंग के कारण "स्यूडोप्लास्टिकिटी" खंड के रूप में माना जा सकता है, जो सामग्री की अखंडता सुनिश्चित करता है। नॉनलाइनियर सेक्शन II लगभग 2% के स्ट्रेन पर समाप्त होता है। अगला, लगभग एक रैखिक खंड III मनाया जाता है, जिसमें लोचदार मापांक समग्र में ग्लास फाइबर के अनुपात से मेल खाता है, और अंतिम तनाव

- ग्लास फाइबर का अंतिम तनाव 2 3-3.5%।

जब नमूना पुनः लोड किया जाता है, तो आरेख पूरी तरह से रैखिक होता है और मूल वक्र के तीसरे खंड से मेल खाता है। उसी समय, फाइबर क्रशिंग स्पष्ट रूप से एक और दो या तीन लोड-अनलोड चक्रों के दौरान होता है, क्योंकि इसके बाद ही स्थापित नमूने के विरूपण पर विद्युत प्रतिरोध की निरंतर सहसंबंध निर्भरता होती है।

विभिन्न मापांक के तंतुओं के अनुपात पर एचएपी की तन्यता ताकत की निर्भरता को एक वक्र की विशेषता होती है, जो तंतुओं के महत्वपूर्ण अनुपात के अनुरूप न्यूनतम होता है।

संपीड़न में परीक्षण की गई सामग्रियों के लिए, आरेख - और शक्ति निर्भरता लगभग रैखिक हैं। कम-शक्ति (संपीड़न में) कार्बनिक और कार्बन फाइबर, एक ग्लास- या बोरॉन-प्लास्टिक मैट्रिक्स में होने के कारण, विकृतियों के दौरान स्थिरता नहीं खो सकते हैं और इसलिए, पारंपरिक कार्बनिक और कार्बन प्लास्टिक की तुलना में 2-3 गुना अधिक तनाव होता है। इन प्रभावों के साथ-साथ तनाव के तहत फाइबरग्लास मैट्रिक्स में कार्बन फाइबर की विकृति में वृद्धि को कई लेखकों द्वारा सहक्रियात्मक कहा जाता है।

विभिन्न प्रकार के रेशों को एक परत या वैकल्पिक परतों के भीतर मिश्रित किया जाता है।

एचएपी में विभिन्न मापांक के तंतुओं के सबसे तर्कसंगत संयोजन के कुछ उदाहरण नीचे दिए गए हैं:

कांच और कार्बनिक फाइबर का संयोजन एक तरफ, उच्च संपीड़न और कतरनी शक्ति (ऑर्गोप्लास्टिक्स की तुलना में) के साथ सामग्री प्राप्त करना संभव बनाता है, दूसरी ओर, तनाव में संकर प्रणाली की विशिष्ट विशेषताओं को बढ़ाने के लिए (की तुलना में) शीसे रेशा);

ग्लास और कार्बन फाइबर के संयोजन पर आधारित एचएपी में फाइबरग्लास की तुलना में लोच का एक उच्च मापांक होता है, जबकि संपीड़न में सामग्री की ताकत की विशिष्ट विशेषताओं को बनाए रखता है और तनाव में थोड़ा कमी करता है; नमूनों को नष्ट करने का काम बढ़ता है;

ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक के लिए बोरॉन फाइबर के अलावा सामग्री की संपीड़न शक्ति को बनाए रखने (या बढ़ाने) के दौरान लोच के मॉड्यूलस में काफी वृद्धि हो सकती है।

एचएपी की किस्मों में से एक ग्रेडिएंट पीसीएम है, जिसकी संरचना और गुण स्थानिक रूप से अमानवीय हैं। कुछ मामलों में पीसीएम के लोचदार-शक्ति गुणों में एक सहज, नियंत्रित परिवर्तन एक समान तनाव क्षेत्र बनाना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, आंतरिक या बाहरी दबाव के साथ सजातीय पीसीएम गोले लोड करते समय, संरचना की मोटाई में वृद्धि के साथ, उनकी प्रभावी लोचदार-शक्ति विशेषताओं में उल्लेखनीय कमी देखी जाती है। केवल दाब माध्यम से सटी परतें पूरी तरह भरी हुई हैं। एक निश्चित मोटाई से शुरू होकर, पीसीएम व्यावहारिक रूप से अतिरिक्त भार लेना बंद कर देता है, और शेल की मोटाई बढ़ाने का कोई मतलब नहीं है। सैद्धांतिक रूप से, इस घटना से बचा जा सकता है यदि एक चर (मोटाई में वृद्धि) के साथ पीसीएम लोच के मापांक का उपयोग किया जाता है।

इस मामले में, सामग्री के वजन और आकार की विशेषताओं में 1.5-2 गुना सुधार होगा।

व्यवहार में, इस विकल्प को लागू किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, परतों में एक पीसीएम खोल को घुमाकर, धीरे-धीरे (गणना के अनुसार) कांच के सापेक्ष कार्बन फाइबर की मात्रा में वृद्धि। इसी तरह की समस्याएं (और उनके समाधान) भी तेज गति से घूमने वाले सुपर फ्लाईव्हील या रोटर श्राउड के निर्माण में सामने आती हैं। विभिन्न फाइबर सामग्री के साथ परतों की स्थिति बदलने से सामग्री के कतरनी, कंपन और थकान शक्ति, पानी और मौसम प्रतिरोध को बढ़ाना संभव हो जाता है।

ग्रेडिएंट-स्ट्रक्चरल कंपोजिट पीसीएम की संभावनाओं का काफी विस्तार करते हैं।

लगभग सभी "प्राकृतिक संरचनाओं" में ऐसी संरचना होती है (पौधों की चड्डी और तने, पौधों और जानवरों की सुरक्षात्मक सुई, पक्षियों की चोंच और पंख, और कई अन्य उदाहरण)। जाहिर है कि इस मामले में प्रकृति से काफी पिछड़ा हुआ है और कृत्रिम रूप से बनाए गए उत्पादों के प्रदर्शन में सुधार के लिए बहुत बड़ा भंडार है।

"बौद्धिक" कंपोजिट XX सदी के अंत में। सामग्री विज्ञान में, एक नया शब्द सामने आया है - "बुद्धिमान"

सामग्री। "बुद्धिमान" सामग्री की स्वीकृत अवधारणा इसे एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में परिभाषित करती है जो आत्म-निदान और आत्म-अनुकूलन में सक्षम है। इन सामग्रियों को उभरती हुई स्थिति (संवेदी कार्य) को पहचानने, इसका विश्लेषण करने और निर्णय लेने (प्रोसेसर फ़ंक्शन) करने में सक्षम होना चाहिए, साथ ही साथ आवश्यक प्रतिक्रिया (कार्यकारी कार्य) को उत्तेजित और पूरा करना चाहिए।

वर्तमान में, कोई भी कंपोजिट नहीं है जो इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करेगा। हालांकि, इन कार्यों को आंशिक रूप से (चरण दर चरण) हल किया जा सकता है, सबसे पहले - सामग्री बनाने के कार्य जो उनके राज्य के बारे में सूचित करते हैं, परिचालन भार को अधिकतम स्वीकार्य, क्रैकिंग, रासायनिक जंग, जल अवशोषण इत्यादि के बारे में सूचित करते हैं।

ऐसे कंपोजिट के सेंसर तत्वों की मुख्य आवश्यकता यांत्रिक तनाव के प्रति संवेदनशीलता और पूरे वॉल्यूम में वितरित होने की क्षमता है। एक आदर्श सेंसर तनाव को विद्युत संकेतों में बदल देगा। इस अर्थ में, प्रवाहकीय फाइबर आशाजनक हैं, जिन्हें उनके गठन के दौरान कंपोजिट में पेश किया जा सकता है। इनमें कॉन्स्टेंटन या नाइक्रोम तार, प्रवाहकीय कार्बन या बोरॉन फाइबर, पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड से बनी पीजोइलेक्ट्रिक फिल्में आदि शामिल हैं।

पॉलिमर कंपोजिट (डिफेक्टोस्कोपी) के विस्कोलेस्टिक गुणों का नियंत्रण ध्वनिक तरीकों का उपयोग करके किया जाता है, जो ध्वनि की गति और इसके अवशोषण गुणांक के बीच संबंध को ठीक करता है। पीसीएम डायग्नोस्टिक्स के लिए पॉलिमर के मैग्नेटो-डाइलेक्ट्रिक गुणों का उपयोग करते समय, लोहे, तांबा, निकल, कार्बन नैनोकणों (फुलरीन और नैनोट्यूब) के अल्ट्राफाइन पाउडर सहित चुंबकीय और विद्युत प्रवाहकीय सामग्री के बिखरे हुए (कोलाइडल) कणों को जोड़ने की सिफारिश की जाती है।

एक्ट्यूएटिंग (अनुकूली) तंत्र का संचालन सिद्धांत किसी भी घटना के परिणामस्वरूप उत्पन्न विकृति है - हीटिंग, विद्युत संकेत की आपूर्ति, आदि। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव, इलेक्ट्रो- और मैग्नेटोस्ट्रिक्शन, और आकार स्मृति प्रभाव सामग्री सक्रियण के लिए सबसे उपयुक्त हैं। . ये तंत्र सुनिश्चित करते हैं कि विद्युत संकेत एक ट्रिगर विरूपण में परिवर्तित हो जाता है। आकार स्मृति वाली धातुओं पर सबसे अधिक प्रभाव देखा गया है। टाइटेनियम और निकल का एक मिश्र धातु 2% तक विरूपण प्रदान करता है। एक्चुएटर का एक अन्य महत्वपूर्ण संकेतक इसकी लोच का मापांक है, जो किसी दिए गए तनाव-तनाव की स्थिति बनाने की संभावना को निर्धारित करता है। यह आमतौर पर आधार सामग्री की लोच के मापांक के बराबर होता है।

"बुद्धिमान" कंपोजिट की निर्माण प्रक्रिया मूल रूप से आधार सामग्री से उत्पाद प्राप्त करने की प्रक्रिया से मेल खाती है। इस मामले में, सामग्री में सूचना और कार्यकारी तत्वों को पेश करना आवश्यक है, इसकी संरचना का न्यूनतम उल्लंघन करना। बाइंडर के इलाज के दौरान होने वाली सूक्ष्म यांत्रिक प्रक्रियाओं की जटिलता पर भी ध्यान देना आवश्यक है।

"बुद्धिमान" कंपोजिट, निश्चित रूप से, भविष्य की सामग्री हैं, हालांकि, आधुनिक तकनीक, मुख्य रूप से विमानन के लिए ऐसी सामग्री बनाने के लिए गहन वैज्ञानिक और तकनीकी कार्य पहले से ही विदेशों में (संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान, ग्रेट ब्रिटेन, कनाडा में) किया जा रहा है। , रॉकेट और अंतरिक्ष, आदि आदि, साथ ही मास मीडिया के लिए। "स्मार्ट" सामग्रियों का उपयोग करने वाले डिज़ाइनों के उदाहरणों में F-15 विंग का अग्रणी किनारा, खंड परावर्तक और अंतरिक्ष यान की टर्न संरचना के एक्चुएटर्स, कम शोर और कंपन वाले विमान शामिल हैं। आधुनिक पवन ऊर्जा जनरेटर बनाने वाली जर्मन कंपनियां 100 मीटर या उससे अधिक के व्यास वाले ब्लेड की स्थिति की निगरानी करती हैं। सामग्री के अंदर रखे ऑप्टिकल फाइबर इसकी संरचनात्मक अखंडता की निगरानी करने और ब्लेड पर अभिनय करने वाले भार का मूल्यांकन करने की अनुमति देते हैं ताकि उन्हें स्वचालित रूप से इष्टतम स्तर पर बनाए रखा जा सके। सामग्री के प्रदूषण की संभावना, उदाहरण के लिए, बिजली गिरने के कारण भी नियंत्रित होती है।

घटकों की बातचीत पर मिश्रित प्लास्टिक के गुणों की निर्भरता इंटरफेसियल ज़ोन में घटकों का पारस्परिक प्रभाव संरचना की संरचना और इसके गठन की शर्तों से निर्धारित होता है। दुर्लभ मामलों में, यांत्रिक विशेषताओं और बातचीत के बीच एक कार्यात्मक संबंध स्थापित करना संभव है।

जब आकार देने से चिपकने वाली ताकत बढ़ती है, तो चिपकने वाली ताकत और तन्यता तनाव के बीच एक संबंध होता है।

फाइबर व्यवस्था का चुनाव बल क्षेत्र के वितरण और लोडिंग की प्रकृति पर डेटा पर आधारित है।

मिश्रित सामग्री से बने उत्पादों में अवशिष्ट तनाव प्रदर्शन गुणों को प्रभावित करते हैं। अवशिष्ट तनाव (यांत्रिक, थर्मल, संकोचन, प्रसार, आदि) को उन तनावों के रूप में समझा जाता है जो उत्पाद की मात्रा में पारस्परिक रूप से संतुलित होते हैं, बाहरी बल, थर्मल और अन्य क्षेत्रों के संपर्क के परिणामस्वरूप इसमें दिखाई देते हैं और इसमें मौजूद होते हैं क्षेत्र की समाप्ति और अस्थायी तनावों के गायब होने के बाद उत्पाद। अस्थायी तापमान, संकोचन, प्रसार तनाव जैसे ही तापमान, इलाज की गहराई, क्रिस्टलीयता की डिग्री या अवशोषित पदार्थ की मात्रा सामग्री की मात्रा में समान होती है, गायब हो जाती है। बाहरी क्षेत्र की समाप्ति के बाद यांत्रिक अस्थायी तनाव गायब हो जाते हैं।

मोल्ड किए गए उत्पाद में अवशिष्ट तनाव तभी उत्पन्न होता है जब उत्पाद की मात्रा के कुछ हिस्से में अधिकतम अस्थायी तनाव सामग्री की उपज शक्ति से अधिक हो जाता है और विकृतियां जो सामान्य तापमान (प्लास्टिक और अत्यधिक लोचदार) पर अपरिवर्तनीय होती हैं, या इसके कारण होती हैं परिवर्तन की एक असमान डिग्री (सख्त, क्रिस्टलीकरण) सामग्री की मात्रा के अलग-अलग क्षेत्रों में विभिन्न थर्मोइलास्टिक गुण प्राप्त होंगे। बहुलक मैट्रिक्स और भराव के थर्मोइलास्टिक गुणों में अंतर भी अवशिष्ट तनाव की उपस्थिति की ओर जाता है।

मोल्डिंग प्रक्रिया ऊंचे तापमान और दबाव पर की जाती है।

नतीजतन, तापमान प्रवणता होती है जो और भी अधिक बढ़ जाती है, क्योंकि इलाज आमतौर पर एक्ज़ोथिर्मिक रूप से आगे बढ़ता है।

शीतलन के दौरान, सतह की परतों में महत्वपूर्ण थर्मल तनाव उत्पन्न होते हैं, जिससे अतिरिक्त अपरिवर्तनीय विकृतियां हो सकती हैं और तैयार उत्पादों में अवशिष्ट तनाव में वृद्धि हो सकती है।

अवशिष्ट प्रतिबलों के निर्धारण की विधि। विलायक विधि।

नमूना को एक विलायक के साथ इलाज किया जाता है जो बहुलक में प्रवेश करता है और सतह परत के तनाव को बढ़ाता है। जब सतह का तनाव सूजन परत के टूटने वाले तनाव से अधिक हो जाता है, तो उसमें छोटी-छोटी दरारों का एक नेटवर्क दिखाई देगा। इस स्थिति में, lg = lgm + nlgores, जहाँ res अवशिष्ट प्रतिबल (kg/cm2) है, m और n स्थिर मान हैं।

बाइंडर और फिलर के बीच इंटरफेस पर तनाव।

मुख्य कारण इलाज और शीतलन के दौरान बहुलक मैट्रिक्स का संकोचन है, जो एक चिपकने वाले बंधन द्वारा मैट्रिक्स से बंधे भराव के तापमान संकोचन से काफी भिन्न होता है। भराव पर ठीक किए गए राल के दबाव की गणना समीकरण द्वारा की जा सकती है (1 2)TE 2 P=, (1 + 1) + (1 + 2)(E1 / E 2) जहां 1 और 2 थर्मल विस्तार गुणांक हैं, टी इलाज तापमान और शीतलन के बीच का अंतर है, 1 और 2 - पॉइसन के अनुपात, ई 1 और ई 2 - विरूपण मोडुली (1 - बाइंडर, 2 - फिलर)।

यदि सामग्री में होने वाले तनाव सममित नहीं हैं, तो वे आकार विकृति का कारण बन सकते हैं।

विषय 2. असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन

प्रतिक्रियाशील पॉलिमर और मोनोमर्स के संयोजन का विचार 1930 के दशक में सी। एलिस द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने पाया कि असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन एक अघुलनशील ठोस सामग्री में ठीक हो जाते हैं जब एक पेरोक्साइड सर्जक जोड़ा गया था। एलिस ने 1936 में इस खोज का पेटेंट कराया था।

ऑलिगोएथेरमेलिनेट्स का उत्पादन डायहाइड्रिक अल्कोहल (एथिलीन ग्लाइकॉल, डायथिलीन ग्लाइकॉल, 1,2-प्रोपलीन ग्लाइकॉल) के साथ मेनिक एनहाइड्राइड की बातचीत से होता है, जबकि परिणामी ओलिगोमर में दोहरे बॉन्ड की संख्या को नियंत्रित करने और आवश्यक गुणों के साथ अंतिम बहुलक प्राप्त करने के लिए। , अन्य डाइकारबॉक्सिलिक एसिड (एडिपिक, आइसोफैलिक, फ़ेथलिक एनहाइड्राइड, आदि)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ओलिगोमर्स के संश्लेषण के दौरान, जो 50 से 230 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर किया जाता है, फ्यूमरेट में नरेट इकाइयों का आंशिक या लगभग पूर्ण आइसोमेराइजेशन होता है: उच्च गुणवत्ता।

एलिस ने बाद में पाया कि विनाइल एसीटेट या स्टाइरीन जैसे मोनोमर्स के साथ एक असंतृप्त पॉलिएस्टर एल्केड राल पर प्रतिक्रिया करके अधिक मूल्यवान उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं। मोनोमर्स की शुरूआत राल की चिपचिपाहट को काफी कम कर देती है, जिससे सिस्टम में सर्जक को जोड़ना आसान हो जाता है और इलाज की प्रक्रिया अधिक जोरदार और पूर्ण हो जाती है। इस मामले में, मिश्रण का पोलीमराइजेशन अलग-अलग प्रत्येक घटक की तुलना में तेज होता है।

चूंकि इलाज एक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा होता है, इसलिए इलाज के दौरान सर्जक को मिश्रण में पेश किया जाता है, जो मुक्त कणों के स्रोत के रूप में कार्य करता है और एक पोलीमराइजेशन चेन रिएक्शन शुरू करता है। मुक्त कण पेरोक्साइड या अन्य अस्थिर यौगिकों जैसे कि एज़ो यौगिकों से उत्पन्न हो सकते हैं। उनके अपघटन की दर को बढ़ाने के लिए, एक्टिवेटर्स (प्रमोटर्स) को अतिरिक्त रूप से संरचना में पेश किया जाता है। विशिष्ट इलाज सर्जक बेंज़ोयल हाइड्रोपरॉक्साइड और क्यूमिन हाइड्रोपरॉक्साइड हैं। एसिड। सह नेफ्थेनेट का उपयोग आमतौर पर 20-60 डिग्री सेल्सियस पर पॉलीमैलेट स्टाइरीन बाइंडर्स को ठीक करने के लिए किया जाता है। 80 - 160 डिग्री सेल्सियस पर - बेंज़ोयल पेरोक्साइड, डाइकुमाइल।

ऑक्सीजन एक अवरोधक है। इसलिए, मोमी पदार्थ पेश किए जाते हैं। कम मृदुकरण तापमान और एक सर्फेक्टेंट होने के कारण, वे बाइंडर की सतह को कवर करते हैं और इसे ऑक्सीजन की पहुंच से बचाते हैं।

अग्नि प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए कभी-कभी ज्वाला मंदक को पॉलीमैलेट बाइंडरों में पेश किया जाता है: Sb2O3, क्लोरीन- और फास्फोरस युक्त कार्बनिक यौगिक।

स्टाइरीन मुक्त पॉलिएस्टर रचनाओं को स्टाइरीन को कम वाष्पशील (स्टाइरीन अस्थिर और विषाक्त) मोनोमर्स, जैसे कि डिवाइनिल बेंजोएट, विनाइल टोल्यूनि, डायलिल फ़ेथलेट के साथ बदलकर प्राप्त किया जाता है।

स्टाइरीन के बजाय, ट्राइएथिलीन ग्लाइकॉल डाइमेथैक्रिलेट (THM-3) को एक सक्रिय मंदक के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है:

कमरे के तापमान पर, तरल रेजिन कई महीनों और वर्षों तक स्थिर रहते हैं, लेकिन पेरोक्साइड सर्जक के अतिरिक्त, वे कुछ ही मिनटों में जम जाते हैं। जोड़ प्रतिक्रिया और दोहरे बंधनों के सरल लोगों में परिवर्तन के परिणामस्वरूप इलाज होता है; यह कोई उप-उत्पाद नहीं बनाता है। स्टाइरीन का उपयोग आमतौर पर अतिरिक्त मोनोमर के रूप में किया जाता है। यह बहुलक श्रृंखलाओं के प्रतिक्रियाशील दोहरे बंधनों के साथ परस्पर क्रिया करता है, उन्हें एक मजबूत त्रि-आयामी संरचना में क्रॉसलिंक करता है। इलाज की प्रतिक्रिया गर्मी की रिहाई के साथ होती है, जो बदले में अधिक पूर्ण प्रक्रिया में योगदान करती है। यह पाया गया है कि आमतौर पर बहुलक में मौजूद लगभग 90% दोहरे बंधन राल के इलाज के दौरान प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं।

Oligoetheracrylates पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, संतृप्त स्निग्ध डाइकारबॉक्सिलिक एसिड और ऐक्रेलिक श्रृंखला के असंतृप्त स्निग्ध एसिड के पॉलीकोंडेशन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इन ऑलिगोमर्स के संश्लेषण के लिए आमतौर पर डायहाइड्रिक अल्कोहल (ग्लाइकॉल) का उपयोग किया जाता है। Oligoetheracrylates तरल या कम पिघलने वाले पदार्थ हैं जिनका आणविक भार 300-5000 है। रेडिकल पोलीमराइज़ेशन सर्जक की उपस्थिति में पॉलिमराइज़िंग, वे त्रि-आयामी संरचना के अघुलनशील और अघुलनशील पॉलिमर में बदल जाते हैं, जो प्रारंभिक ओलिगोमर की रासायनिक संरचना के आधार पर, ठोस कांच या लोचदार सामग्री होते हैं। ओलिगोएथेराक्रिलेट्स विभिन्न मोनोमर्स (स्टाइरीन, मिथाइल मेथैक्रिलेट, आदि) के साथ-साथ पॉलीएथरमेलिनेट्स के साथ कोपोलिमराइज़ेशन करने में सक्षम हैं।

ओलिगोएथेराक्रिलेट्स का ओलिगोएथरमेलिनेट्स पर एक निश्चित लाभ है: वे होमोपोलिमराइजेशन में सक्षम हैं, जो वाष्पशील और विषाक्त असंतृप्त मोनोमर्स के उपयोग के बिना उनके आधार पर वार्निश और अन्य रचनाएं तैयार करना संभव बनाता है।

कला में, oligoetheracrylates को कट्टरपंथी पोलीमराइज़ेशन या कॉपोलीमराइज़ेशन द्वारा ठीक किया जाता है; इलाज के दौरान बड़ा संकोचन 4-10% है।

50-120 डिग्री सेल्सियस (गर्म इलाज) पर इलाज के आरंभकर्ता बेंज़ॉयल पेरोक्साइड, डाइक्यूमिल इत्यादि हैं। कमरे के तापमान (ठंड इलाज) पर इलाज के लिए, बाइनरी सिस्टम का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, बेंज़ॉयल पेरोक्साइड + डाइमेथिलैनिलिन; क्यूमिन हाइड्रोपरॉक्साइड + नेफ्थेनेट या कोबाल्ट लिनोलेट)।

ऑलिगोएथेराक्रिलेट्स का इलाज प्रकाश, उच्च ऊर्जा विकिरण (-रे, तेज इलेक्ट्रॉन) और आयनिक पोलीमराइजेशन उत्प्रेरक द्वारा भी शुरू किया जा सकता है।

Epoxyacrylate oligomers को एक प्रकार का oligoetheracrylates माना जा सकता है। मेथैक्रेलिक या ऐक्रेलिक एसिड के साथ टर्मिनल एपॉक्सी समूहों वाले ओलिगोमर्स की बातचीत से प्राप्त होता है।

एलिल अल्कोहल एस्टर प्रीपोलिमर एलिल अल्कोहल एस्टर और फ़ेथलिक या आइसोफ़थलिक एसिड के पोलीमराइज़ेशन द्वारा तैयार किए जाते हैं। डायलिल मैनिनेट, डायथिलीन ग्लाइकॉल-बीआईएस-एलिल कार्बोनेट या ट्राईलील सायन्यूरेट कम सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं।

एक निर्वात में प्रतिक्रिया के दिए गए चरण में इसकी अधिकता के आसवन के साथ मेथनॉल के साथ प्रीपोलिमर, या मोनोमर की एक पतली परत में अवक्षेपित करके एक मोनोमर माध्यम में पॉलिमराइजेशन किया जाता है।

जेल शुरू होने से पहले प्रतिक्रिया बंद हो जाती है, यानी। मोनोमर में सभी दोहरे बांडों का 25% तक रूपांतरण। आणविक भार 6000, नरमी बिंदु ~ 60o C.

प्रीपोलीमर के पास n.o पर एक लंबा पॉट लाइफ होता है। और डाइक्यूमाइल पेरोक्साइड या टर्ट-ब्यूटाइलपरबेंजोएट की उपस्थिति में 135-160 डिग्री सेल्सियस पर उच्च इलाज दर। प्रीपॉलीमर का उपयोग अक्सर प्रीप्रेग और प्रीमिक्स के उत्पादन में किया जाता है जिसमें चिपचिपापन कम होता है और कम दबाव पर मोल्ड भरते हैं।

पॉलिएस्टर रेजिन का उपयोग नावों, भवन पैनलों, मोटर वाहन और विमान भागों, मछली पकड़ने की छड़ और गोल्फ क्लब सहित उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित लगभग 80% पॉलिएस्टर रेजिन का उपयोग प्रबलित भराव के साथ किया जाता है, मुख्य रूप से फाइबरग्लास।

गैर-प्रबलित पॉलिएस्टर रेजिन का उपयोग बटन, फर्नीचर, कृत्रिम संगमरमर और बॉडी पुटी के उत्पादन में किया जाता है।

अधिकांश अन्य प्लास्टिक के विपरीत, जिसमें एक ही घटक होता है, पॉलिएस्टर रेजिन में अक्सर कई घटक (राल, आरंभकर्ता, भराव और उत्प्रेरक) होते हैं। रासायनिक प्रकृति और घटकों का अनुपात भिन्न हो सकता है, जो आपको बड़ी संख्या में विभिन्न प्रकार के पॉलिएस्टर रेजिन प्राप्त करने की अनुमति देता है।

बड़ी संख्या में असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के लिए मैलिक एनहाइड्राइड प्रतिक्रियाशील डबल बांड के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। जब यह ग्लाइकोल (आमतौर पर प्रोपलीन ग्लाइकोल का उपयोग किया जाता है) के साथ बातचीत करता है, तो 1000 ... 3000 के आणविक भार के साथ रैखिक पॉलिएस्टर श्रृंखलाएं बनती हैं। प्रोपलीन ग्लाइकोल की लागत की तुलना में एथिलीन ग्लाइकॉल की कम लागत के बावजूद, पूर्व का उपयोग केवल किसके लिए किया जाता है कई विशेष रेजिन प्राप्त करें। यह स्टाइरीन के साथ एथिलीन ग्लाइकॉल-आधारित पॉलीएस्टर की खराब संगतता के कारण है। एस्टरीफिकेशन प्रक्रिया के दौरान, मेनिक एनहाइड्राइड का सीआईएस-कॉन्फ़िगरेशन फ्यूमरिक ट्रांस-स्ट्रक्चर में बदल जाता है। यह स्टाइरीन के साथ प्रतिक्रिया में फ्यूमरिक टुकड़े के दोहरे बंधनों की अधिक प्रतिक्रियाशीलता के कारण उपयोगी है। इस प्रकार, प्रतिक्रियाशील पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन में उच्च स्तर का ट्रांस आइसोमेराइजेशन एक महत्वपूर्ण कारक है। उच्च स्तर के मेलिक एनहाइड्राइड आइसोमेराइजेशन के बावजूद, जो 90% से अधिक तक पहुंचता है, अधिक महंगी फ्यूमरिक एसिड का उपयोग पॉलिएस्टर रेजिन को बढ़ी हुई प्रतिक्रियाशीलता के साथ प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

अन्य डायएक्सियल एसिड या एनहाइड्राइड, जैसे कि एडिपिक और आइसोफैलिक एसिड या फ़ेथलिक एनहाइड्राइड, को अक्सर राल के अंतिम गुणों को बदलने और डबल बॉन्ड की संख्या को नियंत्रित करने के लिए बेस अभिकर्मक में जोड़ा जाता है।

एक विशिष्ट पॉलिएस्टर राल संरचना नीचे दी गई है (जहां आर संशोधित डिबासिक एसिड या एनहाइड्राइड का एल्किल या एरिल समूह है):

O O CH3 O O CH3 II II II II.11 I H [O-C-R-C-O-CH-CH2-O-C-CH=CH-C-O-CH-CH2]nOH कम लागत वाले पॉलिएस्टर रेजिन का व्यापक रूप से विभिन्न उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के प्रकार पॉलिएस्टर रेजिन के गुणों की विस्तृत विविधता उन्हें विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है। नीचे सात विशिष्ट प्रकार के असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन का सारांश दिया गया है।

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इस प्रकार का पॉलिएस्टर रेजिन प्रोपलीन ग्लाइकोल के एस्टरीफिकेशन द्वारा फ़ेथलिक और मैलिक एनहाइड्राइड के मिश्रण से प्राप्त किया जाता है। Phthalic और Maleic एनहाइड्राइड का अनुपात 2:1 से 1:2 तक भिन्न हो सकता है। परिणामी पॉलिएस्टर एल्केड राल को 2: 1 के अनुपात में स्टाइरीन के साथ मिलाया जाता है। इस प्रकार के रेजिन में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है: इनका उपयोग पैलेट, नाव, शॉवर पार्ट्स, रैक, स्विमिंग पूल और पानी की टंकियों के निर्माण के लिए किया जाता है।

2. लोचदार पॉलिएस्टर राल

यदि फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के बजाय रैखिक डिबासिक एसिड (उदाहरण के लिए, एडिपिक या सेबेसिक) का उपयोग किया जाता है, तो बहुत अधिक लोचदार और नरम असंतृप्त पॉलिएस्टर राल बनता है। प्रोपलीन ग्लाइकॉल के स्थान पर प्रयुक्त डायथिलीन या डिप्रोपिलीन ग्लाइकॉल भी रेजिन को लोच प्रदान करते हैं।

सामान्य प्रयोजन के लिए ऐसे पॉलिएस्टर रेजिन को जोड़ने से कठोर रेजिन उनकी भंगुरता को कम करता है और उन्हें संसाधित करना आसान बनाता है। थैलिक एनहाइड्राइड के हिस्से को लंबे तेल मोनोबैसिक एसिड के साथ बदलकर लोचदार रेजिन भी प्राप्त किया जा सकता है, जो बहुलक श्रृंखलाओं के सिरों पर लचीले समूह बनाते हैं। इस तरह के रेजिन का उपयोग अक्सर फर्नीचर उद्योग में सजावटी मोल्डिंग और पिक्चर फ्रेम के निर्माण में किया जाता है। ऐसा करने के लिए, सेल्युलोज फिलर्स (उदाहरण के लिए, कुचल अखरोट के गोले) को लोचदार रेजिन में पेश किया जाता है और सिलिकॉन रबर के सांचों में डाला जाता है। मूल नक्काशी पर सीधे डाली गई सिलिकॉन रबर मोल्ड्स का उपयोग करके लकड़ी की नक्काशी का ठीक प्रजनन प्राप्त किया जा सकता है।

3. लोचदार पॉलिएस्टर रेजिन इस प्रकार के पॉलिएस्टर रेजिन कठोर सामान्य प्रयोजन रेजिन और लोचदार वाले के बीच मध्यवर्ती होते हैं। इनका उपयोग गेंद, क्रैश हेलमेट, बाड़, मोटर वाहन और विमान भागों जैसे प्रभाव प्रतिरोधी उत्पादों को बनाने के लिए किया जाता है। ऐसे रेजिन प्राप्त करने के लिए, फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के बजाय आइसोफ़थलिक एसिड का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, ग्लाइकोल के साथ आइसोफैलिक एसिड की प्रतिक्रिया से, एक कम एसिड संख्या पॉलिएस्टर राल प्राप्त होता है। फिर मैलिक एनहाइड्राइड डालें, और एस्टरीफिकेशन जारी रखें। नतीजतन, पॉलिएस्टर श्रृंखलाएं अणुओं के सिरों पर या ग्लाइकोल-आइसोफैलिक बहुलक से युक्त ब्लॉकों के बीच असंतृप्त टुकड़ों की एक प्रमुख व्यवस्था के साथ प्राप्त की जाती हैं। इस प्रकार के एस्टरीफिकेशन में, फ़ेथलिक एनहाइड्राइड आइसोफ़थलिक एसिड की तुलना में काफी कम कुशल होता है, क्योंकि परिणामी फ़ेथलिक एसिड मोनोएस्टर उच्च आणविक भार पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान पर एनहाइड्राइड में वापस आ जाता है।

4. कम संकोचन के साथ पॉलिएस्टर रेजिन

जब शीसे रेशा प्रबलित पॉलिएस्टर को ढाला जाता है, तो राल और फाइबरग्लास के बीच संकोचन में अंतर उत्पाद की सतह पर खड़ा हो जाता है। कम संकोचन पॉलिएस्टर रेजिन का उपयोग इस प्रभाव को कम करता है, और इस प्रकार प्राप्त कास्ट उत्पादों को पेंटिंग से पहले अतिरिक्त सैंडिंग की आवश्यकता नहीं होती है, जो मोटर वाहन भागों और घरेलू बिजली के उपकरणों के निर्माण में एक फायदा है।

कम संकोचन वाले पॉलिएस्टर रेजिन में थर्मोप्लास्टिक घटक (पॉलीस्टाइरीन या पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट) शामिल हैं, जो मूल संरचना में केवल आंशिक रूप से भंग होते हैं। इलाज के दौरान, सिस्टम की चरण स्थिति में बदलाव के साथ, माइक्रोवोइड्स का निर्माण होता है, जो बहुलक राल के सामान्य संकोचन की भरपाई करता है।

5. मौसम प्रतिरोधी पॉलिएस्टर राल

इस प्रकार के पॉलिएस्टर राल को सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर पीला नहीं होना चाहिए, जिसके लिए इसकी संरचना में पराबैंगनी (यूवी) अवशोषक जोड़े जाते हैं। स्टाइरीन को मिथाइल मेथैक्रिलेट से बदला जा सकता है, लेकिन केवल आंशिक रूप से, क्योंकि मिथाइल मेथैक्रिलेट फ्यूमरिक एसिड के दोहरे बंधनों के साथ अच्छी तरह से बातचीत नहीं करता है, जो पॉलिएस्टर राल का हिस्सा है। इस प्रकार के रेजिन का उपयोग कोटिंग्स, बाहरी पैनल और रोशनदानों के निर्माण में किया जाता है।

6. रासायनिक रूप से प्रतिरोधी पॉलिएस्टर रेजिन एस्टर समूहों को क्षार द्वारा आसानी से हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पॉलिएस्टर रेजिन की क्षार के लिए अस्थिरता उनका मौलिक नुकसान है।

मूल ग्लाइकोल के कार्बन कंकाल में वृद्धि से राल में एस्टर बांड के अनुपात में कमी आती है। इस प्रकार, "बिस्ग्लाइकॉल" (प्रोपलीन ऑक्साइड के साथ बिस्फेनॉल ए का प्रतिक्रिया उत्पाद) या हाइड्रोजनीकृत बिस्फेनॉल ए युक्त रेजिन में संबंधित सामान्य प्रयोजन राल की तुलना में एस्टर बांड की संख्या काफी कम होती है। ऐसे रेजिन का उपयोग रासायनिक उपकरण भागों के निर्माण में किया जाता है: धूआं हुड या अलमारियाँ, रासायनिक रिएक्टर और बर्तन, और पाइपलाइन।

7. ज्वाला मंदक पॉलिएस्टर राल

ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिएस्टर राल मोल्डिंग और लैमिनेट्स दहनशील होते हैं लेकिन अपेक्षाकृत धीमी गति से जलने की दर होती है। प्रज्वलन और दहन के लिए राल के प्रतिरोध में वृद्धि फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के बजाय हैलोजेनेटेड डिबासिक एसिड का उपयोग करके प्राप्त की जाती है, उदाहरण के लिए, टेट्राफ्लोरोफ़थलिक, टेट्राब्रोमोफ़थलिक और "क्लोरेन्डिक" (हेक्साक्लोरोसाइक्लोपेंटैडीन को मेनिक एनहाइड्राइड के अलावा, जिसे भी जाना जाता है) चेट एसिड के रूप में)। Dibromoneopentyl ग्लाइकॉल का भी उपयोग किया जा सकता है।

आग प्रतिरोध में एक और वृद्धि राल में विभिन्न लौ retardants, जैसे फॉस्फोरिक एसिड एस्टर और सुरमा ऑक्साइड को पेश करके प्राप्त की जाती है। ज्वाला मंदक पॉलिएस्टर रेजिन का उपयोग धूआं हुड, विद्युत घटकों, भवन पैनलों और कुछ प्रकार के नौसैनिक जहाजों के पतवारों में किया जाता है।

वर्णित सात प्रकार के असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, विशेष उद्देश्यों के लिए रेजिन भी हैं। उदाहरण के लिए, स्टाइरीन के बजाय ट्राईलाइल आइसोसायन्यूरेट के उपयोग से रेजिन की गर्मी प्रतिरोध में काफी सुधार होता है। स्टाइरीन को कम वाष्पशील डायलिल फ़ेथलेट या विनाइल टोल्यूनि के साथ बदलकर, पॉलिएस्टर राल प्रसंस्करण के दौरान मोनोमर नुकसान को कम किया जा सकता है। बेंज़ोइन या इसके ईथर जैसे प्रकाश संवेदनशील एजेंटों को शामिल करके यूवी विकिरण के साथ विशेष रेजिन को ठीक किया जा सकता है।

असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन का उत्पादन आमतौर पर, बैच प्रक्रियाओं का उपयोग असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन के लिए किया जाता है। यह विभिन्न रेजिन प्राप्त करने के लिए आवश्यक शुरुआती उत्पादों की विविधता के कारण है, क्योंकि प्रक्रिया की आवधिकता अन्य रेजिन के उत्पादन के लिए त्वरित और आसान संक्रमण की अनुमति देती है। सामान्य प्रयोजन रेजिन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आमतौर पर सतत प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है।

उपकरण के निर्माण के लिए निर्माण की पसंदीदा सामग्री स्टेनलेस स्टील है, क्योंकि पॉलिमर रेजिन और पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले अन्य अभिकर्मकों के रासायनिक प्रतिरोध के कारण।

चूंकि आयरन और कॉपर आयन पॉलिएस्टर रेजिन के फ्री रेडिकल पोलीमराइजेशन को रोकते हैं, इसलिए इन सामग्रियों का उपयोग रिएक्टर बनाने के लिए नहीं किया जाता है। फीडस्टॉक के रूप में हलोजन युक्त सामग्री का उपयोग करते समय, ग्लास-लाइन वाले रिएक्टरों को प्राथमिकता दी जाती है।

आमतौर पर ग्लाइकोल को रिएक्टर में लोड किया जाता है, और फिर फ़ेथलिक और मैलिक एनहाइड्राइड्स जोड़े जाते हैं। आमतौर पर, ग्लाइकोल के 5 से 10% अतिरिक्त का उपयोग वाष्पीकरण और साइड प्रतिक्रियाओं के कारण होने वाले नुकसान की भरपाई के लिए किया जाता है। मिश्रण और गर्म करने से पहले, रिएक्टर में हवा एक अक्रिय गैस से विस्थापित हो जाती है। प्रतिक्रिया का पहला चरण - "हाफ-एस्टर" का निर्माण - अपेक्षाकृत कम तापमान पर अनायास होता है, जिसके बाद ईथर के गठन को पूरा करने के लिए प्रतिक्रिया द्रव्यमान को गर्म किया जाता है। संघनन प्रतिक्रिया से उत्पन्न पानी को निकालने के लिए रिएक्टर के माध्यम से अक्रिय गैस की प्रवाह दर को बढ़ाया जा सकता है। रिएक्टर में लौटाए गए ग्लाइकोल से पानी को पूरी तरह से हटाने के लिए, अक्सर भाप से गर्म होने वाले हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है।

एस्टरीफिकेशन के अंतिम चरण के दौरान, प्रतिक्रिया द्रव्यमान का तापमान 190 - 220 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है। एक उच्च तापमान फ्यूमरेट्स के लिए नरेट्स के आइसोमेराइजेशन का पक्षधर है, लेकिन साथ ही साथ डबल बॉन्ड पर साइड रिएक्शन का कारण बनता है। एक इष्टतम तापमान होता है जिस पर फ्यूमरेट का अनुपात अधिकतम तक पहुंच जाता है। सामान्य प्रयोजन के रेजिन के लिए, यह 210°C पर होता है।

एस्टरीफिकेशन की डिग्री को नियंत्रित करने के लिए, प्रतिक्रिया द्रव्यमान की अम्लता और चिपचिपाहट निर्धारित की जाती है, और आवश्यक मूल्यों तक पहुंचने पर, पॉलिएस्टर को अंतिम रिएक्टर में पंप किया जाता है।

इस रिएक्टर में स्टाइरीन की आवश्यक मात्रा पहले से ही है, और पॉलिएस्टर एल्केड रेजिन इसमें आते ही घुल जाता है। किसी भी पोलीमराइजेशन प्रक्रिया को बाहर करने के लिए जो तब हो सकती है जब गर्म एल्केड रेजिन स्टाइरीन के संपर्क में आता है, इस स्तर पर प्रतिक्रिया द्रव्यमान में एक अवरोधक को अतिरिक्त रूप से जोड़ा जा सकता है। कभी-कभी, आवश्यक तापमान बनाए रखने के लिए, प्रतिक्रिया द्रव्यमान को ठंडा किया जाना चाहिए। प्रक्रिया के पूरा होने के बाद, तकनीकी आवश्यकताओं के साथ प्रतिक्रिया द्रव्यमान के गुणों के अनुपालन की जाँच की जाती है। एक पूर्ण उत्पादन चक्र 10 - 20 घंटे तक रहता है। पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन के लिए वर्णित विधि को अक्सर पिघलने की प्रक्रिया के रूप में लागू किया जाता है। अभिकारक पिघल को तब तक गर्म किया जाता है जब तक कि रूपांतरण वांछित स्तर तक नहीं पहुंच जाता। एक अन्य विधि एस्टरीफिकेशन प्रक्रिया के दौरान एज़ोट्रोपिक मिश्रण के रूप में जारी पानी को निकालने के लिए विलायक (टोल्यूनि या ज़ाइलीन) की एक छोटी मात्रा का उपयोग करती है।

विलायक पूरे प्रतिक्रिया द्रव्यमान का 8% से अधिक नहीं है; इसे छानकर पानी से अलग किया जाता है और फिर से रिएक्टर में वापस कर दिया जाता है। एस्टरीफिकेशन प्रक्रिया के अंत के बाद, शेष विलायक को प्रतिक्रिया मिश्रण से पहले वायुमंडलीय दबाव में, और फिर इसके पूर्ण निष्कासन के लिए - वैक्यूम के तहत डिस्टिल्ड किया जाता है। एस्टरीफिकेशन के दौरान कुछ साइड रिएक्शन हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लाइकोल हाइड्रॉक्सिल समूह को एक शाखित बहुलक बनाने के लिए मैलिक या फ्यूमरिक भाग के दोहरे बंधन में जोड़ा जा सकता है। यह स्थापित किया गया है कि असंतृप्त बहुलक के दोहरे बंधनों का लगभग 10-15% पक्ष प्रतिक्रियाओं पर खर्च किया जाता है।

असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन के लिए सबसे सरल सतत प्रक्रिया प्रोपलीन ऑक्साइड के साथ मैलिक और फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के मिश्रण की प्रतिक्रिया है।

इस श्रृंखला प्रतिक्रिया को आरंभ करने के लिए ग्लाइकोल की थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। चूंकि एपॉक्सी समूहों के साथ एनहाइड्राइड की प्रतिक्रिया अपेक्षाकृत कम तापमान पर होती है, इसलिए मैलेट डबल बॉन्ड अधिक सक्रिय ट्रांस कॉन्फ़िगरेशन में आइसोमेरिज़ नहीं करते हैं। इस आइसोमेराइजेशन को करने के लिए, स्टाइरीन के साथ आगे की बातचीत के लिए आवश्यक है, जिसके परिणामस्वरूप बहुलक को अतिरिक्त हीटिंग के अधीन किया जाना चाहिए।

विभिन्न तापमानों पर रिएक्टरों के माध्यम से राल को क्रमिक रूप से पंप करके गर्म उत्तेजित रिएक्टरों की एक श्रृंखला में एनहाइड्राइड और ग्लाइकोल से पॉलिएस्टर राल का निरंतर उत्पादन भी किया जा सकता है।

असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन का इलाज असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन को सर्जक जोड़कर ठीक किया जाता है जो मुक्त कण उत्पन्न करते हैं और पोलीमराइजेशन चेन रिएक्शन शुरू करते हैं।

मुक्त कण पेरोक्साइड या अन्य अस्थिर यौगिकों जैसे कि एज़ो यौगिकों से बन सकते हैं। गर्म होने या पराबैंगनी या अन्य उच्च ऊर्जा विकिरण के संपर्क में आने पर इन यौगिकों को कट्टरपंथी टुकड़ों में विभाजित किया जा सकता है। आम तौर पर, पॉलिएस्टर राल में एक अवरोधक होता है जो अनिवार्य रूप से एक मुक्त कट्टरपंथी मेहतर होता है। आरंभकर्ताओं की शुरूआत के साथ पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया केवल अवरोधकों की कार्रवाई को दूर करने के बाद शुरू होती है। यह प्रेरण अवधि यांत्रिक रूप से सर्जक युक्त राल को प्रबल करने वाले एजेंट के साथ मिलाना संभव बनाती है और पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया शुरू होने से पहले इसे इलाज के लिए आवश्यक रूप में रखती है। अच्छे पोलीमराइज़ेशन अवरोधक हाइड्रोक्विनोन और इसके डेरिवेटिव हैं, साथ ही साथ चतुर्धातुक अमोनियम हलाइड्स भी हैं।

जब वे बहुलक द्रव्यमान में प्रवेश करते हैं तो अधिकांश पेरोक्साइड आरंभकर्ता अपेक्षाकृत धीरे-धीरे विघटित होते हैं। उनके अपघटन की दर को बढ़ाने के लिए उत्प्रेरक (प्रवर्तक) का उपयोग किया जाता है। वास्तव में, सक्रियकर्ता सर्जक के लिए उत्प्रेरक होते हैं।

सर्जक और उत्प्रेरक दोनों प्रतिक्रियाशील यौगिक हैं, जिनमें से हिंसक अंतःक्रिया प्रज्वलन या विस्फोट के साथ होती है। इन यौगिकों को अलग से राल में जोड़ा जाना चाहिए, दूसरे को जोड़ने से पहले यह सुनिश्चित कर लें कि पहला पूरी तरह से भंग हो गया है। कई रेजिन में पूर्व-जोड़ा गया उत्प्रेरक होता है।

इलाज के दौरान पॉलिएस्टर राल का व्यवहार अवरोधक, सर्जक और उत्प्रेरक के प्रभावों के अनुपात से निर्धारित होता है।

एथिलीन कार्बन परमाणु पर मौजूद पदार्थ दोहरे बंधन की प्रतिक्रियाशीलता को दो तरह से प्रभावित कर सकते हैं। स्थानिक प्रभाव इस तथ्य के कारण है कि भारी समूह दोहरे बंधन को ढालते हैं और दूसरे प्रतिक्रियाशील समूह के हमले के लिए अनुकूल स्थिति लेने की संभावना को कम करते हैं, जिससे पूरे परिसर की प्रतिक्रियाशीलता कम हो जाती है। इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने या दान करने के लिए एक स्थानापन्न समूह की क्षमता से ध्रुवीयता निर्धारित होती है। इलेक्ट्रॉन दान करने वाले समूह (जैसे मिथाइल, फिनाइल और हैलोजन) दोहरे बंधन को विद्युतीय बनाते हैं। यह उनकी क्रिया है जो स्टाइरीन, विनाइलटोल्यूइन और क्लोरीनयुक्त स्टाइरीन में प्रकट होती है।

इलेक्ट्रॉन निकालने वाले समूह (जैसे विनाइल या कार्बोनिल) दोहरे बंधन को इलेक्ट्रोपोसिटिव बनाते हैं। यह पॉलिएस्टर राल श्रृंखलाओं में फ्यूमरिक एसिड के टुकड़ों में होता है। एल्केड रेजिन के स्टाइरीन और फ्यूमरिक टुकड़ों में डबल बॉन्ड की विपरीत ध्रुवता पॉलिएस्टर रेजिन के उनके संपर्क और इलाज को बढ़ावा देती है। मोनोमेरिक स्टाइरीन, जो असंतृप्त पॉलिएस्टर की लंबी बहुलक श्रृंखलाओं की तुलना में अधिक मोबाइल है, को होमोपोलिमराइज़ किया जा सकता है। यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि स्टाइलिन का दाढ़ अनुपात और पॉलिएस्टर 2: 1 के डबल बॉन्ड इष्टतम हैं।

आरंभकर्ता और कार्यकर्ता

पॉलिएस्टर रेजिन के उत्पादन में उपयोग के लिए सर्जक-अवरोधक-सक्रियकर्ता प्रणालियों की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध है। उदाहरण के लिए, एक सामान्य प्रयोजन हाइड्रोक्विनोन-अवरोधित राल बहुत जल्दी ठीक हो सकता है जब एक सक्रिय पेरोक्साइड सर्जक जैसे मिथाइल एथिल कीटोन पेरोक्साइड का उपयोग नेफ्थेनेट या कोबाल्ट ऑक्टोएट जैसे उत्प्रेरक के साथ संयोजन में किया जाता है। एक अन्य मामले में, पॉलिएस्टर राल को ठीक करने के लिए एक अधिक स्थिर सर्जक पेश किया गया है: टर्ट-ब्यूटिलपरबेन्जोएट। यह पॉलिएस्टर संरचना को कैल्शियम कार्बोनेट और ग्राउंड फाइबरग्लास से भरने की अनुमति देता है। यह सर्जक युक्त और ढाला यौगिक महीनों के लिए कमरे के तापमान पर स्थिर है, लेकिन एक मिनट के भीतर 140-160 डिग्री सेल्सियस पर गर्म दबाने से ठीक हो सकता है।

एक उपयुक्त सर्जक और उसकी मात्रा का चुनाव राल के प्रकार और उसके इलाज के तापमान, पूरी प्रक्रिया के लिए आवश्यक समय और जेल के समय पर निर्भर करता है। चूंकि उपलब्ध सर्जक में से कोई भी आमतौर पर सभी आवश्यक आवश्यकताओं को स्वयं से संतुष्ट नहीं करता है, इसलिए सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए सर्जक और सर्जक के विभिन्न संयोजनों का उपयोग किया जाता है।

पॉलिएस्टर रेजिन के थर्मल इलाज में, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सर्जक बेंज़ोयल पेरोक्साइड (बीपी) है, जो बेहद प्रभावी और उपयोग में आसान है। यह स्टाइलिन में आसानी से घुलनशील है, गतिविधि के नुकसान के बिना लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है, कमरे के तापमान पर स्थिर है, और आसानी से ऊंचे तापमान पर विघटित हो जाता है। इसके अलावा, बीपी एक उच्च एक्ज़ोथिर्मिक शिखर तापमान का कारण बनता है, जो राल के पूर्ण इलाज में योगदान देता है। राल में पेश किए गए बीपी की मात्रा राल के प्रकार और इस्तेमाल किए गए मोनोमर के आधार पर 0.5 से 2% तक भिन्न होती है। पेस्ट के रूप में बीपी का उपयोग करते समय (आमतौर पर 50% ट्राइक्रेसिल फॉस्फेट के मिश्रण में), पेश किए गए सर्जक की मात्रा थोड़ी बढ़ जाती है (~ 1 - 3%)।

कभी-कभी कम तापमान पर राल के इलाज की प्रक्रिया को शुरू से अंत तक करना वांछनीय (या आवश्यक भी) होता है ताकि पोलीमराइजेशन के दौरान उत्पन्न गर्मी नष्ट हो जाए। गीले लैमिनेटिंग में यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां गर्मी का उपयोग मुश्किल है। ऐसे मामलों में, मिथाइल एथिल कीटोन पेरोक्साइड (MEKP) को आमतौर पर सर्जक के रूप में उपयोग किया जाता है। हालांकि पीएमईके का उपयोग कमरे के तापमान पर राल को पूरी तरह से ठीक नहीं करता है, लेकिन एक उत्प्रेरक (जैसे कोबाल्ट नैफ्थेनेट) को जोड़ने से राल जेल हो जाता है और थोड़े समय के भीतर लगभग ठीक हो जाता है।

विषय 3. डायस्टर-आधारित रेजिन

विनाइल कार्बोक्सी एसिड

यद्यपि 1950 के दशक के उत्तरार्ध से प्रयोगशाला मात्रा में विभिन्न डीवीए का उत्पादन किया गया है, इन रेजिन का व्यावसायिक उत्पादन 1965 तक शेल केमिकल द्वारा "एपोक्रेलिक रेजिन" के व्यापार नाम के तहत स्थापित नहीं किया गया था। इन रेजिन को एपॉक्सी मेथैक्रिलेट्स के रूप में पहचाना गया था और इसमें उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध था, जो कि सबसे अच्छे (उस समय) पॉलिएस्टर रेजिन से अधिक था।

1966 में, डॉव केमिकल ने विनाइल कार्बोक्जिलिक एसिड के डायस्टर, और इसी तरह के कई कोटिंग रेजिन के डेराकन को लॉन्च किया। 1977 में, इंटरप्लास्टिक और रीचहोल्ड केमिकल फर्मों ने कोरसिन और कोरोलिट नाम से डीवीके का उत्पादन शुरू किया।

क्रमश।

राल विशेषताएं

रेजिन का उपयोग शुद्ध रूप में (अर्थात बिना मंदक के) या अन्य अवयवों के साथ मिश्रित रूप में किया जा सकता है। बाद के मामले में, राल में एक प्रतिक्रियाशील विनाइल-युक्त कॉमोनोमर (स्टाइरीन, विनाइलटोल्यूइन, ट्राइमेथाइलोलप्रोपेन ट्राईक्रिलेट) या एक गैर-प्रतिक्रियाशील "मंदक" (मिथाइल एथिल कीटोन, टोल्यूनि) हो सकता है। एक नियम के रूप में, मेथैक्रेलिक एसिड के एस्टर पर आधारित रेजिन में स्टाइरीन होता है और इसका उपयोग रासायनिक रूप से प्रतिरोधी ग्लास फाइबर प्रबलित प्लास्टिक (जीआरपी) के निर्माण में किया जाता है। रेजिन - डेरिवेटिव - ऐक्रेलिक एसिड की आपूर्ति की जाती है, और संबंधित सह-अभिकर्मकों को यूवी विकिरण की कार्रवाई के तहत ठीक किए गए कोटिंग्स और प्रिंटिंग स्याही की तैयारी के दौरान सीधे पेश किया जाता है।

डीवीके के भौतिक गुण और अनुप्रयोग अंत समूहों के प्रकार (मेथैक्रेलिक या ऐक्रेलिक) पर निर्भर करते हैं, सह-अभिकर्मकों की मात्रा और प्रकार पर, साथ ही राल की मुख्य श्रृंखला बनाने वाले ब्लॉकों की प्रकृति और आणविक भार पर निर्भर करते हैं। मैक्रोमोलेक्यूल्स। इलाज के परिणामस्वरूप, स्टाइरीन - जिसमें DVKM-II होता है, एसिड, बेस और सॉल्वैंट्स के लिए उच्च प्रतिरोध प्राप्त करता है। ऐक्रेलिक एसिड डेरिवेटिव मेथैक्रेलिक एसिड डेरिवेटिव की तुलना में हाइड्रोलिसिस के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, और इसलिए आमतौर पर इनका उपयोग रासायनिक रूप से प्रतिरोधी सामग्री के निर्माण में नहीं किया जाता है। इन रेजिन की उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, विकिरण इलाज को प्राथमिकता दी जाती है।

undiluted DVK एक ठोस या मोमी पदार्थ है। इसलिए, प्रसंस्करण के लिए आवश्यक चिपचिपाहट प्रदान करने और उनकी प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाने के लिए प्रतिक्रियाशील और अक्रिय मंदक दोनों को संरचना में पेश किया जाता है।

डीवीए मैक्रोमोलेक्यूल्स के मुख्य भाग में विभिन्न आणविक भार के एपॉक्सी ओलिगोमेरिक ब्लॉक होते हैं। ऐसे ब्लॉकों का आणविक भार जितना अधिक होगा, राल की ताकत और लोच उतनी ही अधिक होगी, लेकिन गर्मी प्रतिरोध और सॉल्वैंट्स का प्रतिरोध कम होगा।

पॉलीएस्टर की तुलना में, डीवीसी को एस्टर समूहों और विनाइल टुकड़ों की कम सामग्री की विशेषता है। इससे इन रेजिन के हाइड्रोलिसिस के प्रतिरोध में वृद्धि होती है, साथ ही साथ एक्ज़ोथिर्म शिखर के तापमान में कमी आती है। इलाज के दौरान राल संकोचन कम हो जाता है। पॉलीएस्टर की तरह, डीवीसी का एक सीमित शेल्फ जीवन होता है, जो राल उत्पादन प्रक्रिया के दौरान पोलीमराइज़ेशन इनहिबिटर (मुक्त कणों के "ट्रैप") की शुरूआत द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।

राल उत्पादन

डीवीके एक ओलिगोमेरिक एपॉक्सी राल के साथ मेथैक्रेलिक या ऐक्रेलिक एसिड पर प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। एक एसिड की एपॉक्साइड (एस्टरीफिकेशन) के लिए अतिरिक्त प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, ओलिगोमेरिक ब्लॉक पर मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह बनते हैं, लेकिन कोई उप-उत्पाद नहीं बनते हैं (जैसे, उदाहरण के लिए, पॉलिएस्टरीकरण के दौरान, जब पानी बनता है)। प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद या इसके पाठ्यक्रम के दौरान, प्रतिक्रिया मिश्रण में उपयुक्त मंदक या पोलीमराइज़ेशन अवरोधक जोड़े जाते हैं।

डीवीए के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले एपॉक्सी रेजिन बिस्फेनॉल ए (इस मामले में, सामान्य-उद्देश्य और गर्मी प्रतिरोधी डीवीए प्राप्त किए जाते हैं), फेनोलिक-नोवोलैक टुकड़ों (गर्मी प्रतिरोधी डीवीके) पर और टेट्राब्रोमो पर भी आधारित हो सकते हैं। बिस्फेनॉल ए (अग्नि प्रतिरोधी डीवीके) का व्युत्पन्न। सिरों पर ऐक्रेलिक समूहों के साथ डीवीके प्राप्त करते समय, बिस्फेनॉल ए पर आधारित ओलिगोमेरिक एपॉक्सी ब्लॉक आमतौर पर मुख्य श्रृंखला के बहुलक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

इलाज

असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिन की तरह डीवीसी में दोहरे बंधन होते हैं जो ठीक होने पर क्रॉसलिंक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। यह प्रक्रिया मुक्त कणों की उपस्थिति में होती है, जो रासायनिक, थर्मल या विकिरण परिवर्तनों के परिणामस्वरूप बनते हैं। मुक्त-कट्टरपंथी तंत्र के अनुसार आगे बढ़ने वाली इलाज प्रक्रिया में दीक्षा (प्रेरण अवधि), विकास और श्रृंखला समाप्ति के चरण शामिल हैं। दीक्षा एक दर-सीमित कदम है जिसके दौरान सर्जक पोलीमराइजेशन इनहिबिटर की कार्रवाई को दबा देता है। यह विनाइल ईथर के दोहरे बंधनों के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया की ओर जाता है, जो कि मैक्रोमोलेक्यूल्स और इसके सह-अभिकर्मक का हिस्सा है।

वॉल्यूमेट्रिक मोल्डिंग के लिए या शीट प्लास्टिक के लिए DVK पर आधारित अर्ध-तैयार उत्पाद (प्रीप्रेग) का उपयोग पाइप, घरेलू उपकरणों के आवास, इम्पेलर, पंप और कार भागों के लिए फिटिंग के सीधे दबाव में किया जाता है। आमतौर पर, इन प्रीप्रेग में राल, ग्राउंड ग्लास फाइबर और फिलर्स के वजन के लगभग बराबर हिस्से होते हैं। उनमें यह भी शामिल है: एक "छिपा हुआ" सर्जक, रंगद्रव्य, एंटी-आसंजन स्नेहक और मोटा होना।

विषय 4. पॉलीब्यूटाडीन रेजिन

Polybutadiene रेजिन का उत्पादन 1955 के आसपास किया गया था और Injay Laboratories में बड-प्रकार के यौगिकों में उपयोग किया जाता था। इन यौगिकों में उपयोग किए जाने वाले राल में बड़ी मात्रा में तरल 1,2-पॉलीब्यूटाडीन, कुछ स्टाइरीन-ब्यूटाडीन कॉपोलिमर और दो रेजिन के जोड़ शामिल थे। तब से, रिचर्डसन और लिथियम द्वारा इसी तरह के उत्पादों का निर्माण किया गया है। 1968 में, "गिस्टिल" ब्रांड नाम के तहत, उन्होंने मैक्रोमोलेक्यूल्स के सिरों पर डबल बॉन्ड की एक उच्च सामग्री और आइसोसाइनेट समूहों की एक छोटी मात्रा के साथ पॉलीब्यूटैडिन का उत्पादन शुरू किया। इसमें पेरोक्साइड सर्जक की एक निश्चित मात्रा पेश की गई थी।

अब इस राल का उत्पादन "डायनाकेम" और "निप्पॉन सौदा" फर्मों द्वारा व्यापार नाम "निसो-आरवी" के तहत किया जाता है। यह राल 1000 - 4000 के आणविक भार के साथ एक तरल एटैक्टिक पॉलीब्यूटाडाइन है, जिसमें से लगभग 9 0% डबल बॉन्ड साइड चेन (विनाइल समूह) में स्थित हैं।

इस राल के तीन प्रकार हैं:

टाइप बी में टर्मिनल कार्यात्मक समूह नहीं हैं; टाइप G में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं और मैक्रोमोलेक्यूल के दोनों सिरों पर C - कार्बोक्सिल समूह टाइप करते हैं। अन्य पॉलीब्यूटाडाइन रेजिन अब कोलोराडो केमिकल स्पेशियलिटीज से "रिकोन" नाम से उपलब्ध हैं। Dienit रेजिन 1,2- और 1,4-पॉलीबूटा-डनेनेस (Dienite PD-702, PD-503) या मोनोमर्स-सह-अभिकर्मकों के साथ मिश्रण हैं, जैसे कि vinyltoluene (PM-520, PM-503) या स्टाइरीन-ब्यूटाडीन ओलिगोमर (PDPD-753)।

औद्योगिक प्रकार के पॉलीब्यूटाडाइन रेजिन आमतौर पर कम आणविक भार 1,2 - और 1,4-पॉलीब्यूटैडिन का मिश्रण होते हैं। ये आइसोमर्स पोलीमराइजेशन में शामिल प्रतिक्रिया केंद्र की स्थिति में भिन्न होते हैं। 1,2-पॉलीब्यूटाडियन, जिसमें डबल बॉन्ड साइड चेन में स्थित होते हैं, 1,4-पॉलिमर की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, जहां डबल बॉन्ड मुख्य श्रृंखला में होते हैं। इसलिए, 1,2-पॉलीब्यूटाडीन की उच्च सामग्री वाले रेजिन तेजी से और आसानी से ठीक हो जाते हैं, और 1,4-पॉलीमर के महत्वपूर्ण अनुपात वाले रेजिन का उपयोग आमतौर पर अत्यधिक लोचदार सामग्री प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

मिश्रित सामग्री में 1,2-पॉलीब्यूटाडीन (पीबीबी) राल को संसाधित करने के लिए और अधिक सुविधाजनक होने के लिए, इसे उच्च आणविक भार और एक संकीर्ण आणविक भार (मेगावाट) वितरण के साथ प्राप्त किया जाना चाहिए। विभिन्न रासायनिक परिवर्तनों के दौरान राल की प्रतिक्रियाशीलता बढ़ाने के लिए, टर्मिनल कार्यात्मक समूहों (उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सिल, कार्बोक्सिल, या आइसोसाइनेट) को इसके मैक्रोमोलेक्यूल्स में पेश किया जाता है, और पॉलीब्यूटाडीन और प्रतिक्रियाशील मोनोमर्स जैसे स्टाइरीन और विनाइल टोल्यूनि युक्त मिश्रण भी तैयार किए जाते हैं। . टर्मिनल हाइड्रॉक्सिल समूह पॉलीयुरेथेन के साथ प्रतिक्रियाओं की अनुमति देते हैं, और एपॉक्सी समूहों के साथ कार्बोक्सिल समूह। आइसोसाइनेट-टर्मिनेटेड पीबीबी का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत रूप से इन्सुलेटिंग पॉटिंग यौगिकों को बनाने के लिए किया जाता है।

विनाइल समूहों (85% से अधिक) की एक उच्च सामग्री के साथ, पॉलीब्यूटाडीन रेजिन पेरोक्साइड आरंभकर्ताओं की उपस्थिति में आसानी से ठीक हो जाते हैं। प्रतिक्रियाशील टर्मिनल कार्यात्मक समूह राल को इलाज से पहले भी आणविक भार में वृद्धि करने की अनुमति देते हैं। मेगावाट में वृद्धि क्रॉसलिंकिंग से पहले राल के प्रवाह में कमी का कारण बनती है, जो जिलेटिनाइजेशन और कठोर बहुलक संरचनाओं की उपस्थिति का कारण बनती है।

नतीजतन, रिएक्टर में राल के प्रसंस्करण के लिए एक अधिक सुविधाजनक तकनीकी समय भी प्राप्त किया जाता है। चेन ग्रोथ स्टेप को (समय में) नियंत्रित किया जा सकता है ताकि उच्च चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थ से लेकर उच्च मेगावाट ठोस तक विभिन्न गुणों वाले पॉलिमर प्राप्त किए जा सकें। चेन बढ़ने की क्षमता प्रेस रचनाओं, कोटिंग्स, चिपकने वाले, विद्युत रूप से इन्सुलेटिंग पॉटिंग यौगिकों और थर्मोसेट लैमिनेट्स के उत्पादन में पॉलीबूटाडियन रेजिन के व्यापक उपयोग का आधार है। नीचे सूचीबद्ध पॉलीब्यूटाडाइन डेरिवेटिव का उपयोग अन्य रेजिन के लिए संशोधक के रूप में और विशेष लैमिनेट्स के उत्पादन में किया जा सकता है।

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राल इलाज पॉलीब्यूटाडाइन रेजिन की इलाज प्रक्रिया की समानता प्रसिद्ध पॉलिएस्टर पॉलिमर के इलाज के लिए पेरोक्साइड सर्जक का उपयोग करके उन्हें मिश्रित सामग्री प्रौद्योगिकी के लिए बेहद उपयोगी बनाती है।

पॉलिमर का इलाज तीन चरणों से गुजरता है: निम्न तापमान जेल, उच्च तापमान इलाज और थर्मल चक्रीकरण। कम तापमान पर, राल के आणविक भार और चिपचिपाहट में वृद्धि होती है।

इससे जेलेशन हो सकता है और इलाज शुरू हो सकता है। विनाइल समूहों के दोहरे बंधनों पर हावी प्रतिक्रियाओं के साथ, उच्च तापमान का इलाज 121 डिग्री सेल्सियस से शुरू होता है। इस प्रक्रिया के दौरान ठोस उत्पाद बनते हैं। थर्मल चक्रीकरण ~ 232 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुरू होता है, और बहुलक सब्सट्रेट के शेष असंतृप्त टुकड़े घनी क्रॉसलिंक्ड नेटवर्क बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।

नीचे विशिष्ट प्रीप्रेग प्रोसेसिंग मोड डेटा दिया गया है:

मोल्डिंग तापमान, डिग्री सेल्सियस

दबाव, एमपीए

3.2 मिमी लैमिनेट के लिए 77 डिग्री सेल्सियस पर इलाज चक्र, मिनट |

इलाज के बाद की अवधि …………… कोई रासायनिक संरचना और गुण नहीं पॉलीब्यूटाडीन रेजिन में उत्कृष्ट विद्युत गुण और रासायनिक प्रतिरोध होता है। हाइड्रोकार्बन सामग्री की उच्च सामग्री और सुगंधित इकाइयों की न्यूनतम सामग्री ढांकता हुआ निरंतर और भिगोना कारक के कम मूल्यों के साथ-साथ उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध का कारण है। सुगंधित टुकड़ों की कम सामग्री उच्च चाप प्रतिरोध, साथ ही प्रवाहकीय निशान के गठन के प्रतिरोध की व्याख्या करती है।

पॉलीब्यूटाडाइन रेजिन के ये गुण, पॉलीइथाइलीन के व्यवहार के समान, उच्च वोल्टेज के तहत पायरोलिसिस के दौरान कार्बन के निर्माण के लिए इन पॉलिमर के प्रतिरोध से जुड़े हैं। एस्टर बॉन्ड की अनुपस्थिति, जो पॉलीएस्टर को एसिड और बेस के प्रति संवेदनशील बनाती है, हाइड्रोफोबिसिटी, साथ ही एसिड और क्षार के लिए पॉलीब्यूटैडिन रेजिन के प्रतिरोध की व्याख्या करती है।

पीबीबी-आधारित सीएम का अनुप्रयोग रासायनिक प्रतिरोध के साथ उत्कृष्ट विद्युत गुणों के अद्वितीय संयोजन के कारण, पीबीबी-आधारित सीएम को हवाई रडार एंटीना रेडोम के डिजाइन में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। K-बैंड (10.9 - 36.0 GHz) से अधिक आवृत्ति बैंड में संचालन के लिए, प्रबलित एपॉक्सी ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक का उपयोग किया गया था, जो उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक (4.5 - 5.0) के कारण इस उद्देश्य को अपर्याप्त रूप से पूरा करते हैं।

यह स्पष्ट हो जाता है यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि फेयरिंग की दीवार की मोटाई, जैसा कि नीचे दिए गए समीकरण से है, ढांकता हुआ स्थिरांक और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य का एक कार्य है:

n 0 D=, 2(sin 2) 0.5 जहां d एंटीना रेडोम की दीवार की मोटाई है; n - पूर्णांक 0 (n = 0 एक पतली दीवार के लिए; n - 1 आधी-लहर लंबाई के बराबर मोटाई वाली दीवार के लिए); 0 - मुक्त स्थान में तरंग दैर्ध्य; - ढांकता हुआ स्थिरांक; - घटना का कोण।

चूंकि रेडोम की दीवार की मोटाई प्रभावी तरंग दैर्ध्य के सीधे आनुपातिक होनी चाहिए, लेकिन ढांकता हुआ स्थिरांक के व्युत्क्रमानुपाती होनी चाहिए, एक साथ आवृत्ति में वृद्धि और एक उच्च ढांकता हुआ मिश्रित का उपयोग करने से दीवार की मोटाई बेमेल समस्या पैदा होती है जब लंबी तरंग दैर्ध्य का उपयोग किया जाता है।

जाहिर है, अगर तरंग दैर्ध्य एक साथ कम हो जाता है और सामग्री का ढांकता हुआ स्थिरांक बढ़ जाता है, तो फेयरिंग दीवारों की मोटाई को कम करना संभव हो जाता है। हालांकि, पतली दीवारों के उपयोग से प्रभाव विफलता की समस्या होती है, जिसे पतली स्तरित संरचनाओं के गंभीर सतह क्षरण से तेज किया जा सकता है।

उच्च ढांकता हुआ सामग्री के साथ एक और समस्या रेडोम दीवार मोटाई में भिन्नता की संभावना है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च उत्पादन लागत या सटीक "विद्युत" मोटाई सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त सामग्री का उपयोग होता है। विमान और जहाजों पर एंटेना का उपयोग करते समय, सीएम पर अतिरिक्त आवश्यकताएं लगाई जाती हैं, जिससे फेयरिंग की जाती है: उनके पास तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला और उच्च आर्द्रता की स्थिति में स्थिर गुण होने चाहिए। उच्च परिचालन आवृत्तियों और कठिन पर्यावरणीय परिस्थितियों से जुड़ी सख्त सामग्री आवश्यकताओं को पारंपरिक मिश्रित सामग्री का उपयोग करके आसानी से पूरा नहीं किया जाता है। हालांकि, पॉलीब्यूटाडीन पर आधारित सामग्री का उपयोग करते समय इन आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा किया जा सकता है।

प्रीप्रेग तैयार करते समय, पेरोक्साइड सर्जक की उपस्थिति में रेजिन को ठीक किया जाता है। इस सीएम की उत्कृष्ट प्रक्रियात्मकता और इलाज में आसानी के बावजूद, जो 177 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 2 घंटे में एक चरण में पूरा होता है, अनुप्रस्थ दिशा में इसके कम यांत्रिक गुण संरचनात्मक सामग्री के रूप में इसके उपयोग को सीमित करते हैं। यह नुकसान संभवतः इंटरमॉलिक्युलर क्रॉसलिंक्स के उच्च घनत्व से जुड़ा है, जो न केवल भंगुरता की ओर जाता है, बल्कि कार्बन फाइबर के लिए बाइंडर के कम आसंजन के लिए भी होता है।

संरचनात्मक उद्देश्यों के लिए पॉलीब्यूटाडाइन स्तरित प्लास्टिक प्राप्त करते समय, विभिन्न प्रबलिंग फाइबर का उपयोग किया जाता है: कांच, क्वार्ट्ज और आर्मीड ("केवलर -49")। केवलर -49 फाइबर के साथ प्रबलित कंपोजिट 60% के वॉल्यूम अंश के साथ रडार एंटीना रेडोम के निर्माण के लिए उपयुक्त हैं। सामग्री के कुछ यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए, विशेष रूप से अनुप्रस्थ दिशा में तन्य शक्ति और इंटरलामिनर कतरनी, केवलर -49 फाइबर के चिपकने वाले गुणों और गीलापन में सुधार करने की आवश्यकता है।

रडार एंटीना रेडोम के निर्माण के लिए इन सामग्रियों का उपयोग करते समय एक अतिरिक्त आवश्यकता कम नमी अवशोषण है।

भंडारण Polybutadiene रेजिन को हेप्टेन या टोल्यूनि जैसे अस्थिर, ज्वलनशील कार्बनिक सॉल्वैंट्स के उपयोग से जुड़े सामान्य लोगों की तुलना में किसी विशेष भंडारण स्थितियों की आवश्यकता नहीं होती है। जब 10 सप्ताह के लिए 0, 20 या 35 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संग्रहीत किया जाता है, तो घोल की चिपचिपाहट या पृथक्करण में कोई उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं होता है। हालांकि, जेल के समाधान की प्रवृत्ति के कारण 35 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर लंबे समय तक भंडारण से बचा जाना चाहिए।

EPOXIES एपॉक्सी रेजिन निम्नलिखित कारणों से फाइबर कंपोजिट की एक विस्तृत विविधता के लिए सबसे अच्छे बाइंडरों में से एक है:

बड़ी संख्या में फिलर्स, मजबूत करने वाले घटकों और सबस्ट्रेट्स के लिए अच्छा आसंजन;

उपलब्ध एपॉक्सी रेजिन और इलाज एजेंटों की एक किस्म, गुणों के एक विस्तृत संयोजन के साथ सामग्री का इलाज करने के बाद प्राप्त करने की अनुमति देती है, प्रौद्योगिकी की विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करती है;

रासायनिक प्रक्रिया के दौरान पानी या किसी भी वाष्पशील पदार्थ की रिहाई नहीं होती है और इलाज के दौरान मामूली संकोचन होता है;

रासायनिक प्रतिरोध और अच्छा विद्युत इन्सुलेट गुण।

एपॉक्सी बाइंडर्स का मुख्य घटक अंत इकाइयों (एपॉक्सी रेजिन) में एपॉक्सी समूहों के साथ ओलिगोमेरिक उत्पादों का मिश्रण है।

वे प्राप्त होते हैं:

डाइहाइड्रिक (कम अक्सर, पॉलीहाइड्रिक) अल्कोहल या फिनोल के साथ एपिक्लोरोहाइड्रिन की बातचीत डिग्लाइसाइड ऑक्सीथर्स बनाने के लिए CH2-CH-CH2Cl + HO-R-OH CH2-CH-CH2-O-R-(-O-CH2-CH(OH)-CH2 -O- RO O)-O-CH2-CH-CH2 \ / O या CH2-CH-CH2Cl + H2N-C6H4-NH2 \/ O या CH2-CH-CH2Cl + HO-C6H4-C (CH3) 2-C6H4 -ओएच बिस्फेनॉल ए \/ ओ सबसे आम रेजिन एपिक्लोरोहाइड्रिन और डिफेनिलोलप्रोपेन (बिस्फेनॉल ए) (ईडी प्रकार रेजिन) या एपिक्लोरोहाइड्रिन और मिथाइलोलफेनॉल पॉलीकोंडेशन उत्पादों (एपॉक्सीफेनोलिक रेजिन ईएफ, ईएन) से प्राप्त होते हैं। हाल ही में, एपिक्लोरोहाइड्रिन और एनिलिन (ईए रेजिन), डायमिनोडिफेनिलमीथेन (ईएमडीए) के रेजिन का उपयोग किया गया है।

अनुप्रयोग एपॉक्सी रेजिन का उपयोग विभिन्न मिश्रित सामग्रियों और संरचनात्मक भागों के उत्पादन में किया जाता है। इनका उपयोग इनकैप्सुलेटिंग और सीलिंग यौगिकों, प्रेस पाउडर और चिपकने के निर्माण के लिए भी किया जाता है।

एपॉक्सी रेजिन एसिड, क्षार और नमी के लिए बहुत प्रतिरोधी हैं, उच्च तापमान पर गर्म होने पर विकृत नहीं होते हैं, कम संकोचन और उच्च मात्रा प्रतिरोधकता होती है। एपॉक्सी रेजिन का उपयोग न केवल सामग्री को पर्यावरण के प्रभाव से बचाने के लिए किया जा सकता है, बल्कि भागों को एक साथ गोंद करने के लिए भी किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, उदाहरण के लिए, एपॉक्सी रेजिन का उपयोग वेल्डेड मॉड्यूल, कास्टिंग ट्रांसफार्मर और मोटर वाइंडिंग के लिए और विद्युत केबल जोड़ों को सील करने के लिए भी किया जाता है।

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद से, एपॉक्सी रेजिन का उपयोग टूलींग बनाने के लिए किया गया है (उदाहरण के लिए, शीट स्टैम्पिंग में उपयोग किए जाने वाले मोल्ड या भागों के निर्माण में मॉडल)। कणों या फाइबर के रूप में फिलर्स को मजबूत करना आसानी से राल में पेश किया जाता है, इसकी लागत को कम करता है और आयामी स्थिरता में वृद्धि करता है। एपॉक्सी रेजिन के साथ धातुओं को बदलने की संभावना दो कारकों के कारण है: उत्पादन में लागत-प्रभावशीलता और संशोधन की गति (बड़ी सामग्री लागत के बिना)। इसके अलावा, ये रेजिन अपने आकार और आयामों को अच्छी तरह से बनाए रखते हैं, उच्च यांत्रिक गुण और कम संकोचन होते हैं, जिससे उनसे छोटी सहनशीलता वाले भागों का निर्माण संभव हो जाता है।

मोल्डिंग एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड्स (पाउडर, राल और हार्डनर के आंशिक रूप से ठीक किए गए मिश्रण जो गर्म होने पर बहते हैं) का उपयोग सभी प्रकार के संरचनात्मक भागों के उत्पादन के लिए किया जाता है। फिलर्स और मजबूत करने वाले एजेंटों को आसानी से एपॉक्सी रेजिन में पेश किया जाता है, जिससे एक मोल्डिंग द्रव्यमान बनता है। एपॉक्सी रेजिन कम संकोचन, भराव और प्रबलिंग एजेंटों को अच्छा आसंजन, रासायनिक स्थिरता, अच्छे रियोलॉजिकल गुण प्रदान करते हैं।

सभी ज्ञात पॉलिमरिक सामग्रियों की बॉन्डिंग, एपॉक्सी रेजिन में सबसे अधिक चिपकने वाली ताकत होती है। उनका उपयोग न्यूनतम संकोचन के साथ विभिन्न प्रकार के सबस्ट्रेट्स को लगाने के लिए किया जाता है। इसलिए, इन रेजिन का उपयोग कई अलग-अलग सामग्रियों को बांधने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, उन्हें अलग-अलग तापमान पर और अलग-अलग गति से ठीक किया जा सकता है, जो चिपकने के औद्योगिक उत्पादन में बहुत महत्वपूर्ण है।

फाइबर घाव सीएम का निर्माण और लैमिनेट्स के रूप में एपॉक्सी राल या बाइंडर के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक संरचनात्मक भागों के निर्माण के लिए लैमिनेट्स और फाइबर घाव कंपोजिट के उत्पादन में है। ऐसे भागों का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जाता है, जिसमें विमान निर्माण, अंतरिक्ष और सैन्य उपकरण शामिल हैं। लैमिनेट्स का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए भी किया जाता है। एपॉक्सी कंपोजिट से बने टैंक और पाइप का व्यापक रूप से रासायनिक और पेट्रोकेमिकल उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

एपॉक्सी रेजिन का उपयोग विभिन्न प्रक्रियाओं में किया जा सकता है: गीले घुमावदार फाइबर या "गीले" बनाने वाले टुकड़े टुकड़े, सूखी घुमावदार या फाइबर स्ट्रैंड, कपड़े या टेप (प्रीप्रेग के रूप में) के पूर्व-संसेचन के साथ परतें बिछाना। सामान्य तौर पर, एपॉक्सी अधिकांश अन्य रेजिन की तुलना में अधिक महंगे होते हैं, लेकिन उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन गुण अक्सर उन्हें लंबे समय में अधिक लाभदायक बनाते हैं।

रेजिन का अमीन इलाज अधिकांश एपॉक्सी ओलिगोमर्स या तो चिपचिपा तरल पदार्थ या कम पिघलने वाले ठोस पदार्थ होते हैं जो किटोन, ईथर और टोल्यूनि में आसानी से घुलनशील होते हैं।

एपॉक्सी ऑलिगोमर हार्डनर को क्रिया के तंत्र के अनुसार दो बड़े समूहों में विभाजित किया गया है:

क्रॉस-लिंकिंग हार्डनर में कार्यात्मक समूह होते हैं जो रासायनिक रूप से एपॉक्सी ओलिगोमर के कार्यात्मक समूहों के साथ बातचीत करते हैं;

उत्प्रेरक हार्डनर एपॉक्सी समूहों के पोलीमराइजेशन द्वारा एक स्थानिक नेटवर्क संरचना के गठन का कारण बनते हैं।

क्रॉस-लिंकिंग हार्डनर में उनके अणुओं में अमीनो, कार्बोक्सिल, एनहाइड्राइड, आइसोसाइनेट, हाइड्रॉक्सिल और अन्य समूह होते हैं।

0-150 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान रेंज में इलाज के लिए अमीन प्रकार के हार्डनर का उपयोग किया जाता है। स्निग्ध अमाइन के रूप में, सामान्य सूत्र H2N (CH2CH2NH), CH2CH2NH2, जहां n = 1-4 के 1,6-हेक्सामेथिलीनडायमाइन और पॉलीइथाइलीन पॉलीमाइन व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, यहां तक ​​कि 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी उच्च गतिविधि होती है।

सुगंधित अमाइन के रूप में, एम-फेनिलेनेडियम, 4,4 "-डायमिनोडिफेनिलमेटेन, 4,4" -डायमिनोडिफेनिलसल्फोन का उपयोग किया जाता है। ऐरोमैटिक ऐमीन स्निग्ध ऐमीनों की तुलना में कम सक्रिय होते हैं, और वे 150°C और उससे अधिक के तापमान पर ठीक हो जाते हैं।

Dicyandiamine व्यापक रूप से एक अमीन-प्रकार के हार्डनर के रूप में उपयोग किया जाता है।

Dicyandiamine व्यावहारिक रूप से कमरे के तापमान पर एपॉक्सी ओलिगोमर्स के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन जल्दी से उन्हें ऊंचे तापमान (150 डिग्री सेल्सियस और ऊपर) पर ठीक कर देता है।

एपॉक्सी राल के पूर्ण क्रॉसलिंकिंग के लिए, हार्डनर के अमीनो समूहों में हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या और राल में एपॉक्सी समूहों की संख्या के बीच का अनुपात 1: 1 होना चाहिए। स्निग्ध अमाइन और एपॉक्सी समूहों के बीच प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर आगे बढ़ती है। कठोर सुगंधित ऐमीनों के उपयोग के मामले में, तापन आवश्यक है। कार्बन और नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन जो तब होता है जब राल को अमाइन के साथ "क्रॉसलिंक" किया जाता है, अधिकांश अकार्बनिक एसिड और क्षार के लिए प्रतिरोधी होता है। हालांकि, कार्बनिक अम्लों के प्रभाव के लिए, यह बंधन अन्य वर्गों के हार्डनर द्वारा बनाए गए अंतर-आणविक बंधों की तुलना में कम स्थिर होता है। इसके अलावा, "एमिनो-ठीक" एपॉक्सी के विद्युत इन्सुलेट गुण अन्य इलाज एजेंटों के समान अच्छे नहीं हैं। शायद यह इलाज के दौरान बनने वाले हाइड्रॉक्सिल समूहों की ध्रुवीयता के कारण है।

आइसोसाइनेट हार्डनर्स ठंड (=20 डिग्री सेल्सियस) में भी एपॉक्सी ओलिगोमर्स के हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करते हैं। उच्च इलाज तापमान (180-200 डिग्री सेल्सियस) पर, ऑक्साज़ोलिडोन चक्र के गठन के साथ एपॉक्सी समूह के साथ आइसोसाइनेट समूह की प्रतिक्रिया संभव है। आइसोसाइनेट्स के रूप में, 2,4- और 2,6-टोल्यूनि डायसोसायनेट्स, हेक्सामेथिलीन डायसोसायनेट और टर्मिनल आइसोसाइनेट समूहों के साथ उन पर आधारित प्रीपोलिमर का उपयोग किया जाता है।

एपॉक्सी ओलिगोमर्स के इलाज के लिए, नोवोलैक और रेसोल दोनों प्रकार के फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड ओलिगोमर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नोवोलैक 150-180 डिग्री सेल्सियस पर एपॉक्सी समूहों के साथ फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल की प्रतिक्रिया करके और 80 डिग्री सेल्सियस पर उत्प्रेरक (तृतीयक अमाइन) की उपस्थिति में एपॉक्सी ओलिगोमर्स का इलाज करता है। रेसोल के मामले में, रेसोल के हाइड्रॉक्सीमेथाइल समूह एपॉक्सी ओलिगोमर्स के माध्यमिक ओएच समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और इसके अलावा, एपॉक्सी ओलिगोमर्स के सुगंधित रिंगों को अल्केलेट कर सकते हैं।

कैटेलिटिक हार्डनर्स cationic और anionic तंत्र द्वारा एपॉक्सी समूहों के पोलीमराइजेशन को उत्प्रेरित करते हैं।

धनायन पोलीमराइजेशन लुईस एसिड - BF3, BF30(C2H5)2, SnCl4, आदि द्वारा शुरू किया जाता है।

आयनिक पोलीमराइजेशन की शुरुआत क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड्स और अल्कोहल के साथ-साथ तृतीयक अमाइन जैसे ट्राइथेनॉलमाइन और 2,4,6-ट्रिस (डाइमिथाइलैमिनोमिथाइल) फिनोल द्वारा की जाती है।

तृतीयक अमाइन की उपस्थिति में आयनिक पोलीमराइजेशन में, सक्रिय साइट का निर्माण ओ ओएच योजना के अनुसार एमाइन, एपॉक्सी साइट और अल्कोहल की सह-प्रतिक्रिया से होता है। एलीफैटिक तृतीयक एमाइन आमतौर पर कोल्ड-क्योरिंग हार्डनर होते हैं। हाल ही में, इमिडाज़ोल्स (विशेष रूप से, 2-एथिल-4-मेथिलिमिडाज़ोल) को लुईस बेस टाइप हार्डनर के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है, जो पॉलिमर को अधिक गर्मी प्रतिरोध प्रदान करते हैं। एमाइन हार्डनर के भंडारण से आमतौर पर कोई विशेष समस्या नहीं होती है। हालांकि, वे कुछ लोगों में त्वचा में जलन पैदा कर सकते हैं और उन्हें सावधानी से संभालना चाहिए।

एसिड एनहाइड्राइड के साथ रेजिन का इलाज अम्लीय हार्डनर के रूप में, कार्बोक्जिलिक एसिड के चक्रीय एल्डिहाइड, जैसे कि फ़ेथलिक, मैलिक, साथ ही ट्राइमेलिटिक (टीएमए), पाइरोमेलिटिक (पीएमए), बेंजोफेनोन टेट्राकारबॉक्सिलिक एसिड एनहाइड्राइड (एबीटीसी) का सबसे बड़ा उपयोग पाया गया है। कार्बोक्जिलिक के साथ इलाज। एसिड एनहाइड्राइड 120- 180 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है।

इन हार्डनरों के भंडारण के लिए विशेष देखभाल की आवश्यकता होती है ताकि वायुमंडलीय नमी द्वारा उनके अपघटन को रोका जा सके। पूर्ण इलाज सुनिश्चित करने के लिए, प्रतिक्रिया हीटिंग के तहत की जाती है। इलाज की प्रक्रिया को तेज करने के लिए अक्सर त्वरक की एक छोटी मात्रा जोड़ी जाती है, जो बेहद धीमी होती है। निर्जल हार्डनर भी होते हैं जो 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर राल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। एसिड एनहाइड्राइड एस्टर बनाने के लिए एपॉक्सी रेजिन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस प्रतिक्रिया के होने के लिए, एनहाइड्राइड रिंग ओपनिंग की आवश्यकता होती है। थोड़ी मात्रा में प्रोटॉन युक्त पदार्थ (उदाहरण के लिए, एसिड, अल्कोहल, फिनोल और पानी) या लुईस बेस रिंग खोलने को बढ़ावा देते हैं।

इलाज के परिणामस्वरूप गठित एस्टर समूह कार्बनिक और कुछ अकार्बनिक एसिड की क्रिया के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन क्षार द्वारा नष्ट हो जाता है। परिणामी सामग्रियों में अमीन हार्डनर का उपयोग करने की तुलना में अधिक थर्मल स्थिरता और बेहतर विद्युत इन्सुलेट गुण होते हैं।

लुईस एसिड उत्प्रेरक इलाज लुईस एसिड में से केवल एक, बोरॉन ट्राइफ्लोराइड, व्यापक रूप से एपॉक्सी रेजिन के इलाज एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। जब शुद्ध एपॉक्सी में थोड़ी मात्रा में जोड़ा जाता है, तो यह हार्डनर राल के पॉलीथर के cationic homopolymerization के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। बोरॉन ट्राइफ्लोराइड कुछ ही मिनटों में बहुत तेजी से एक्ज़ोथिर्मिक पोलीमराइज़ेशन का कारण बनता है। इसलिए, बड़ी मात्रा में राल का इलाज करते समय, द्रव्यमान में कमरे के तापमान को बनाए रखने के लिए, एक विशेष तकनीक का उपयोग करके इसे अवरुद्ध करना आवश्यक है। जब मोनोएथिलमाइन (MEA) के साथ मिलकर BF3-MEA कॉम्प्लेक्स बनाया जाता है, तो बोरॉन ट्राइफ्लोराइड कमरे के तापमान पर एक गुप्त इलाज एजेंट में परिवर्तित हो जाता है। 90 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, यह सक्रिय हो जाता है और गर्मी के नियंत्रित रिलीज के साथ एपॉक्सी राल के तेजी से इलाज का कारण बनता है। प्रीप्रेग प्राप्त करते समय, जो अक्सर प्रसंस्करण से पहले हफ्तों तक संग्रहीत होते हैं, एक गुप्त हार्डनर का उपयोग बिल्कुल जरूरी है।

टूलींग, लैमिनेट्स और वाइंडिंग उत्पादों के निर्माण में, बीएफ 3-एमईए कॉम्प्लेक्स युक्त एपॉक्सी रेजिन का व्यापक रूप से सीलिंग के लिए उपयोग किया जाता है।

यहाँ कुछ सीमा नमी की क्रिया के लिए VG3MEA युक्त प्रीप्रेग और इलाज रचनाओं की अस्थिरता है।

त्वरक त्वरक उनके बीच प्रतिक्रिया को तेज करने के लिए राल और हार्डनर मिश्रण में जोड़ा जाता है। उन्हें छोटी गैर-स्टोइकोमेट्रिक मात्रा में पेश किया जाता है, जो अनुभवजन्य रूप से चुने जाते हैं, परिणामी सामग्री के गुणों द्वारा निर्देशित होते हैं। कुछ तृतीयक अमाइन - उत्प्रेरक उत्प्रेरक - कई प्रणालियों के लिए त्वरक भी हो सकते हैं। अक्सर उनका उपयोग एसिड एनहाइड्राइड्स के साथ एपॉक्सी रेजिन की इलाज दर को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए टिन ऑक्टानेट, जो एक लुईस अम्ल है, का उपयोग किया जाता है। कुछ मामलों में, यह कमरे के तापमान पर इलाज की अनुमति देता है।

ठीक किए गए एपॉक्सी रेजिन रासायनिक संरचना और ठीक किए गए एपॉक्सी रेजिन के गुणों के बीच संबंध के संबंध में कुछ सामान्यीकरण किए जा सकते हैं:

एपॉक्सी राल की संरचना में जितने अधिक सुगंधित छल्ले शामिल होते हैं, इसकी तापीय स्थिरता और रासायनिक प्रतिरोध उतना ही अधिक होता है;

सुगंधित हार्डनर्स का उपयोग करते समय, स्निग्ध एजेंटों की तुलना में अधिक कठोर और टिकाऊ सामग्री का निर्माण होता है, हालांकि, ऐसी प्रणालियों की बढ़ी हुई कठोरता आणविक गतिशीलता को कम करती है और इस तरह प्रतिक्रियाशील समूहों के बीच बातचीत को जटिल बनाती है, और इस मामले में इलाज किया जाता है बढ़ा हुआ तापमान;

इंटरमॉलिक्युलर "क्रॉसलिंक्स" के घनत्व को कम करने से सामग्री की ताकत में वृद्धि हो सकती है, ब्रेक पर बढ़ाव में वृद्धि के कारण;

"क्रॉसलिंक्स" के घनत्व को कम करने से इलाज के दौरान राल संकोचन में भी कमी आ सकती है;

"क्रॉसलिंक्स" का घनत्व बढ़ने से ठीक होने वाली सामग्री के रासायनिक प्रतिरोध में वृद्धि होती है;

"क्रॉसलिंक्स" के घनत्व में वृद्धि से थर्मल डिग्रेडेशन तापमान (और ग्लास ट्रांज़िशन तापमान टीसी) में वृद्धि होती है, हालांकि, "क्रॉसलिंक्स" का घनत्व बहुत अधिक होता है

फ्रैक्चर विरूपण (बढ़ी हुई भंगुरता) को कम करता है;

अणुओं के सुगंधित टुकड़ों को स्निग्ध या साइक्लोएलिफ़ैटिक वाले के साथ बदलते समय, जो सिस्टम में "क्रॉसलिंक्स" की संख्या में बदलाव के साथ नहीं होता है, ठीक राल की लोच और बढ़ाव में वृद्धि होती है;

एसिड एनहाइड्राइड ठीक किए गए एपॉक्सी क्षारीय सेवा की तुलना में एसिड सेवा में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

इस तथ्य के कारण कि एपॉक्सी रेजिन विस्कोलेस्टिक सामग्री हैं, उनके गुण तापमान और परीक्षण अवधि (गति, आवृत्ति) दोनों पर निर्भर करते हैं।

एपॉक्सी रेजिन के गुण विशेष तरीकों से ठीक हो जाते हैं।

विशेष रूप से ठीक किए गए एपॉक्सी सिस्टम का उपयोग करते समय, कुछ सीमाओं पर विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, बड़े भागों के निर्माण के मामले में जो हीटिंग के लिए असुविधाजनक हैं, और मोटी दीवार वाले हिस्से, जहां थर्मल तनाव न्यूनतम होना चाहिए, उन प्रणालियों का उपयोग करना अनुचित है जिन्हें उच्च तापमान के इलाज की आवश्यकता होती है। इन मामलों में, कम तापमान वाले हार्डनर वाले सिस्टम का उपयोग किया जाता है। इन रचनाओं में एलीफैटिक एमाइन की क्रिया द्वारा ठीक किए गए एपॉक्सी रेजिन शामिल हैं। कमरे के तापमान पर ऐसी रचनाओं को ठीक करने से उत्कृष्ट गुणों वाली सामग्री प्राप्त होती है, और कम गर्मी के साथ इसमें सुधार होता है। बेशक, इन रेजिन का उपयोग उच्च तापमान पर नहीं किया जा सकता है।

उच्च भौतिक और यांत्रिक गुणों, गर्मी प्रतिरोध, विभिन्न सामग्रियों के आसंजन, विभिन्न मीडिया के प्रतिरोध, और वायुमंडलीय दबाव में इलाज करने की क्षमता के साथ एक सरल प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के सफल संयोजन के कारण प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में एपॉक्सी ओलिगोमर्स और पॉलिमर का उपयोग किया जाता है। कम संकोचन। इसलिए, वे रॉकेट और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी, विमानन, जहाज निर्माण, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और उपकरण बनाने में उच्च शक्ति वाली संरचनात्मक सामग्री के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

एपॉक्सी ओलिगोमर्स और पॉलिमर का व्यापक रूप से कार्बन प्लास्टिक के उत्पादन के लिए मैट्रिस के रूप में उपयोग किया जाता है, जो कम घनत्व के साथ उच्च शक्ति और कठोरता के संयोजन, घर्षण के कम तापमान गुणांक, उच्च तापीय और विद्युत चालकता, पहनने के प्रतिरोध, थर्मल के प्रतिरोध और के संयोजन की विशेषता है। विकिरण प्रभाव। कोकिंग और पाइरोकार्बन एपॉक्सी कार्बन प्लास्टिक थर्मल और थर्मल ऑक्सीडेटिव गिरावट के लिए प्रतिरोधी हैं, उच्च शक्ति की विशेषताएं हैं, और अच्छे गर्मी-परिरक्षण गुण हैं।

एपॉक्सी रेजिन फाइबरग्लास बनाने के लिए अच्छे मैट्रिसेस हैं। ग्लास फाइबर और कांच के कपड़े के अलावा, क्वार्ट्ज फाइबर और कपड़े, बोरॉन कार्बन फाइबर, सिलिकॉन कार्बाइड और अन्य अकार्बनिक फाइबर का उपयोग किया जाता है।

अकार्बनिक फाइबर के अलावा, कार्बनिक पॉलिमर से फाइबर का उपयोग प्रबलित एपॉक्सी प्लास्टिक प्राप्त करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से, पॉली-पी-फेनिलीन टेरेफ्थेलामाइड और अन्य अरामिड से उच्च शक्ति वाले सिंथेटिक फाइबर।

कांच के अच्छे आसंजन के कारण, सिरेमिक, लकड़ी, प्लास्टिक, धातु, एपॉक्सी ओलिगोमर्स और पॉलिमर व्यापक रूप से चिपकने वाले, गर्म और ठंडे इलाज यौगिकों के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं।

एपॉक्सी ओलिगोमर्स का उपयोग पर्यावरण से बचाने के लिए विभिन्न भागों को सील और एनकैप्सुलेट करने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एपॉक्सी ओलिगोमर्स का उपयोग ट्रांसफार्मर और मोटर्स की वाइंडिंग को भरने के लिए, विद्युत केबलों के जोड़ों को सील करने आदि के लिए किया जाता है।

विषय 6. गर्मी प्रतिरोधी रेजिन

थर्मल-ऑक्सीडेटिव गिरावट की प्रक्रिया के बावजूद, जो इन परिस्थितियों में अनिवार्य रूप से आगे बढ़ती है, ऐसे पॉलिमर का अपघटन अपेक्षाकृत धीरे-धीरे आगे बढ़ता है। इसके अलावा, यह माना जाता है कि जिन टुकड़ों में ये पॉलिमर टूटते हैं, वे अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं, जो ऊंचे तापमान पर सामग्री के "जीवन" को बढ़ाता है।

गर्मी प्रतिरोधी रेजिन प्राप्त करने में मुख्य बिंदु पॉलिमर का संश्लेषण है जिसमें बड़ी संख्या में हेटेरोएरोमैटिक टुकड़े होते हैं। ये टुकड़े, जिनमें ऑक्सीकरण होने में सक्षम हाइड्रोजन परमाणुओं की न्यूनतम संख्या होती है, तापीय ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं। दुर्भाग्य से, रासायनिक संरचना के समान तत्व जो ऐसे रेजिन के थर्मल और ऑक्सीडेटिव स्थिरता को निर्धारित करते हैं, गंभीर कठिनाइयों का कारण बनते हैं, और अक्सर वांछित उत्पादों में उनके प्रसंस्करण की असंभवता भी।

1960 के दशक में, कई हेटेरोएरोमैटिक पॉलिमर को संश्लेषित किया गया था, जो थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) के अनुसार, ऊंचे तापमान पर अच्छा थर्मल और ऑक्सीडेटिव स्थिरता था। हालांकि, इन पॉलिमर को बेहतर मिश्रित सामग्री के लिए बाइंडर के रूप में उपयोग करने के प्रयास या तो असफल रहे हैं या आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं हैं।

इसलिए, 1970 के दशक की शुरुआत में, गर्मी प्रतिरोधी पॉलीमर बाइंडर्स का भविष्य बहुत अस्पष्ट और अनिश्चित लग रहा था। ऐसा लग रहा था कि सामग्री का यह उपयोगी वर्ग "प्रयोगशाला जिज्ञासा" बना रहेगा। हालांकि, 1972-74 में पॉलीमाइड पॉलिमर के रसायन विज्ञान का विकास। न केवल उनमें रुचि को पुनर्जीवित किया और गर्मी प्रतिरोधी बाइंडरों के क्षेत्र में नए विकास का कारण बना, बल्कि इन बाइंडरों की कई संभावित संभावनाओं को व्यावहारिक रूप से महसूस करना भी संभव बना दिया। वर्तमान में, पॉलीमाइड रेशेदार मिश्रित सामग्री का उपयोग लगभग 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर काम करने वाली संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। इमाइड समूहों को बनाने वाले कार्बनिक रेडिकल्स की रासायनिक संरचना के आधार पर, ओलिगोइमाइड्स को सुगंधित, स्निग्ध और एलिसाइक्लिक में विभाजित किया जाता है, और इसके अनुसार जंजीरों का आकार - रैखिक या त्रि-आयामी (स्थानिक जाल) में।

उच्च आणविक भार पॉलीमाइड्स पर आधारित मिश्रित सामग्रियों का मुख्य नुकसान उनकी उच्च सरंध्रता है, जो उच्च यांत्रिक भार, उच्च तापमान और एक ऑक्सीकरण वातावरण के साथ-साथ जोखिम की स्थितियों में इन सामग्रियों के प्रभावी व्यावहारिक अनुप्रयोग की संभावनाओं को तेजी से सीमित करता है।

इसलिए, पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया द्वारा इलाज करने में सक्षम प्रारंभिक फ़्यूज़िबल ऑलिगोमेरिक इमाइड्स का उपयोग करना अधिक उपयुक्त लगता है, क्योंकि पोलीमराइज़ेशन वाष्पशील उप-उत्पादों की रिहाई के साथ नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री की उच्च सरंध्रता होती है। जंजीरों के सिरों पर मेलिसिमाइड और एंडोमेथिलनेटेट्राहाइड्रोफथालिमाइड समूह युक्त पोलीमराइज़ेबल ऑलिगोमेरिक इमाइड्स सबसे महत्वपूर्ण हैं।

इन आवश्यकताओं को काफी हद तक विभिन्न संरचनाओं और मेनिक एनहाइड्राइड के डायमाइन की बातचीत से प्राप्त बिस्मेलीमाइल्स द्वारा संतुष्ट किया जाता है। इमाइड चक्र के कार्बोनिल समूहों के निकट होने के कारण बीआईएस-मेलिमाइड्स में दोहरा बंधन इलेक्ट्रॉन-कमी है; इसलिए, बिस-मालेइमाइड्स पिघलने बिंदु से ऊपर गर्म होने पर आसानी से पोलीमराइज़ हो जाते हैं, जिससे त्रि-आयामी पॉलिमर बनते हैं।

एक औद्योगिक उद्यम का वापसी योग्य अपशिष्ट लगभग सभी उद्यमों की आर्थिक गतिविधि के दौरान उत्पन्न होता है। इस तथ्य के कारण कि कचरे की मात्रा सीधे प्रभावित करती है ... " शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी मास्को राज्य निर्माण विश्वविद्यालय अनुशासन का कार्यक्रम _ निवेश का आर्थिक मूल्यांकन_ "सार्वजनिक क्षेत्र की अर्थव्यवस्था" यह दिखाया गया है कि बाजार तंत्र और राज्य के बीच बातचीत की समस्या विनियमन पर चर्चा करनी चाहिए ... "दार्शनिक विज्ञान के उम्मीदवार, समाजशास्त्र और मनोविज्ञान विभाग में कनिष्ठ शोधकर्ता एन ..." योगदानकर्ताओं द्वारा, डीन विटर, वित्त विभाग, जो एक अल्पकालिक स्टैनफोर्ड डिग्री प्राप्त करते हैं ... "एन। वी। मिखाइलोवा मिन्स्क स्टेट हायर ... "

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