5.4.2. Mchanganyiko wa Matrix ya Polymer

Vifaa vyenye mchanganyiko na tumbo la polymer vina sifa ya wiani mdogo (1200 ... 1900 kg / m 3), unyeti wa chini wa notch, conductivity ya mafuta na umeme, uchovu wa juu na nguvu maalum, mchakato, uwazi wa redio (idadi ya vifaa), nk. Kama matrices ya polima kwa composites hutumiwa kama thermosetting (hasa) na thermoplastic polima, na fillers - yoyote ya hapo juu.

Nyenzo kulingana na polima za thermoplastic na vichungi vilivyotawanywa vya asili anuwai (talc, grafiti, oksidi za chuma, vilainishi vilivyowekwa safu, poda za chuma, glasi ya nyuzi, n.k.) hutumiwa kwa utengenezaji wa sehemu za mashine na vifaa vya upakiaji wa kati na wa kati, sehemu za mwili, gia na sprockets; fani na mihuri, mikanda ya gari, vyombo, nk.

Miongoni mwa mchanganyiko wa thermoplastic, vifaa vilivyojaa kioo vinatumiwa sana. Kama kichungi, nyuzi zenye kipenyo cha 9 ... mikroni 13 kutoka kwa glasi isiyo na alkali ya aluminoborosilicate hutumiwa, fupi (0.1 ... 1 mikroni kwa urefu) na ndefu (3 ... 12 mm kwa urefu) na kiwango cha kujaza. 10 ... 40% ya wingi wa polymer. Plastiki zilizojaa glasi kulingana na polyamides, polycarbonate, polypropen na thermoplastics nyingine huzalishwa. Kujaza thermoplastics na fiber kioo huongeza sifa za nguvu za polima na upinzani wa joto, hupunguza kutambaa kwa 1.5 ... mara 2, hupunguza upanuzi wa joto kwa 2 ... mara 7, huongeza kikomo cha uvumilivu na upinzani wa kuvaa. Kuanzishwa kwa vilainishi vilivyo na tabaka thabiti katika composites, kama vile grafiti, molybdenum disulfidi, nitridi ya boroni, n.k., hupunguza mgawo wa msuguano wa polima na huongeza upinzani wao wa kuvaa.

Nguvu ya mchanganyiko kulingana na thermoplastics hufikia 150 ... 160 MPa yenye nguvu ya kutosha ya athari (KCU = 8 ... 60 J/m2).

Vifaa vya mchanganyiko kulingana na plastiki ya thermosetting zinatokana na polima ambazo hutibu wakati wa kupashwa joto au chini ya hatua ya vigumu kuunda muundo wa polima wenye mwelekeo-tatu. Michanganyiko yenye msingi wa phenol-formaldehyde, urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde, organosilicon na resini zingine ni miongoni mwa zile zinazoponywa kwa joto. Aina ya pili inajumuisha mchanganyiko kulingana na polysiloxanes, resini za epoxy, na polyester zisizojaa.

Plastiki za thermosetting, tofauti na thermoplastics, zina sifa ya kutokuwepo kabisa kwa mtiririko wa baridi, zina upinzani mkubwa zaidi wa joto, hazipatikani, na zina uvimbe mdogo. Wanaonyesha utulivu wa mali hadi joto la upinzani wa joto, uwezo wa kuhimili mizigo ya muda mrefu kwa joto kutoka -60 hadi +200 ... 300 ° C, kulingana na aina ya polymer, na kuwa na mali nzuri ya dielectric. Lakini nyenzo hizi ni chini ya teknolojia kuliko thermoplastics.

Resini za epoxy zina mshikamano mkubwa zaidi kwa kichungi. Resini za epoksi zilizotibiwa ni sugu kwa alkali, vioksidishaji na asidi nyingi za kikaboni. Hata hivyo, mchanganyiko kulingana na wao wana mali ya chini ya mitambo, wana upinzani wa joto hadi 200 ° C, badala ya hayo, resini hizi ni sumu.

Mchanganyiko kulingana na vifunga vya organosilicon na polyimide vina upinzani wa juu wa joto (hadi 280 ... 350 ° C).

Matumizi ya resini za epoxy na polyesters zisizojaa hufanya iwezekanavyo kupata vifaa vinavyoweza kuponya joto la kawaida (kuponya baridi), ambayo ni muhimu sana katika utengenezaji wa bidhaa za ukubwa mkubwa.

Vifaa vyenye mchanganyiko na vichungi vilivyotawanywa ambayo hutumiwa kama poda ya kikaboni (unga wa kuni, selulosi) na madini (quartz, talc, mica, oksidi za chuma, mafuta ya tabaka thabiti, pamoja na grafiti, molybdenum disulfide, nitridi ya boroni) ina mali ya isotropiki, nguvu ya chini ya mitambo na nguvu ya athari. .

Kama nyenzo za kuimarisha nyuzi tows za pamba, nyuzi za kamba, nyuzi za asbestosi, fiberglass hutumiwa. Ipasavyo, nyenzo hizi huitwa nyuzi, nyuzi za kamba, nyuzi za asbestosi, nyuzi za glasi.

nyuzi - plastiki kulingana na lita za pamba zilizowekwa na resin ya phenol-formaldehyde. Vifaa vina nguvu ya athari iliyoongezeka (hadi 10 kJ/m 2) ikilinganishwa na poda za vyombo vya habari, lakini zina maji ya chini sana, ambayo hairuhusu kupata sehemu zenye kuta nyembamba. Nyuzi zina sifa za chini za dielectri, hazina msimamo kwa hali ya hewa ya kitropiki, na zina mali ya anisotropic. Wao hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa bidhaa za kiufundi za jumla na kuongezeka kwa upinzani kwa vibrations na mizigo ya mshtuko, kufanya kazi katika kupiga na torsion, kwa mfano, pulleys ya ukanda, flanges, vipini, vifuniko, nk.

Nyuzi za asbesto - composites zenye madini ya nyuzi - asbestosi, kugawanyika katika nyuzi nyembamba na kipenyo cha hadi 0.5 microns. Phenol-formaldehyde na resini za organosilicon hutumiwa kama binder. Wana nguvu ya juu ya athari na upinzani wa joto hadi 200 ° C, ni sugu kwa mazingira ya tindikali, na wana sifa nzuri za msuguano. Zinatumika sana kama vifaa vya vifaa vya kuvunja (pedi za kuvunja, bitana, diski za clutch).

Nyuzi za asbesto zenye msingi wa phenol-formaldehyde hutumiwa kwa utengenezaji wa sehemu zenye nguvu nyingi zinazostahimili joto kwa madhumuni ya umeme (paneli za umeme, watozaji wa juu na wa chini wa voltage), na kwa msingi wa polima za organosilicon - kwa sehemu zinazofanya kazi kwa muda mrefu. kwa joto hadi 200 ° C (nyenzo K-41-5) na kwa vyumba vya arcing vya mawasiliano ya juu ya nguvu, vitalu vya terminal (KMK-218). Nyenzo za hivi karibuni ni sugu za kitropiki. Faolite - nyuzinyuzi za asb, zilizopatikana kwa kuingiza nyuzi za asb na resin ya phenol-formaldehyde, ikifuatiwa na kusongesha mchanganyiko, hutumiwa kwa utengenezaji wa bomba na vyombo vinavyostahimili asidi.

Fiberglass ni plastiki zenye fiberglass kama kichungi. Fiber za kioo na kipenyo cha 5 ... microns 20 hutumiwa, nguvu ya juu na nguvu ya mvutano  V = 600 ... 3800 MPa na high-modulus (VM-1, VMP, M-11), kuwa na  V = 3900 ... 4700 MPa na moduli ya elastic katika kunyoosha hadi 110 GPa. Fibers, threads, bahasha za urefu tofauti hutumiwa, ambayo kwa kiasi kikubwa huamua nguvu ya athari ya fiberglass. Kadiri nyuzi zinavyokuwa nyembamba, ndivyo kasoro zake zinavyopungua na ndivyo nguvu inavyoongezeka.

Sifa za kiufundi za glasi ya nyuzi hutegemea muundo, wingi na urefu wa glasi ya nyuzi, aina ya binder, michakato ya kimwili na kemikali inayotokea kwenye kiolesura kati ya fiberglass na binder, na njia ya usindikaji. Kwa mfano, kubadilisha nyuzi za glasi kutoka kwa glasi E (aluminosilicate isiyo na alkali) na nyuzi za glasi S (nguvu ya juu inayostahimili joto) kwenye kifunga epoksi kunaweza kuongeza uimara wa kiunzi hicho kwa 40%.

Ili kuboresha unyevu wa fiberglass na binder, punguza mikazo inayotokea kwenye kiolesura, ongeza mshikamano kati ya nyuzi na binder, kumaliza (matibabu) ya nyuzi na misombo iliyo na vikundi anuwai vya tendaji (vinyl, methakriliki, phenyl, amino). na vikundi vya imino, nk) hutumika. Kupunguza mkazo katika safu ya mpaka ya binder na nyuzi, kupunguzwa kwa shrinkage na porosity, kuongezeka kwa upinzani wa joto kunawezeshwa na kuanzishwa kwa vichungi vya poda kwenye binder, haswa, poda ya binder iliyoponywa.

Fiberglass imegawanywa katika: vyombo vya habari vya nyuzi, punjepunje na vyema kutawanywa.

Tangled Fiberglass kupatikana kwa impregnation ya makundi ya nyuzi 40 ... 70 mm kwa muda mrefu, ikifuatiwa na fluffing na kukausha ili kuondoa kutengenezea (kwa mfano, AG-4V). Hasara ya nyenzo hizi ni usambazaji usio na usawa wa binder, kuenea zaidi kwa mali ya mitambo na maji kidogo ikilinganishwa na fiberglass nyingine.

Fiberglass ya punjepunje(mchanganyiko) kupatikana kwa impregnation ya nyuzi untwisted kioo na bahasha kioo, ikifuatiwa na kukausha na kukata katika CHEMBE 5, 10, 20 na 30 mm kwa muda mrefu. Kipenyo cha granule 0.5 ... 8 mm. Nyenzo hiyo ina mtiririko mzuri na unyevu, utulivu mkubwa wa mali ya mitambo. Kundi hili la vifaa ni pamoja na dosing fiberglass DSV.

Vyombo vya habari vya nyuzi za kioo vyema hufanywa kwa kuchanganya nyuzi za kioo zilizovunjika hadi urefu wa 1.5 mm na binder, ikifuatiwa na granulation (granules 3 ... 6 mm kwa ukubwa). Pia zinazozalishwa "chips kioo" na CHEMBE hadi 10 ... 50 mm kwa muda mrefu kutoka impregnated fiberglass taka.

Fiberglass granulated na granules hadi 6 mm kwa ukubwa ni kusindika na ukingo wa sindano. Fiber za kioo nzuri zinaweza kusindika kwa ukingo wa sindano, na katika utengenezaji wa bidhaa na fittings za chuma - ukingo wa sindano. Fiberglass yenye urefu wa nafaka ya 10 mm inasindika kwa kutupwa na kushinikiza moja kwa moja, na kwa urefu wa nafaka ya 20 na 30 mm - tu kwa kushinikiza moja kwa moja.

Fiberglass hutumiwa kufanya sehemu za mwili, vipengele vya ngao, vihami, viunganisho vya kuziba, maonyesho ya antenna, nk. Bidhaa zinazoendeshwa kwa joto kutoka -60 hadi +200 ° С zinafanywa kwa misingi ya resini za aniline-phenol-formaldehyde na fiber ya kioo isiyo na alkali ya aluminoborosilicate, na kwa kiwango cha joto - 60 ... +100 ° С kwa misingi ya resini za epoxy.

Fiberglass kulingana na resini za organosilicon zinatumika hadi joto la 400 ° C, na kwa matumizi ya quartz au fiber silika kwa muda mfupi na kwa joto la juu. Kwa sehemu za ulinzi wa joto, nyuzi za kioo kulingana na nyuzi za silika na resini za phenol-formaldehyde hutumiwa.

Kulingana na mikeka ya kioo na resini za polyester zisizojaa, prepregs, ambayo hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za ukubwa mkubwa (miili, boti, sehemu za mwili za vifaa, nk). Matumizi ya nyuzi zilizoelekezwa hufanya iwezekanavyo kupata nyuzi za kioo na mali zilizoboreshwa za mitambo. Kwa mfano, fiberglass iliyoelekezwa AG-4C ina:  V = 200 ... 400 MPa, KCU = 100 kJ / m 2; wakati kwa AG-4V kulingana na nyuzi tangled:  V = 80 MPa, KCU = 25 kJ / m 2.

Nyuzi za kikaboni ni vifaa vyenye mchanganyiko kulingana na vifunga vya polima, ambamo nyuzi za polima za kikaboni (polyamide, lavsan, nitron, vinol, nk) hutumika kama kichungi. Harnesses, vitambaa na mikeka kutoka kwa nyuzi hizi pia hutumiwa kwa kuimarisha. Resini za thermosetting (epoxy, phenol-formaldehyde, polyimide, nk) hutumiwa kama vifungo.

Matumizi ya vifungashio vya polymeric na vichungi vilivyo na sifa sawa za thermophysical, pamoja na zile zinazoweza kueneza na mwingiliano wa kemikali kati yao, hutoa mchanganyiko na utulivu wa mali ya mitambo, nguvu maalum ya juu na nguvu ya athari, upinzani wa kemikali, upinzani wa mshtuko wa joto, kitropiki. anga, na abrasion. Joto la kuruhusiwa la uendeshaji wa nyuzi nyingi za organo ni 100 ... 150 ° C, na kwa misingi ya binder ya polyimide na nyuzi zisizo na joto - hadi 200 ... 300 ° C. Hasara za nyenzo hizi ni pamoja na nguvu ya chini ya kukandamiza na kutambaa.

Ili kupata mchanganyiko wa nguvu za juu, nyuzi kulingana na polyamides yenye kunukia (nyuzi za aramidi SVM, Terlon, Kevlar) hutumiwa, ambazo zina mali ya juu ya mitambo, utulivu wa joto katika aina mbalimbali za joto, dielectric nzuri na sifa za uchovu. Kwa upande wa nguvu maalum, nyuzi hizi ni za pili kwa boroni na nyuzi za kaboni.

Nyuzi za boroni - vifaa vyenye mchanganyiko kwenye tumbo la polymer iliyojaa nyuzi za boroni. Zina sifa nzuri za kiufundi, utelezi mdogo, upitishaji wa juu wa mafuta na umeme, upinzani dhidi ya vimumunyisho vya kikaboni, mafuta na mafuta, mionzi ya mionzi, na mizigo ya mzunguko wa mzunguko.

Nyuzi za boroni hutokezwa na uwekaji wa kemikali wa boroni kutoka kwa mchanganyiko wa gesi BCl 3 +H 2 kwenye nyuzi za tungsten kwenye joto la ~1130°C. Ili kuongeza upinzani wa joto, nyuzi zimewekwa na carbudi ya silicon, ambayo pia huwekwa kutoka kwa awamu ya gesi ya mvuke katika mazingira ya argon na hidrojeni. Fiber hizo huitwa borski. Kama binder ya nyuzi za boroni, resini za epoxy zilizobadilishwa na polyimides hutumiwa. Nyuzi za boroni KMB-3, KMB-Zk huhakikisha utendakazi wa bidhaa katika halijoto ya hadi 100 °C, KMB-1 na KMB-1k hadi 200 °C, na KMB-2k hadi 300 °C. Ili kuboresha manufacturability ya usindikaji, composites zenye mchanganyiko wa fiber boroni na fiber kioo hutumiwa.

Fiber za boroni hutumiwa katika teknolojia ya anga na nafasi kwa ajili ya utengenezaji wa wasifu mbalimbali, paneli, sehemu za compressor, nk.

Nyuzi za kaboni (CFRP) - vifaa vyenye mchanganyiko kulingana na binder ya polymer na nyuzi za kaboni. Nyuzi za kaboni zina sifa ya upinzani wa juu wa joto; nguvu maalum, upinzani wa kemikali na hali ya hewa, mgawo wa chini wa upanuzi wa mstari wa joto.

Aina mbili za nyuzi hutumiwa: kaboni na graphitized. Nyuzi za viscose au polyacrylonitrile (PAN), mawe na mafuta ya petroli, ambazo zinakabiliwa na matibabu maalum ya joto, hutumiwa kama nyenzo ya kuanzia. Katika mchakato wa usindikaji wa joto la juu katika mazingira yasiyo ya oxidizing, kuna mpito kutoka kwa nyuzi za kikaboni hadi nyuzi za kaboni. Carbonization hufanyika kwa joto la 900 ... 2000 °C, na graphitization - kwa joto hadi 3000 °C. Kwa mujibu wa mali ya mitambo, nyuzi za kaboni zinagawanywa katika moduli ya juu na ya juu-nguvu. Polima za thermosetting hutumiwa kama vifungo: epoxy, phenol-formaldehyde, resini za epoxy-phenolic, polyimides, nk, pamoja na matrices ya kaboni.

Fiber za kaboni zina sifa nzuri za mitambo, uvumilivu wa tuli na wa nguvu, upinzani wa maji na kemikali, nk.

Kabofiba kwenye kifungamanishi cha epoxy-anilino-formaldehyde (KMU-3, KMU-Zl) hufaa katika halijoto ya hadi 100 °C, kwenye epoxy-phenol (KMU-1l, KMU-ly) hadi 200 °C, kwenye polyimide (KMU). - 2, KMU-2l) hadi 300 °C, kwenye tumbo la kaboni hadi 450 °C hewani na hadi 2200 °C katika angahewa ajizi.

Carbofibers hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za miundo ya anga na roketi, antena, meli, magari, na vifaa vya michezo.

Nyenzo zenye Mchanganyiko wa Tabaka kuwa na vichungi vya karatasi (vitambaa, karatasi, veneer, nk), vilivyowekwa na kuunganishwa pamoja na binder ya polima. Nyenzo hizi zina mali ya anisotropic. Kama vipengele vya kuimarisha nyuzi, vitambaa vinavyotokana na nyuzi za juu za asili mbalimbali hutumiwa: pamba, vitambaa vya kioo-asphalt, vitambaa vya kikaboni, vitambaa vya kaboni, vitambaa vya kioo vya kikaboni, vitambaa vya kioo vya boroni. Vitambaa hutofautiana kutoka kwa kila mmoja kwa uwiano wa nyuzi katika warp na weft, katika aina ya weave, ambayo huathiri mali zao za mitambo. Mchanganyiko wa laminated huzalishwa kwa namna ya karatasi, mabomba, tupu.

Getinax - plastiki kulingana na marekebisho ya phenolic, amino-formaldehyde na resini za urea na darasa mbalimbali za karatasi.

Organogetinaks hufanywa kwa msingi wa karatasi kutoka kwa nyuzi za synthetic, mara nyingi kutoka kwa polyamides yenye kunukia na pombe ya polyvinyl. Polyimides, phenol-formaldehyde, resini za epoxy na zingine hutumiwa kama vifungo. Ikilinganishwa na getinaks, wana upinzani wa juu katika mazingira ya fujo na utulivu wa mali ya mitambo na dielectric katika joto la juu.

Textolite - plastiki laminated kulingana na binders polymer na vitambaa pamba. Nyenzo hiyo ina mali ya juu ya mitambo, upinzani wa vibrations. Kulingana na kusudi kuu, textolites imegawanywa katika miundo, umeme, grafiti, mto rahisi.

Daraja la maandishi ya muundo PTK, PT, PTM hutumiwa kwa utengenezaji wa gia, fani za wazi zinazofanya kazi kwa joto katika eneo la msuguano usiozidi 90 ° C, katika vinu vya rolling, turbines, pampu, nk. Inazalishwa kwa namna ya karatasi na unene wa 0.5 hadi 8 mm na sahani na unene wa 8 hadi 13 mm.

Textolite ya Electrotechnical hutumiwa kama nyenzo ya kuhami umeme katika mazingira yenye joto la uendeshaji kutoka minus 65 hadi +165 ° C na unyevu hadi 65%. Inazalishwa kwa namna ya karatasi na unene wa 0.5 hadi 50 mm darasa A, B, G, VCh. Nguvu ya umeme katika mafuta ya transfoma hadi 8 kV/mm. Daraja la A - na mali iliyoboreshwa ya umeme kwa ajili ya uendeshaji katika mafuta ya transfoma na hewa katika mzunguko wa viwanda wa 50 Hz. Daraja la B - na mali iliyoboreshwa ya umeme kwa uendeshaji wa hewa kwa mzunguko wa 50 Hz. Daraja G - sawa na daraja A kwa suala la mali na eneo la matumizi, lakini kwa uvumilivu uliopanuliwa wa vita na unene. Daraja la HF - kwa uendeshaji katika hewa kwenye masafa ya juu (hadi 10 6 Hz).

Textolite ya grafiti hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa fani kwa vifaa vya rolling na huzalishwa kwa namna ya karatasi na unene wa 1 ... 50 mm, urefu wa hadi 1400 mm na upana wa hadi 1000 mm.

Flexible gasket textolite hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa gaskets ya kuziba na kuhami katika makusanyiko ya mashine yaliyotokana na mafuta, mafuta ya taa, petroli. Wao huzalishwa kwa namna ya karatasi na unene wa 0.2 ... 3.0 mm.

KATIKA asbesto-textolites na asbogetinaks kama vichungi, kwa mtiririko huo, kitambaa cha asbesto au karatasi ya asbestosi (hadi 60%) iko, na kama binder - resini za phenol-formaldehyde na melamine-formaldehyde, polima za silicon-hai, ambazo huamua joto linaloruhusiwa la kufanya kazi.

Nyenzo kulingana na melamine-formaldehyde huruhusu uendeshaji wa bidhaa kwa joto hadi 200 ° C, kwenye phenol-formaldehyde - hadi 250 ° C na juu ya organosilicon hadi 300 ° C wakati wa operesheni ya muda mrefu. Kwa muda mfupi, joto linaweza kufikia 3000 ° C. Asbesto-textolites hutumiwa hasa kwa ajili ya utengenezaji wa pedi za kuvunja, bitana za kuvunja, kama vifaa vya kuhami joto na kuzuia joto.

Fiber ya kioo hufanywa kwa misingi ya vitambaa vya kioo na vifungo mbalimbali vya polymer. Juu ya resini za phenol-formaldehyde (KAST, KAST-V, KAST-R), ni sugu zaidi ya joto kuliko textolite ya PTK, lakini ni mbaya zaidi katika upinzani wa vibration. Juu ya resini za organosilicon (STK, SK-9F, SK-9A) zina joto la juu na upinzani wa baridi, upinzani wa juu wa kemikali, wala kusababisha kutu ya chuma katika kuwasiliana nayo. Fiberglass hutumiwa hasa kwa bidhaa za uhandisi wa redio za ukubwa mkubwa.

Nguvu ya juu ya athari KCU hadi 600 kJ / m 2, upinzani wa muda hadi MPa 1000 kioo fiber anisotropic nyenzo, kuimarishwa na veneer kioo (SVAM). Kwa upande wa rigidity maalum, nyenzo hizi si duni kwa metali, na kwa suala la nguvu maalum ni 2 ... mara 3 zaidi yao.

Plastiki zilizojaa gesi pia inaweza kuhusishwa na darasa la composites, kwa kuwa muundo wao ni mfumo unaojumuisha awamu imara na gesi. Wao umegawanywa katika makundi mawili: plastiki povu na plastiki povu. Styrofoam kuwa na muundo wa seli, pores ambayo ni pekee kutoka kwa kila mmoja na safu ya polymer. Poroplasts kuwa na mfumo wa wazi wa porous na bidhaa za gesi au kioevu zilizopo ndani yao huwasiliana na kila mmoja na mazingira.

Styrofoam kupatikana kwa misingi ya polima thermoplastic (polystyrene, polyvinyl hidrojeni, polyurethane) na resini thermosetting (phenol-formaldehyde, phenol-mpira, organosilicon, epoxy, urea). Ili kupata muundo wa porous, mara nyingi, vipengele vya kutengeneza gesi huletwa kwenye binder ya polymer, inayoitwa. mawakala wa kupiga. Hata hivyo, pia kuna vifaa vya kujitegemea, kwa mfano, povu ya urethane ya polyether, povu ya polyepoxy. Plastiki za povu kulingana na resini za thermoplastic ni za juu zaidi za teknolojia na zinazobadilika, hata hivyo, kiwango cha joto cha uendeshaji wao ni kutoka -60 hadi +60 ° C.

Poroplasts hupatikana hasa kwa povu ya mitambo ya nyimbo, kwa mfano, na hewa iliyoshinikizwa au kutumia mawakala maalum wa povu. Wakati wa ugumu wa wingi wa povu, kutengenezea, kuondolewa kutoka kwa kuta za seli wakati wa mchakato wa kukausha na kuponya, huwaangamiza. Kupitia pores inaweza kupatikana kwa kujaza nyimbo na vitu vyenye mumunyifu wa maji. Baada ya kushinikiza na kuponya bidhaa, hutiwa ndani ya maji moto, ambayo vitu vyenye mumunyifu huoshawa nje.

Plastiki za povu hutumiwa kwa utengenezaji wa vifyonza vya mshtuko, viti laini, sifongo, vichungi, kama viboreshaji vya unyevu na vifuniko vya kuzuia sauti katika vitengo vya uingizaji hewa, silencers, gaskets kwenye helmeti na helmeti, nk. Uzito wao ni 25 ... 500 kg / m 3.

Vifaa vya sura ya chuma-polymer ni vifaa vyenye mchanganyiko ambao msingi wa carrier ni mesh ya chuma ya tatu-dimensional, na cavity interframe imejaa utungaji wa polymer yenye vipengele mbalimbali vya kazi (Mchoro 5.11).

Mchele. 5.11. Muundo wa nyenzo za sura ya chuma-polima (a) na nyenzo za MPC (b):

1 - chembe za chuma, 2 - polima, 3 - lubricant thabiti, 4 - grafiti ya pyrolytic

Katika uhandisi wa mitambo, vifaa vya kulainisha vya chuma-polymer kulingana na sura ya chuma-kauri na vifungo vya polymer vyenye mafuta mbalimbali ya kavu (graphite, molybdenum disulfide, iodidi ya cadmium, nk) imepata matumizi. Nyenzo hizo hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa fani za wazi, ngome za kuzaa rolling, pete za pistoni, nk.

Ili kupata sura ya chuma-kauri, poda za shaba ya bati, chuma cha pua, keramik za kioo hutumiwa. Mashimo ya mwingiliano yanajazwa na PTFE-4D kwa kupachikwa mimba na 50% ya kusimamishwa kwa maji kwa PTFE au mchanganyiko wa PTFE-4D na risasi. Nyenzo za kuzuia msuguano wa kauri-chuma MPK, iliyofanywa kwa msingi wa poda ya chuma cha pua, ina pyrographite na fluoroplast-4.

Teknolojia ya uzalishaji wake ni kama ifuatavyo: poda za chuma zinasisitizwa na kuingizwa kwenye sura yenye porosity ya 20 ... 70%. Kisha, katika chumba maalum, gesi iliyo na kaboni hupitishwa kupitia pores kwa joto ambalo huhakikisha pyrolysis ya gesi na uwekaji wa grafiti kwenye kuta za sura hadi karibu 3/4 ya kiasi cha pore kujazwa, baada ya hapo. bidhaa ni kurudia utupu impregnated na fluoroplastic-4 kusimamishwa na matibabu samtidiga joto.

Nyenzo za kujipaka za aina fulani ni bora kwa joto la hadi 250 ° C.

Inaahidi sana kutumia vifaa vya kulainisha vya sura ya tepi, ambayo ni msingi wa chuma (mkanda), ambayo safu ya sura ya porous ya chuma-kauri imeoka. Pores ya sura hujazwa na nyimbo kulingana na fluoroplast-4 na lubricants imara.

Nyenzo za tepi ni teknolojia ya juu sana, kuruhusu utengenezaji wa fani wazi (zilizovingirishwa) na bitana za ukubwa wowote) kuruhusu uendeshaji bila lubrication kwenye joto hadi 280 ° C kwa shinikizo la juu (hadi 200 ... 300 MPa) na kasi ya sliding. Matumizi ya mkanda wa msingi wa chuma na sura ya porous ya shaba huhakikisha uondoaji mzuri wa joto kutoka eneo la msuguano, na fluoroplast-4 yenye lubricant imara iko kwenye pores na juu ya uso huhakikisha mgawo wa chini wa msuguano na upinzani wa juu wa kuvaa kwa jozi za msuguano. Nje ya nchi, vifaa vya tepi kama vile DU, DP, DQ hutumiwa sana.

Moja ya hasara za nyenzo za mkanda wa sura ni unene mdogo wa safu ya uso inayoendesha (10 ... 20 µm), ambayo haijumuishi uwezekano wa kutengeneza fani baada ya kuwekwa kwenye nyumba.

Ni bora kutumia vifaa vya kulainisha vya sura, ambayo sura yake imechomwa kutoka kwa nyuzi za chuma au matundu, na nyimbo mbali mbali za polima hutumiwa kama tumbo, na vile vile vifaa vinavyotokana na kaboni-graphite na vitambaa vya kaboni-graphite vilivyowekwa ndani. viunganishi vya polymer na vilainishi vikali.

Kwa sasa, hutumiwa sana vifaa vya mbao vya mchanganyiko, ambayo ni kuimarisha vifaa vya mbao (fillers), pamoja katika tumbo (kawaida polymeric) na kuanzishwa kwa viungio maalum. Katika baadhi ya matukio, huitwa plastiki ya mbao, au KDPM (vifaa vya polima vya mbao vinavyojumuisha).

Bodi za chembe - bidhaa za ukubwa mkubwa zinazotengenezwa na ukandamizaji wa moto wa gorofa wa chembe za kuni zilizochanganywa na binder. Kulingana na GOST 10632-89, sahani zinazalishwa kwa ukubwa 2440x1220; 2750x1500; 3500x1750; 3660x1830; 5500x2440 mm, unene kutoka 10 hadi 25 mm, mchanga na sio mchanga. Kulingana na madhumuni ya sahani imegawanywa katika aina tatu: P-1 (P-1M ya safu nyingi na P-1T ya safu tatu)- kesi za kutengeneza, paneli na sehemu nyingine katika utengenezaji wa redio na vyombo, samani na vipengele vya ujenzi. Imewekwa na filamu kulingana na polima za thermosetting na thermoplastic, rangi na varnishes; P-2 (P-2T na P-20 ya safu moja, imegawanywa katika vikundi A na B) - kesi za utengenezaji wa vifaa, mashine, vyombo na vyombo (isipokuwa kwa chakula), racks, vipengele vya samani na miundo ya jengo. Omba iliyowekwa na veneer, karatasi ya mapambo - plastiki laminated na bila inakabiliwa; P-3 (P-ET)- sehemu za mwili kwa vani za gari, sehemu za gari, vitu vya ujenzi wa miundo yenye kubeba mzigo. Kwa mujibu wa ubora wa uso, sahani zinagawanywa katika polished (1 na II darasa) na unpolished (I na II darasa).

Bodi za nyuzi za mbao (GOST 4598-86), kulingana na msongamano, wamegawanywa katika laini (M), nusu-ngumu (PT), ngumu (T) na superhard (ST) na, kulingana na nguvu ya kupiga, katika darasa saba: M. -4, M-12, M-20, PT-100, T-350, T-400 na ST-500, ambapo nambari zinaonyesha thamani ya chini ya nguvu ya mwisho ya sahani katika kupiga kgf / cm 2. Unene wa sahani 2.5; 3.2; 4; 5; 6; 8:12; 16 na 25mm, upana kutoka 1220 hadi 1830mm na urefu kutoka 1200 hadi 5500mm. Imeundwa kwa ajili ya matumizi katika bidhaa na miundo iliyohifadhiwa kutokana na unyevu.

Plastiki za mbao (chipboard) - karatasi za veneer za multilayer zilizowekwa moto zilizowekwa na resini za synthetic za aina mbalimbali za kuni. Chipboards zina sifa ya nguvu ya juu na upinzani wa kuvaa, mgawo wa chini wa msuguano na kukimbia vizuri.

Chipboard kutoka 1 hadi 15 mm nene hufanywa kwa namna ya karatasi za mstatili, kutoka 15 hadi 60 mm nene - kwa namna ya sahani. Karatasi na slabs glued kutoka karatasi nzima veneer pamoja urefu huitwa imara, na kutoka kadhaa - composite (pamoja na mali kupunguzwa kwa kiasi fulani). Karatasi imara huzalishwa kwa upana wa 950 mm na urefu wa 700, 1150 na 1500 mm na 1200x1500 mm; composite 2400x950, 4800x1200, 5000x1200 mm; slabs imara: 750x750, 950x700 (1150, 1500); 1200x1200 (1500), sahani za kiwanja zinazalishwa kwa ukubwa sawa na karatasi za kiwanja. Kwa mujibu wa GOST 13913-78 na GOST 20366-75 chipboard imegawanywa katika darasa 11.

Kwa nambari vipengele vya kuahidi na sehemu kutoka KDPM inaweza kuhusishwa:

rollers ya conveyors ukanda;

rolling kuzaa makazi;

vifuniko vya vipofu na vya kifungu, hatches;

sehemu za kati za magurudumu na rollers (vituo vya magurudumu na bandeji zilizofanywa kwa chuma);

vitalu vya cable kwa cranes, telphers, hoists ya mnyororo, nk;

pulleys, sprockets, gears vyema kwenye shafts na viungo muhimu;

uzito, counterweights, dampers, flywheels na sehemu ya ndani iliyofanywa kwa shavings ya chuma iliyoshinikizwa na sehemu ya nje ya KDPM;

paneli kwa ajili ya bitana ya ndani ya magari, mabasi, magari, cabins ya mashine mbalimbali, nk;

pistoni za mitungi ya nyumatiki na majimaji;

muafaka wa dirisha;

muafaka kwa sehemu zilizofanywa kwa povu ya polyurethane;

maelezo ya bent-glued na paneli za veneer;

paneli za sandwich na karatasi za nje zilizofanywa kwa plywood, fiberboard, chipboard, DSG1, chipboard au chuma (chuma, alumini) na sehemu ya kati iliyofanywa kwa plastiki povu na fillers kuni;

sehemu zilizotengenezwa kwa plastiki za povu na vichungi vya kuni kwa madhumuni ya kimuundo na ya kuhami joto (kwa mfano, sehemu za kufunga kwa dari za magari, joto, kelele na insulation ya vibration ya magari, injini za dizeli, jokofu na milango ya karakana, insulation ya mafuta ya bomba na kuwekewa bila chaneli. , na kadhalika.);

hifadhi (mizinga ya gesi, wapokeaji, nk).

fani za wazi zinazofanya kazi katika hali ya uhamisho ya kuchagua;

Bila shaka, maeneo ya kuahidi yanayozingatiwa ya utumiaji wa KDPM hayadai kuwa kamili, haimalizi maeneo yote yanayowezekana ya matumizi, na yanaweza kupanuliwa kwa kiasi kikubwa.

Ili kuelewa kwa usahihi kile kifungu hiki kinahusu, kwanza unahitaji kufafanua kwa usahihi kifungu - vifaa vya mchanganyiko wa thermoplastic (T.K.M.), na kwa hali yoyote usichanganyike na kiwanja, kwani tunazungumza juu ya vifaa tofauti kabisa. Kwa hivyo, ni nyenzo gani ya mchanganyiko wa thermoplastic (composite)? ni nyenzo nyingi za awamu nyingi zenye viambajengo viwili au zaidi vyenye kiolesura wazi kati yake na sifa mpya kimaelezo huku kikidumisha utambulisho wa kemikali wa kila kijenzi. Inajumuisha msingi wa plastiki (matrix), ambayo hutumika kama binder, na inclusions ya vipengele mbalimbali kwa namna ya poda, nyuzi, nk (filler). Matrix inahakikisha uimara wa nyenzo, uhamishaji na usambazaji wa mafadhaiko kati ya kichungi, huamua ugumu, joto, unyevu, moto na upinzani wa kemikali wa mchanganyiko, kiteknolojia, na mali ya uhandisi ya thermophysical, umeme na redio. Mchanganyiko bora wa mali ya uendeshaji na teknolojia inaelekezwa kudhibiti mali na maudhui ya tumbo na kujaza, kuingiliana kati yao kwenye mpaka wa awamu, mwelekeo wa kujaza. Matumizi ya matrices kadhaa (composites polymatrix) au fillers ya asili mbalimbali (composites mseto) kupanua uwezekano wa kudhibiti mali ya composites. Daraja za msingi za polima hutumiwa kama matrix ya vifaa vya mchanganyiko wa thermoplastic. Urval wa kisasa wa polima za msingi za thermoplastic, kulingana na kiwango cha mali zao za elastic-nguvu na upinzani wa joto wa deformation, imegawanywa katika vikundi vitatu.

Kulingana na muundo wa Masi, thermoplastics imegawanywa katika vikundi viwili - amorphous na fuwele. Kutokana na vipengele vya kimuundo, polima za kikundi cha pili ni ya riba kubwa kwa wazalishaji, ambayo inaweza kutoa kiwango cha juu cha mali ya kimwili na mitambo na upinzani mkubwa wa kemikali.

Kiasi cha uzalishaji wa dunia wa thermoplastics (mwaka 1990 - tani milioni 86, mwaka 2000 - tani milioni 150, mwaka 2010, kulingana na utabiri - tani milioni 258) kwa kiasi kikubwa huzidi kiasi cha uzalishaji wa dunia wa thermoplastics. Kama vichungi, vichungi vikali katika mfumo wa poda, nyuzi za urefu tofauti, miundo iliyosokotwa na isiyo ya kusuka iliyoundwa kutoka kwa nyuzi za asili tofauti za kemikali inaweza kutumika. Kulingana na kazi zilizofanywa, vichungi vimegawanywa katika vikundi vitatu:

ajizi- barite, dolomite, chaki ya asili, marumaru, nk. Matumizi yao ni kutokana na tamaa ya kupunguza gharama ya bidhaa ya mwisho, wakati baadhi ya kuzorota kwa mali ya nyenzo ni kukubalika;

Inayotumika- hasa kulingana na silicates asili - wollastonite, kaolin, mica, talc. Tabia zao za kiteknolojia zilizoboreshwa zimedhamiriwa na "sababu zilizoamuliwa kwa asili: sura ya chembe, kiwango cha anisotropy yao, kemia ya uso wa chembe kuhusiana na polima;

Imetekelezwa au kurekebishwa kwa uso. Inajulikana kuwa ili kuboresha ubora na ushindani wa vifaa vyenye mchanganyiko, ni muhimu kurekebisha kiutendaji uso wa vichungi na misombo ya kikaboni na/au isokaboni, ambayo inafanya uwezekano wa kutoa mali ya ziada kwa kichungi ambacho huboresha au kuongeza vigezo muhimu. ya thermoplastic. Ni kundi la tatu la vichungi ambavyo vinaahidi zaidi kwa utengenezaji wa vifaa vya mchanganyiko wa thermoplastic.

Kuhusiana na yaliyotangulia, kichungi kinakuwa mtoaji wa mali maalum, ambayo inafanya uwezekano wa kuongeza, kuchukua nafasi au kuokoa nyongeza za kiteknolojia zinazolingana. Matumizi ya vichungi katika polima hukuruhusu kudhibiti mali ya bidhaa katika anuwai ya matumizi.

Nyenzo za mchanganyiko wa thermoplastic zinaweza kugawanywa kwa masharti katika vikundi vifuatavyo kulingana na sifa zinazohitajika kwa bidhaa ya mwisho na wigo:

Imejazwa - imeongeza sifa za nguvu kutokana na kuanzishwa kwa fillers ya madini - ugumu, nguvu, upinzani wa shrinkage;

Kuungua polepole - imeongeza upinzani wa moto na hauunga mkono mwako bila chanzo cha nje cha moto kutokana na kuanzishwa kwa viongeza maalum - retardants ya moto;

Adhesive - imeongeza mali ya wambiso katika polymer-polymer, mifumo ya polymer-chuma, nk. kwa kurekebisha copolymers vile: ethylene vinyl acetate copolymer, ethilini ethyl acrylate copolymer;

Frost-sugu - imeongezeka upinzani kwa joto la chini kutokana na kuanzishwa kwa fillers madini na elastomers;

Crosslinked - imeongeza upinzani wa joto, nguvu na rigidity kutokana na mionzi au kemikali crosslinking ya polymer;

Polymatrix - kuwa na mali ya ziada ambayo ni tofauti na darasa la msingi kutokana na kuchanganya kwa darasa tofauti za polima;

Mseto - wameongeza chaguzi za kudhibiti mali ya mchanganyiko kwa sababu ya kuanzishwa kwa vichungi vya asili anuwai.

Mojawapo ya shida kuu za sayansi ya kisasa ya nyenzo ni uundaji wa kizazi kipya cha vifaa vya mchanganyiko wa thermoplastic ambavyo vinaweza kukidhi mahitaji yanayokinzana ya wazalishaji na watumiaji.

Msamiati.

Plastiki (plastiki, plastiki)- vifaa vya kimuundo vyenye polymer, ambayo iko katika hali ya viscous wakati wa kuunda bidhaa, na katika hali ya kioo wakati wa uendeshaji wake. Kulingana na sababu ya mpito kutoka kwa viscous hadi hali ya kioo ambayo hutokea wakati wa ukingo wa bidhaa, plastiki imegawanywa katika thermoplastics na thermoplastics.

Polima- misombo ya juu ya Masi, molekuli ambayo (macromolecules) inajumuisha idadi kubwa ya makundi ya kurudia, au vitengo vya monomeric, vinavyounganishwa na vifungo vya kemikali.

Thermoplastiki- nyenzo za polymeric zinazoruhusu mpito nyingi kwa hali ya viscous wakati inapokanzwa.

thermoplastics, thermosetting plastiki- vifaa vya polymeric, wakati moto au chini ya hatua ya ngumu, kugeuka katika hali isiyoweza kuingizwa na isiyoweza kuingizwa.

Elastomers- polima na vifaa kulingana nao. Kuwa na mali ya elastic sana katika anuwai ya joto la operesheni yao. Elastomers za kawaida ni raba na raba.

Mchanganyiko wa polima- nyimbo kulingana na oligomers thermosetting (epoxy na polyester resini, kioevu rubbers Silicone) au monomers (methacrylates, vifaa vya kuanzia kwa ajili ya awali ya polyurethanes) lengo kwa ajili ya kuhami nyaya conductive na sehemu katika umeme, uhandisi wa redio na vifaa vya elektroniki. Mahitaji ya msingi kwa misombo: kutokuwepo kwa vitu vyenye tete; uwezo wa juu wa kutosha; mnato mdogo.

Upinzani wa joto wa polima- uwezo wa kudumisha ugumu (yaani, sio kulainisha) na joto la kuongezeka. Kiashiria cha kiasi cha upinzani wa joto katika kesi hizi ni joto ambalo deformation ya sampuli chini ya hali ya mzigo wa mara kwa mara hauzidi thamani fulani.

"PHENOMENOLOJIA MFANO WA KITU CHENYE UTUNGANO KULINGANA NA MATRIX YA THERMOPLASTIC NA FIBERS FUPI ZA CARBON Mashtakov A.P., Melikhov K.V., Manyak..."

MFANO WA KIUZURI WA KITU CHENYE UTENGENEZAJI KULINGANA NA MATRIksi YA THERMOPLASTIKI NA NYYUZI FUPI ZA KABONI.

Mashtakov A.P., Melikhov K.V., Manyak I.S.

JSC NPP Rada MMS,

Petersburg, Urusi

Sifa za kimitambo za nyenzo zenye mchanganyiko zinazojumuisha matrix ya thermoplastic iliyoimarishwa na nyuzi fupi za kaboni zimesomwa kwa majaribio. Tabia zilipatikana kwenye vielelezo vilivyokatwa kutoka kwa sahani zilizochongwa kutoka kwa mfululizo wa vipimo vya uniaxial tensile. Mchakato wa ukingo wa sindano ya sahani ulifanywa kwa njia ya kiasi cha mwisho. Katika kesi hii, mfumo wa milinganyo ya mwendo wa polima kuyeyuka kama kiowevu cha Newtonian chenye mnato ulitatuliwa, ikisaidiwa na mlinganyo wa Folger-Tucker kwa ajili ya kubainisha tensor za mwelekeo wa nyuzi kwenye tumbo. Ili kujenga mfano wa uchambuzi wa nyenzo, mpango wa homogenization wa hatua mbili ulitumiwa: kwanza, mpango wa Mori-Tanaka ulitumiwa kuamua sifa za ufanisi kwa kuingizwa moja kwa sura fulani, basi, kwa kuzingatia vipengele vilivyohesabiwa vya tensor elekezi, sifa bora za seli nzima ya ujazo wa mwakilishi ziliamuliwa kwa kutumia mpango wa Voit. Fiber zilichukuliwa kuwa isotropiki ya elastic, matrix ilichukuliwa kuwa elastic-plastiki na kigezo cha Mises na isotropic, sheria ya kuimarisha sheria (J2-model). Kama kielelezo cha kuvunjika, kielelezo cha kwanza cha kuvunjika kwa "punje-pseudo-punje" na kigezo cha nguvu cha Tsai-Hill kilichaguliwa. Sifa za matrix na nyuzi, pamoja na vigezo vya kigezo cha kushindwa, zilichaguliwa mara kwa mara kulingana na hali ya makubaliano bora kati ya mikondo iliyohesabiwa na ya majaribio kwa aina tatu za vielelezo kwa kutumia mbinu ya angalau mraba. Matokeo yaliyowasilishwa kwa njia ya ulinganisho wa mikunjo ya mkazo yanaonyesha makubaliano ya kuridhisha na majaribio katika maeneo nyororo na yasiyopungua.

S. T. Chung na T. H. Won. Uigaji wa Nambari wa Mwelekeo wa Nyuzi katika Uundaji wa Sindano ya Thermoplastic Inayoimarishwa na Nyuzi Mfupi-Fiber. UHANDISI NA SAYANSI, KATI YA APRILI 1995, Vol. 35, NO. 7.-p. 604-618.

B. E. VerWeyst, C. L. Tucker III, P. H. Foss_, J. F. O'Gara. Mwelekeo wa nyuzi katika vipengele vilivyoundwa kwa sindano ya 3-D: utabiri na majaribio/ Usindikaji wa Kimataifa wa Polima, Juni 18, 1999.

Mori T, Tanaka K. Mkazo wa wastani katika tumbo na wastani wa nishati ya elastic ya nyenzo zilizo na mijumuisho isiyofaa. Acta Metall 1973; 21:571-574.

R. Christensen. Utangulizi wa mechanics ya composites / R. Christensen. - M.: Mir, 1982. - 334 p.

S. Kammoun, I. Doghri, L. Adam, G. Robert, L. Delannay. Mfano wa kwanza wa kushindwa kwa nafaka-ghushi kwa composites inelastic na nyuzi fupi zisizopangwa vibaya. Mchanganyiko: Sehemu A 42 (2011) 1892-1902.

J. M. Kaiser, M. Stommel. Utabiri wa nguvu wa polima fupi zilizoimarishwa za nyuzi. Jarida la Teknolojia ya Plastiki 8 (2012) 3, 278-300.

Kazi zinazofanana:

"Mkataba No. _ kwa utoaji wa huduma kwa bima ya hiari ya gari dhidi ya uharibifu, wizi au wizi (CASCO), Moscow "" 201_g. Taasisi ya Bajeti ya Jimbo la Shirikisho la Taasisi ya Sayansi ... "

“MUHTASARI1. Taarifa kuhusu wewe mwenyewe1. Nambari ya jina la Abai2. Jina la Raushan3. Jina la kati Madiyarizy4. Tarehe na mahali pa kuzaliwa 12/01/1994 Mkoa wa Karaganda Mji wa Karaganda5. Raia wa Kazakh6. Jinsia Mwanamke7. Hali ya ndoa Sio kuolewa8. Anwani ya nyumbani Karaganda, Prikanal ... "

“TANGAZO LA MABADILIKO YA TANGAZO LA MNADA WA KIELEKTRONIKI No. 163/А/АВР TAREHE 01/26/2017 NA KWA WARAKA KUHUSU UTENDAJI WA MNADA WA KIELEKTRONIKI WA KAZI KUHUSU UKARABATI MKUBWA WA MALI (UUZAJI WA MALI NA MALI) au) marejesho (kukarabati) na (au) marejesho (kukarabati) na (au) marejesho (kukarabati) »

"Chama cha Umma "Shirikisho la Karati la Belarusi" Uainishaji NA MAHITAJI YA KIUFUNDI KWA MAGARI YA MASHINDANO "KART" Ilianza kutumika mnamo Machi 1, 2012 Iliyopitishwa na Baraza la Itifaki ya BFC ya Februari 25, 2012 Minsk 20 ... "

"" KATIKA ULIMWENGU WA TAALUMA"Lengo: malezi ya mwelekeo wa kitaalam wa wanafunzi kwa kupanua uelewa wao wa fani za ujenzi, kufahamiana na mipango na mipango ya Rais na Serikali ya Shirikisho la Urusi juu ya ufahari ... "

"Baraza la Haki za Binadamu Kikao cha thelathini Ajenda kipengele 5 Vyombo na taratibu za haki za binadamu Ripoti ya Kikundi Kazi cha Serikali Iliyo na Uwazi kwenye Rasimu ya Azimio la Umoja wa Mataifa kuhusu Haki za Wakulima na Watu Wengine Wanaofanya Kazi Vijijini Mwenyekiti..."

"Ushirika usio wa faida Shirika la kujidhibiti "Chama cha Wabunifu wa Kikanda" (NP SRO "ROP") Dakika Na. 128 ya mkutano wa Baraza la Shirika la Kujidhibiti la Ushirikiano Wasio wa Faida "Chama cha Wabunifu wa Kikanda" Novemba 22, 2013 Mahali ... "

«Roil Platinum, Kisafishaji cha Mfumo wa Petroli "Roil Platinum™ Metal Conditioner" Ufungashaji: 500 ml., l 4 Kusudi: Baada ya muda, injini yako huchoka kutokana na msuguano. Roil Platinum™ Metal Conditioner inaweza kupanua maisha na nguvu ya injini ya gari lako, kupunguza gharama za ukarabati kwa kupunguza...

«UDK 621.921 UCHAGUZI WA MITINDO YA KUSAGA UNAOZINGATIA UVAAJI WA V.V. Borisov1, I.D. Ibatullin1, D.R. Zagidullina2 1 Chuo Kikuu cha Ufundi cha Jimbo la Samara 2 Chuo Kikuu cha Jimbo la Bashkir

"WIZARA YA ELIMU NA SAYANSI YA SHIRIKISHO LA URUSI taasisi ya serikali ya shirikisho inayojiendesha ya elimu ya juu" UTAFITI WA KITAIFA WA CHUO KIKUU CHA TOMSK POLYTECHNICAL "IPITISHE Naibu. Mkurugenzi wa Taasisi ya Cybernetics kwa Masuala ya Kitaaluma S.A. Gaivoronsky "_" 2015 PROGRAMU YA KUFANYA KAZI YA NIDHAMU "KUSHAURI KWA MOJA KWA MOJA ..."

2017 www.site - "Maktaba ya elektroniki ya bure - hati za elektroniki"

Nyenzo za tovuti hii zimewekwa kwa ukaguzi, haki zote ni za waandishi wao.
Ikiwa hukubaliani kwamba nyenzo zako zimechapishwa kwenye tovuti hii, tafadhali tuandikie, tutaiondoa ndani ya siku 1-2 za kazi.

"Ufafanuzi na uainishaji wa composites ya polima Nyenzo za mchanganyiko ni nyenzo zilizopatikana kutoka kwa vipengele viwili au zaidi na ..."

-- [ Ukurasa 1] --

MADA YA 1. UFAFANUZI NA UAINISHAJI WA POLYMERA

COMPOSITES. UTARATIBU WA MWINGILIANO WA VIFUNGO

Enzi ya kisasa inaweza kuitwa karne ya polima na vifaa vya mchanganyiko.

Ufafanuzi na uainishaji wa composites za polymer

Vifaa vya mchanganyiko ni nyenzo zilizofanywa kutoka kwa vipengele viwili au zaidi na

inayojumuisha awamu mbili au zaidi. Sehemu moja (matrix) huunda kuendelea

awamu, nyingine ni filler. Vifaa vya mchanganyiko ni mifumo tofauti na inaweza kugawanywa katika madarasa matatu kuu:

1. Mifumo ya matrix inayojumuisha awamu inayoendelea (matrix) na awamu iliyotawanywa (chembe tofauti).

2. Nyimbo zilizo na vichungi vya nyuzi.

3. Nyimbo zenye muundo unaoingiliana wa awamu mbili au zaidi zinazoendelea.

Manufaa ya utunzi wa polima tofauti tofauti kwa kulinganisha na polima zenye homogeneous:

1. kuongezeka kwa rigidity, nguvu, utulivu dimensional.

2. kuongezeka kwa kazi ya uharibifu na nguvu ya athari.

3. kuongezeka kwa upinzani wa joto.

4. kupunguza upenyezaji wa gesi na mvuke.

5. mali ya umeme inayoweza kubadilishwa.

6. gharama iliyopunguzwa.

Haiwezekani kufikia mchanganyiko wa mali hizi zote katika muundo mmoja. Kwa kuongeza, mafanikio ya faida mara nyingi hufuatana na kuonekana kwa mali zisizohitajika (ugumu wa mtiririko, kwa hiyo, ukingo, kuzorota kwa mali fulani ya kimwili na mitambo).

Tofauti kubwa katika mali ya nyimbo inaweza kupatikana tu kwa kubadilisha morpholojia na nguvu ya wambiso kati ya awamu.

Kwa upitishaji sare wa kitendo cha nje kupitia tumbo na usambazaji wake kwa chembe zote za kichungi, kushikamana kwa nguvu kwenye kiolesura cha kujaza matrix inahitajika, ambayo hupatikana kupitia adsorption au mwingiliano wa kemikali.

Uwepo wa kuunganisha vile kati ya vipengele visivyofaa katika plastiki tofauti hutofautisha kutoka kwa mchanganyiko wa mitambo.

Matrix inaweza kuwa chuma, kauri, kaboni. Kijazaji kinawasilishwa kwa namna ya chembe na nyuzi na mali ya juu zaidi ya kimwili na mitambo kuliko tumbo.

Chembe kwa kawaida hujulikana kama kichujio chembe, zina umbo la muda usiojulikana, la ujazo, la duara au lenye magamba na saizi kutoka sehemu za mm hadi mikroni na maadili ya nanoscale.

Kijazaji cha inert kivitendo haibadilishi mali ya muundo.

Kijazaji kinachofanya kazi hubadilisha sana mali ya muundo. Kwa mfano, nyuzi zina sifa za elastic-nguvu ambazo ni amri mbili za ukubwa wa juu kuliko zile za matrix. Wanaweza kuwa mfululizo au mfupi. Kipenyo cha nyuzi nyembamba ni microns 5-15, nene (boroni au silicon carbudi) - 60-100 microns. Urefu wa nyuzi fupi ni kutoka 1-2 hadi 20-50 mm.

Jina la mchanganyiko linalingana na asili ya nyuzi: kioo-, kaboni-, organo-, plastiki ya boroni, nk Kwa chaguzi za mseto - plastiki ya kioo-kaboni, organoboroplasts, nk.

Mwelekeo wa nyuzi huamua mpito kutoka kwa plastiki iliyojaa hadi plastiki iliyoimarishwa. Ni mfumo wa nyuzi zinazoelekezwa pamoja na matrix ya polima. Plastiki ni pamoja na vifaa ambavyo sehemu yake ya lazima ni aina fulani ya polima ambayo iko katika hali ya plastiki au mnato wakati wa kuunda bidhaa, na katika hali ya glasi au fuwele wakati wa operesheni. Plastiki inaweza kuwa homogeneous au tofauti. Plastiki imegawanywa katika thermoplastics na thermoplastics.

Uainishaji wa mchanganyiko:

1. Kwa asili ya tumbo:

thermoset thermoplastic.

mseto.

Matrix ya thermosetting - matrix iliyopatikana kwa kuponya epoxy, etha, imide, organosilicon na oligomers nyingine katika mchakato wa utengenezaji wa composites.

Matrix ya thermoplastic - matrix ambayo huyeyuka ili kuingiza kichungi na kisha kupozwa. Hizi ni PE, PP, sulfone za polyarylene, sulfidi, ketoni.

Matrix ya mseto inaweza kuchanganya vipengele vya thermoset na thermoplastic.

2. Kwa asili na fomu ya kujaza.

Dutu za kikaboni na zisizo za asili za asili au asili ya bandia. Moduli ya elasticity ya kujaza inaweza kuwa ya chini au ya juu kuliko moduli ya elasticity ya binder. Vichungi vya moduli ya chini, ambavyo kwa kawaida hutumiwa kama elastomers, bila kupunguza upinzani wa joto na ugumu wa polima, hupa nyenzo upinzani wa kuongezeka kwa mizigo ya kubadilishana na ya athari, lakini huongeza mgawo wake wa upanuzi wa joto na kupunguza upinzani wa deformation. Ya juu ya moduli ya elasticity ya filler na kiwango cha kujaza, zaidi ya upinzani deformation ya nyenzo.

Mchanganyiko uliojaa mtawanyiko, Nyenzo kulingana na nyuzi fupi na zinazoendelea.

Asili ya kemikali ya chembe ni tofauti: chaki, mica, oksidi za chuma, nyanja za glasi, kaboni katika mfumo wa soti au fullerenes, aerosil, glasi au flakes za udongo, inclusions kama mpira, nk.

Kuimarisha nyuzi - kioo, kikaboni, kaboni, nk. Boroni yenye sugu ya joto na nyuzi za carbudi za silicon pia zinajulikana, ambazo hutumiwa mara nyingi kwa kuimarisha metali.

3. Kwa mujibu wa muundo wa polymer composites Matrix - kwa ajili ya vifaa kulingana na kutawanywa na mfupi chembe nyuzinyuzi, Layered (mbili-dimensional) na volumetric kwa ajili ya plastiki kraftigare kulingana na vifaa kusuka na yasiyo ya kusuka.

Nyenzo za gradient na muundo wa kutofautiana.

4. Kulingana na kiwango cha mwelekeo wa kichungi, anisotropy ya nyenzo:

Inajumuisha na mpangilio wa nasibu wa chembe na nyuzi, na muundo wa isotropiki, unaojumuisha na mwelekeo wa nyuzi unidirectional, na anisotropy iliyotamkwa, 90 °), inajumuisha na msalaba, mwelekeo wa orthotropiki (0, na anisotropy iliyotolewa, composites na oblique. mwelekeo wa nyuzi kwa pembe tofauti na 90, hujumuisha na muundo wa shabiki unaojumuisha safu na mwelekeo tofauti wa nyuzi.

5. Kulingana na njia za utengenezaji wa vifaa na bidhaa:

njia za hatua moja - extrusion na "mvua" vilima, pultrusion (broaching), kutengeneza utupu, njia mbili za hatua kwa ajili ya uzalishaji wa awali wa yasiyo ya oriented (premixes) au oriented (prepregs) fibrous nyenzo (bidhaa nusu ya kumaliza) kuingizwa na binder, ikifuatiwa na ukingo wa nyenzo (laminate) na "kavu" njia za vilima , kubwa, ukingo wa autoclave.

6. Kwa idadi ya vipengele:

sehemu mbili, sehemu tatu PCM, kuchanganya chembe kutawanywa na nyuzi fupi, polyfiber mseto PCM, kuchanganya nyuzi na sawa (kioo-organoplastic) au kwa kiasi kikubwa tofauti (kioo-kaboni fiber) deformability, miundo polymatrix, kwa mfano, kulingana na mchanganyiko. ya vifunga vya thermosetting na thermoplastic.

7. Kwa kiasi cha yaliyomo kwenye kichungi:

na muundo usio na mwelekeo - yaliyomo kwenye kichungi ni 30-40% -, na muundo ulioelekezwa - 50-75%, nyuzi za organo zilizojaa sana - 75-95% -.

8. Kwa utendakazi:

moja-kazi (muundo), multifunctional, uwezo wa kujitambua (smart), multifunctional, uwezo wa utambuzi binafsi na kukabiliana na binafsi (akili).

Wakati wa kubuni plastiki ya mchanganyiko, kuna hatua mbili (tazama jedwali):

1-hesabu - uchambuzi, 2 - majaribio - teknolojia.

1 - inajumuisha: uchambuzi wa hali ya kupakia iliyotolewa na uamuzi wa njia ya kujenga plastiki na mali muhimu. Uwakilishi na fomula zilizochukuliwa kutoka kwa mechanics ya vifaa vya mchanganyiko hutumiwa:

a) mbinu ya uzushi inategemea utumiaji wa milinganyo ya nadharia ya elasticity, kutambaa, nk. kwa vifaa vya anisotropiki, b) - kuanzisha utegemezi wa sifa za mitambo ya utungaji kwa ukubwa wa chembe za kujaza, mali ya mitambo ya vipengele, maudhui ya kiasi chao, nk. . Microlevel - kiwango cha heterogeneity ya kimuundo, inayolingana na vipimo vya kupita vya vitu vya kujaza - kipenyo cha chembe za kujaza au unene wa safu ya kuimarisha.

Jedwali Inahitajika sifa za mitambo ya plastiki ya mchanganyiko Uchaguzi wa vipengele na Uchaguzi wao wa uwiano wa mpango wa kuimarisha katika muundo.

-  –  –

Uwiano wa Ukubwa wa Umbo Utaratibu wa mwingiliano wa vipengele vya PCM Hebu tuzingatie utaratibu wa uhamisho wa mkazo kutoka kwenye tumbo hadi kwenye kichungi kulingana na usanidi wake.

Katika kesi rahisi zaidi, wakati polima inaimarishwa na nyuzi zinazoendelea zisizo na mwelekeo na inakabiliwa na kunyoosha kwa mwelekeo wa mwelekeo wao, deformation ya vipengele ni sawa na matatizo yanayotokea ndani yao ni sawia na modulus ya elasticity ya nyuzi na. tumbo. Ikiwa katika mfano huo huo nyuzi ni tofauti, basi usambazaji wa dhiki hugeuka kuwa usio sawa kwa urefu wa nyuzi. Hakuna mvutano kwenye ncha za nyuzi, lakini kuna mikazo ya tangential kwenye mpaka wa matrix ya nyuzi, ambayo hatua kwa hatua inahusisha fiber katika kazi. Ukuaji wa mikazo ya mkazo katika nyuzinyuzi huendelea hadi kufikia kiwango cha wastani cha mikazo inayozingatiwa katika nyuzi inayoendelea. Ipasavyo, urefu ambao hii hutokea inaitwa "isiyofaa". Kwa shida inayoongezeka, urefu "usio na ufanisi" unakua na kufikia thamani yake ya juu kwa dhiki inayolingana na nguvu ya nyuzi. Katika kesi hii, urefu "usiofaa" unaitwa "muhimu" I. Ni sifa muhimu ya mwingiliano wa viunzi na inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula ya Kelly lcr/dvol = vol/2mat (1) ambapo dvol na vol ni kipenyo cha nyuzi na nguvu; mkeka - nguvu ya mavuno ya matrix au nguvu ya wambiso ya mfumo.

Kulingana na nguvu za nyuzi na aina ya matrix ya polymer, uwiano wa lcr / dvol unaweza kutofautiana kutoka 10 hadi 200; kwa dvol 10 µm, lcr = 0.15-2.0 mm.

Inafuata kutoka kwa hoja hapo juu kwamba katika mpito kutoka kwa nyuzi zinazoendelea hadi zisizo za kawaida, sehemu ya urefu wa kila nyuzi haitaona mzigo kamili. Ufupi wa nyuzi za kuimarisha, ni chini ya ufanisi. Katika l lcr, matrix chini ya hali yoyote inaweza kuhamisha kwa nyuzi dhiki ya kutosha kuiharibu. Kutoka kwa hii inafuata kwamba uwezo wa kuimarisha wa nyuzi fupi (ongezeko la sifa za elastic-nguvu ya polymer) ni chini sana. Hasa unapozingatia mwelekeo wa nyuzi, ambazo katika nyenzo hizo sio bora.

Muundo wa vifaa kulingana na nyuzi fupi ni badala ya machafuko. Faida ya fillers fupi-fiber imedhamiriwa na uwezekano wa usindikaji wa kasi wa vifaa katika bidhaa. Hata hivyo, wakati wa mchakato wa kutupa au extrusion, uharibifu wa ziada wa nyuzi hutokea, urefu ambao kawaida hupunguzwa hadi 0.1-1 mm.

Wakati wa kubadili kichungi cha poda iliyotawanywa, uwezekano wa uhamishaji wa mafadhaiko kutoka kwa tumbo hadi kwa kichungi hupunguzwa sana hivi kwamba mchango wake katika kuongezeka kwa nguvu ya mchanganyiko huanza kushindana na kupungua kwa nguvu ya matrix kwa sababu ya matokeo. dhiki kutofautiana na maendeleo ya kasoro. Kwa sababu ya hili, nguvu ya composite vile kawaida haina kuongezeka ikilinganishwa na nguvu ya matrix (wakati mwingine hata kupunguzwa kidogo).

Wakati wa kujaza thermoplastics ya viscous na fillers rigid kwa kiasi cha zaidi ya 20%, mpito kutoka kwa mtiririko wa plastiki hadi fracture brittle huzingatiwa. Katika kesi hii, kuna upungufu mkubwa wa nguvu ya athari, kazi ya uharibifu. Moduli ya elasticity huongezeka na ongezeko la kiasi cha kujaza, lakini wakati huo huo, saizi na idadi ya nyufa, "pseudopores" ambazo huonekana wakati wa upakiaji wakati matrix inatoka kutoka kwa chembe zilizotawanywa wakati wa kufikia mafadhaiko yanayolingana na. nguvu ya wambiso ya mfumo, ongezeko. Uchunguzi wa kinadharia na majaribio unaonyesha kwamba kwa kupunguza ukubwa wa chembe za kujaza na kueneza kipenyo chao, inawezekana kupunguza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa kuonekana kwa kasoro kubwa.

Sababu kuu ya ugumu ni mabadiliko katika mwelekeo wa ukuaji wa nyufa wakati wanagusana na chembe ngumu za kichungi. Mwelekeo unaowezekana zaidi wa ukuaji wa ufa ni perpendicular kwa mwelekeo wa nguvu inayotumiwa. Ikiwa chembe ya kujaza iko katika mwelekeo huu, basi ufa unapaswa kubadilisha mwelekeo wake tangentially kwenye uso wa chembe. Kwa hivyo, ikiwa chembe ziko katika mfumo wa nyuzi na zimeinuliwa kwa mwelekeo wa nguvu ya kaimu. Uenezi wa nyufa kando ya chembe za vichungi haujajumuishwa.

Wakati wa kutumia fiber monolithic na sehemu ya msalaba wa pande zote, mali ya mitambo kawaida hufikia kiwango cha juu cha 2 = 0.65 - 0.7. Wakati wa kutumia njia za usahihi za kuwekewa nyuzi za wasifu, inawezekana kuongeza 2 hadi 0.85, baada ya hapo nguvu ya nyimbo huanza kutegemea zaidi juu ya nguvu ya kujitoa kwenye interface ya fiber-binding kuliko nguvu ya fiber.

Kwa kiwango sawa cha kujaza (2 = 0.7) na uwiano wa moduli ya elastic (E2 / E1 = 21), rigidity ya plastiki yenye nyuzi za sehemu ya triangular katika mwelekeo wa transverse huzidi rigidity ya plastiki yenye nyuzi za sehemu ya pande zote kwa mara 1.5.

Kubadilisha fiber monolithic na moja mashimo hufanya iwezekanavyo kuongeza kasi ya nguvu maalum na rigidity ya bidhaa katika compression na bending, tangu wakati wa inertia huongezeka na molekuli sawa ya nyuzi.

Haifai kutumia nyuzi za mashimo katika nyimbo zenye mvutano kwa sababu ya nguvu ndogo ya nyuzi zilizo na wasifu. Wakati wa kunyoa, ni bora kutumia nyuzi zilizo na wasifu.

Mwelekeo mwingine katika kuundwa kwa polima zilizojaa chembe ni marekebisho yao na chembe za mpira ili kupunguza brittleness na kuongeza upinzani wa athari.

Matokeo chanya yamepatikana kwa polystyrene ya juu, epoxy na matrices mengine. Utaratibu wa ugumu wa nyenzo ni dhahiri kuwa ngumu sana, lakini jukumu kuu linapewa kizuizi cha ukuzaji wa nyufa na chembe za mpira. Waandishi wengi wanaonyesha umuhimu wa kuunda safu ya mpito na mshikamano wa juu kwa polima ya matrix na awamu ya mpira ili kuongeza nguvu.

Hebu turudi kwenye mchanganyiko wa unidirectional kulingana na nyuzi zinazoendelea na fikiria mifano ya micromechanical ya uharibifu wake. Fiber za msingi zina sifa za nguvu za juu sana, mara kumi zaidi ya nguvu za sampuli nyingi. Kwa mfano, nguvu ya kioo kikubwa ni 50-70 MPa, na kwa namna ya nyuzi - 2.5-3.0 GPa; picha sawa inazingatiwa kwa nyuzi za kikaboni na kaboni, nguvu ambayo hufikia 4-6 GPa. Tofauti hii inaelezwa ama kwa ushawishi wa kipengele cha kiwango (ukubwa wa uso wa nyuzi huamua ukubwa wa kasoro iwezekanavyo) au kwa athari ya mwelekeo, ambayo ni tabia sana ya nyuzi za kikaboni.

Wakati wa kupima nyuzi za msingi, mtawanyiko mkubwa wa maadili ya nguvu ya majaribio huzingatiwa. Kwa hiyo, angalau sampuli 50 zinajaribiwa, thamani ya wastani na tofauti zake hupatikana.

Kulingana na nadharia tete ya kiungo, Weibull alipata mlinganyo ufuatao wa uwezekano wa uharibifu Р() wa sampuli chini ya mkazo na urefu wa sampuli L:

Р() = 1 - kumalizika(-L), (2)

ambazo mara kwa mara zimedhamiriwa kutoka kwa usambazaji wa nguvu uliopatikana kwa majaribio wa nyuzi za msingi. Kigezo P kinaonyesha kasoro ya sampuli.

Thamani za mgawo hutofautiana kutoka 3-5 kwa kawaida hadi 10-12 kwa nyuzi "zisizo" za kioo.

Kwa kweli, mtu mara chache hushughulika na nyuzi za msingi, kwa kawaida na kifungu kinachojumuisha nyuzi nyingi. Kulingana na dhana za kinadharia za Daniels, kupungua kwa nguvu ya kifungu cha nyuzi zisizounganishwa ikilinganishwa na nguvu ya wastani ya ng'ombe imedhamiriwa na mtawanyiko wa nguvu zao. Katika mchakato wa kupakia, wakati nguvu ya mvutano wa nyuzi yoyote inapofikiwa, huvunja na haishiriki tena katika kazi.

Nguvu inasambazwa tena kwa nyuzi nzima, mchakato unaendelea hadi wakati wa uharibifu unaofanana na wa wengi, na kisha nyuzi zote kwenye uzi (kifungu). Kwa = 10, nguvu ya thread n ni takriban 80% ya nguvu ya wastani ya fiber ya msingi.

Uchambuzi wa mchoro wa upakiaji wa thread - inafanya uwezekano wa kufuatilia mchakato mzima wa kupasuka kwa nyuzi taratibu. Pia inafanya uwezekano wa kutambua kasoro fulani katika thread, hasa, tofauti ya urefu (tofauti ya mvutano) wa nyuzi, ambayo huongeza yasiyo ya wakati huo huo ya uharibifu wao. Mwingiliano (utumwa) wa nyuzi, kwa sababu ya kuunganishwa au sehemu, hujidhihirisha katika asili ya michoro.

- ambayo inakuwa ya mstari zaidi. Mgawo wa Weibull kwa kifungu kisichounganishwa cha nyuzi kinapaswa kubaki sawa na kwa nyuzi za msingi: Katika kesi ya kuunganisha kwao, inaelekea kuongezeka.

Matrix ya polymer ambayo hufunga boriti katika moja nzima - microplastic - inaongoza kwa ongezeko la nguvu zake. Katika kesi hii, nguvu kivitendo haitegemei urefu wa sampuli (= 30-50), ambayo inaonyesha mabadiliko katika utaratibu wa fracture. Ukweli ni kwamba nyuzi iliyokatwa mahali fulani haachi kuona mzigo, kama kwenye uzi, lakini inaendelea kufanya kazi kwa kiwango sawa cha dhiki kama kwenye nyuzi za jirani. Hii hutokea kwa umbali lcr kutoka kwa tovuti ya fracture kwa mujibu wa utaratibu ambao ulizingatiwa hapo juu kwa vifaa vinavyotokana na nyuzi fupi.

Kwa mujibu wa nadharia ya takwimu ya nguvu iliyotengenezwa na Gurland na Rosen, kushindwa kwa mvutano wa mchanganyiko wa unidirectional hutokea kwa njia ya mkusanyiko wa kupasuka, kuponda nyuzi kwenye tumbo la polymer. Katika kesi hiyo, nguvu ya kinadharia ya nyuzi tr katika composite ni sawa na nguvu ya kifungu kisichofungwa cha nyuzi za urefu wa "muhimu" lcr.

tr = (lkre)–1/ Katika mazoezi, mchakato wa kuponda nyuzi hauwezi kukamilika. Kawaida huingiliwa na kuonekana na maendeleo ya ufa kuu kutokana na overstresses katika sehemu ambapo idadi kubwa ya kasoro hujilimbikiza, au kwa delamination kwenye interface ya fiber-binder. Utaratibu huu unaruhusu kupata maadili ya juu ya nguvu, kwani inahusishwa na uharibifu wa nishati kwa ajili ya malezi ya nyuso kubwa za bure. Kwa msingi wa hii, wakati wa kuzingatia suala la kutambua nguvu ya nyuzi kwenye mchanganyiko, inashauriwa kulinganisha maadili ya majaribio ya wc na nguvu tr, ambayo inaweza kuwa katika utekelezaji wa utaratibu wa kusagwa kwa nyuzi:

Kp = ox / tr, ambapo Kp ni mgawo wa utambuzi wa nguvu.

Thamani zake halisi hufikia 60-80% kwa glasi-, organo- na plastiki zilizoimarishwa kwa kaboni kulingana na nyuzi kali zaidi.

Njia kama hiyo pia imependekezwa kusoma utambuzi wa nguvu za plastiki zilizoimarishwa kwa glasi chini ya ukandamizaji wa longitudinal.

Hivi sasa, chaguzi kuu mbili za mifumo ya kushindwa zinazingatiwa:

Uharibifu kutokana na buckling ya nyuzi kwenye msingi wa elastic;

Uwekaji wa nyenzo kutokana na athari za mikazo ya kukata.

Utegemezi mkuu unaotokana na kuzingatia mfano wa kwanza wa kuvunjika unahusiana na nguvu ya kukandamiza ya nyenzo ya tszh na moduli ya shear ya Gm ya tumbo na sehemu yake ya kiasi cha m:

tszh = Gm / Vm Mahesabu yaliyofanywa kulingana na fomula hii hutoa maadili ya juu sana ya kinadharia ya tszh. Kwa mfano, na moduli ya shear Gm = 1-1.5 GPa, ya kawaida kwa resini za epoxy, na m = 30%, nguvu ya compressive tszh inaweza kuwa 3-5 GPa, wakati kwa vifaa halisi hauzidi 1.5 GPa .

Inaweza kusemwa kuwa katika hali zote kuna uwiano kati ya nguvu ya plastiki iliyoimarishwa glasi chini ya ukandamizaji wa HOA na shear shear:

tszh = K shift, ambayo inaonyesha kuwa utaratibu wa pili unatawala. Hii inaweza kuelezewa na kasoro katika muundo wa sampuli na uwanja wa mkazo usio na usawa ambao hutokea wakati wa kupima. Mbinu maalum kwa ajili ya maandalizi na utafiti wa fiberglass unidirectional ilifanya iwezekanavyo kuongeza TCF hadi 2-3 GPa, yaani, kwa kiasi kikubwa iliwezekana kutekeleza utaratibu wa kuunganisha nyuzi, kuongeza mgawo wa utambuzi wa nguvu kutoka 30-40. hadi 60-70%.

Wakati organoplastics imesisitizwa, uharibifu hutokea kando ya ndege ya shear iliyoelekezwa kwa pembe ya 45 ° kwa mhimili wa nyuzi, ambayo ni ya kawaida kwa nyuzi za plastiki.

Utaratibu kama huo unaonekana kuchukua nafasi ya plastiki ya kaboni, ingawa katika kesi hii imejumuishwa na kipengele cha kukata.

Aina mbalimbali za mifumo ya uharibifu wa composites hutuwezesha kuinua swali la kuboresha mali ya binder. Kwa mfano, ili kuongeza nguvu ya nguvu ya nyenzo kando ya nyuzi, ni muhimu kupunguza urefu "muhimu", ambao unapatikana kwa kuongeza rigidity ya matrix. Kwa upande mwingine, hii inasababisha kuongezeka kwa mkusanyiko wa dhiki na ukuaji wa ufa kuu. Ushindani wa taratibu hizi huzingatiwa kwa namna ya utegemezi uliokithiri wa nguvu ya mchanganyiko juu ya nguvu ya mavuno ya binder, ambayo ni tofauti kwa kubadilisha joto, kasi ya kupima, au kuanzishwa kwa viongeza vya plastiki.

Katika kila kisa, bora ni:

inategemea asili ya nyuzi, kuwepo kwa matatizo ya teknolojia zilizopo na kasoro. Mahitaji ya kupingana kwa binder yanazidishwa wakati wa kuzingatia utengenezaji wake, upinzani wa joto, uwezo wa kunyonya athari za nguvu (nguvu ya athari), nk. Hatua dhaifu ya vifaa vya composite ni nguvu zao za chini na ulemavu wa shear. Kwa hiyo, matatizo ya kiteknolojia na uendeshaji mara nyingi husababisha ngozi ya nyenzo.

Upinzani wa ufa wa composite kawaida hujulikana na ugumu maalum wa fracture Gc, yaani, nishati inayotolewa wakati wa kuundwa kwa uso mpya. Kadiri ugumu wa fracture maalum unavyoongezeka, ndivyo upinzani wa kiunganishi unavyoongezeka kwa delamination. Mnato wa interlaminar huongezeka kwa kuongezeka kwa ulemavu wa matriki, kunata kwa nyuzi-to-matriki, na unene wa dhamana ya nyuzi-hadi-nyuzi (VCB).

Marekebisho ya matrices ya epoxy na rubbers hayakusababisha uboreshaji mkubwa katika mali ya vifaa. Labda hii ni kutokana na ukweli kwamba eneo la plastiki katika composite ni mdogo na ukubwa wa nafasi ya interfiber. Athari kubwa zaidi huzingatiwa wakati wa kutumia matrices ya thermoplastic, kwa mfano, PSF, ulemavu ambao hufikia 80-100%. Katika kesi hii, maadili ya Gc huongezeka kwa karibu agizo la ukubwa.

Mifano ya micromechanical ya composites ya polima hufanya iwezekanavyo kufichua utegemezi wa uchambuzi unaoonyesha ushawishi wa mali ya nyuzi, matrix, mwingiliano wao wa wambiso, muundo wa nyenzo, na taratibu za fracture kwenye sifa za macroscopic elastic-nguvu ya safu ya unidirectional. Wanaelezea kwa mafanikio zaidi moduli ya kikomo ya elasticity na nguvu ya mkazo ya mchanganyiko. Katika kesi wakati upungufu wa nyuzi na tumbo ni sawa, mahusiano ya ziada yafuatayo yanafanyika, ambayo yanaonyesha mchango wa kila sehemu kwa uwiano wa maudhui yake ya kiasi Ek = Evv + Emm.

-  –  –

Milinganyo hii inaitwa "kanuni ya mchanganyiko".

Kwa kuwa mchango wa matrix ya polima kawaida hauzidi 2-5%, inaweza kupuuzwa:

Ек () = Евв na к ()= вв Urefu wa mchanganyiko chini ya mvutano katika mwelekeo wa transverse unajumuishwa na deformation ya nyuzi na binder. Moduli ya elasticity E () inaweza kuhesabiwa kwa formula 1/ Ek() = v/Ev + m/Em. Inapaswa kuzingatiwa kuwa moduli ya elasticity ya nyuzi zenyewe katika mwelekeo wa kupita inalingana na moduli. ya elasticity katika mwelekeo wa longitudinal tu kwa kioo cha isotropiki na nyuzi za boroni. Kwa nyuzi za kaboni na kikaboni, moduli ya transverse ni ya chini sana kuliko ile ya longitudinal. Utegemezi sawa unafanyika kwa moduli ya shear ya composite unidirectional "katika ndege" ya nyuzi.

Nguvu ya composites katika transverse mvutano-compression na shear inategemea mambo mengi, hasa juu ya mali ya tumbo, mwingiliano wambiso, muundo wa nyenzo - kuwepo kwa pores na kasoro nyingine. Utegemezi wa uchanganuzi katika kesi hii unaweza tu kuwa na tabia ya uunganisho. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa uimarishaji hupunguza nguvu ya mchanganyiko katika mwelekeo wa kupita (transverse) kwa karibu mara 2 ikilinganishwa na nguvu ya matrix ya homogeneous.

Mali ya nguvu ya elastic ya composites Nguvu na ugumu ni sifa muhimu zaidi za nyenzo yoyote. Wakati sampuli inapopakiwa na mvutano au ukandamizaji, matatizo ya kawaida na matatizo yanayofanana hutokea ndani yake, ambayo huongezeka hadi nyenzo ziharibiwe.

Dhiki ya mwisho (ya juu) inaitwa nguvu zake. Kwa vifaa vya laini vya elastic, kuna uwiano wa moja kwa moja kati ya dhiki na deformation sheria ya Hooke \u003d E. Mgawo wa uwiano unaonyesha ugumu wa nyenzo na inaonyeshwa kama moduli ya elastic, au moduli ya Young E.

Sheria hii pia inatimizwa wakati sampuli imejaa mikazo ya shear (tangential) na kasoro zinazotokea, kwa mfano, wakati wa torsion.

Mgawo wa uwiano katika kesi hii inaitwa moduli ya shear G: =.G.

Nyenzo inaponyooshwa, wakati huo huo na kurefushwa, vipimo vyake vya kupitisha hupunguzwa, ambavyo vinajulikana kwa uwiano wa Poisson, ambao huanzisha uhusiano kati ya matatizo pamoja na x na y ya sampuli: x = µ y.

Mali ya elastic ya vifaa vya isotropiki yanaelezewa vizuri na vipengele viwili vya E na G, uhusiano kati ya ambayo inafanana na equation G = E/2 (l + µ).

Mahusiano ya hapo juu yanaelezea vizuri vifaa vya isotropiki, mali ambayo ni sawa katika pande zote. Hizi ni pamoja na polima zilizojaa chembe, pamoja na mchanganyiko kulingana na nyuzi fupi au zinazoendelea za muundo wa machafuko. (Kwa nyenzo za nyuzi, daima kuna kiwango fulani cha mwelekeo, kinachotambuliwa na ushawishi wa mambo ya teknolojia.) Wakati wa kupakia muundo wowote, hali ya mkazo wa nyenzo mara nyingi huwa inhomogeneous. Katika kesi hii, inawezekana kutambua mikazo kuu (ya juu) ambayo inaweza kusababisha uharibifu wake. Kwa mfano, katika kesi ya bomba chini ya shinikizo la ndani au nje, mikazo ya hoop ni mara mbili ya mkazo wa axial, ambayo ni, nusu ya unene wa nyenzo za isotropiki haifai kwa suala la mkazo wa axial. Inhomogeneity ya uwanja wa dhiki inaweza pia kuwa juu sana. Kwa shells zilizo na exit wazi (bunduki, mapipa ya kuzindua mabomu), uwiano wa mikazo ya radial na axial hufikia 8-10 au zaidi. Katika matukio haya, mtu anapaswa kuchukua fursa ya uwezo wa ajabu wa vifaa vya nyuzi, ambavyo vinaweza kuelekezwa kwenye tumbo kwa mujibu wa usambazaji wa mikazo kuu ya huduma.

Fikiria mfano wa safu ya unidirectional. Safu ya unidirectional ni isotropiki katika mwelekeo perpendicular kwa mhimili wa mwelekeo wa nyuzi x. moja.

-  –  –

Nguvu ya mkazo ya safu ya unidirectional kando ya nyuzi inaweza kuanzia 1.0 hadi 2.5 GPa kulingana na kiwango cha nguvu cha nyuzi, aina na maudhui ya binder. Katika kesi hiyo, nguvu katika mwelekeo wa transverse hauzidi MPa 50-80, i.e. mgawo wa anisotropy ni 20-30.

Kupotoka kidogo kwa mwelekeo wa mzigo kutoka kwa mwelekeo wa nyuzi karibu hakuna athari kwa nguvu ya mvutano wa mchanganyiko. Kwa hiyo, baadhi ya upotovu wa nyuzi (3-5 °) inaruhusiwa, iliyoundwa na kuenea maalum au kuongezeka kwa lami ya vilima ili kuongeza nguvu ya transverse ya nyenzo. Katika kesi ya ukandamizaji, hii haikubaliki, kwani inachangia maendeleo ya mikazo ya shear ambayo huamua nguvu ya ukandamizaji wa nyenzo.

Mchanganyiko wa unidirectional ni msingi wa muundo tata unaoundwa kwa kuchanganya tabaka za mtu binafsi kwa mujibu wa mahitaji ya utendaji wa kipengele cha kimuundo. Njia za utengenezaji: ukingo wa utupu au autoclave, kushinikiza, vilima.

Wacha tuzingatie zaidi mifano ya kinadharia ya kuelezea michakato ya deformation na uharibifu wa composites za tabaka za muundo tata. Kwa kawaida, mbinu mbili kuu zinaweza kutofautishwa katika maendeleo ya mbinu za hesabu: phenomenological na kimuundo. Katika mbinu ya phenomenological, nyenzo ya mchanganyiko inachukuliwa kuwa kati ya anisotropiki yenye homogeneous, mfano ambao unategemea data iliyopatikana kwa majaribio. Kigezo cha nguvu kilichochaguliwa kinatumika kwa nyenzo nzima kwa ujumla. Faida ya mifano ya phenomenological ni unyenyekevu wa mahesabu. Hata hivyo, kwa nyenzo zilizo na mpango wa kuimarisha tata, inahitajika kuamua coefficients nyingi za empirical, ambayo inahitaji idadi kubwa ya majaribio. Kwa kuongeza, mifano ya phenomenological haizingatii michakato ya kimuundo wakati wa fracture: kupasuka, microbuckling, nk.

Kuamua ukubwa bora wa chembe za kujaza Mkazo unaotokea katika sehemu tofauti za uso wa chembe (microflakes au microfibers) inategemea umbali r kutoka eneo la uso sambamba = - o (1 -) / 2r, wapi uwiano wa Poisson.

Nguvu na ongezeko la uso maalum wa filler iliyotawanywa vizuri huongezeka hadi kiwango cha juu, kulingana na asili ya vipengele vya utungaji.

Kipenyo bora cha d cha nyuzi zinazoendelea katika plastiki ya orthotropiki inayoweza kunyoosha kwa umbali fulani kati ya nyuzi imedhamiriwa na equation d (1/2 - 1), ambapo 1, 2 ni urefu wa jamaa wakati wa kuvunja nyuzi za binder na za kujaza, kwa mtiririko huo.

Uchaguzi wa sura ya chembe ya kujaza Sura ya chembe huathiri utaratibu wa uharibifu wa plastiki. Ukubwa na sura ya bidhaa, teknolojia ya usindikaji huzingatiwa.

Katika kesi ya bidhaa za unene mdogo na usanidi tata, upendeleo hutolewa kwa vichungi vilivyotawanywa sana (poda), kwa vile vinasambazwa kwa urahisi kwenye binder, kudumisha usambazaji wa awali wakati wa ukingo wa bidhaa.

Matumizi ya vichungi vilivyotawanywa sana hupunguza uwezekano wa uharibifu, delamination ya bidhaa wakati wa usindikaji unaofuata.

Ujumuishaji thabiti katika sampuli iliyonyooshwa hupunguza mkazo katika eneo la mawasiliano la binder na kichungi, lakini kwenye chembe ya duara yenyewe, dhiki inazidi.

Mara 1.5 ya voltage katika kanda za binder mbali na hiyo, i.e. filler inachukua wingi wa mzigo.

Ushawishi wa kujaza huongezeka ikiwa chembe zina sura ya ellipsoidal na zinaelekezwa kwa mwelekeo wa mhimili wa deformation.

Uteuzi wa vipengele na uwiano bora wa sifa za mitambo Masharti: mwingiliano wa wambiso ni mkubwa zaidi kuliko mshikamano wa binder, vipengele vyote viwili hufanya kazi pamoja hadi uharibifu, tabia ya elastic ya nyenzo za kujaza na binder.

Kuamua kiwango cha juu cha kujaza Hata nyuzi za kuimarisha sio daima kuwa na athari ya kuimarisha kwenye plastiki. Ikiwa uwiano wa sifa za deformation ya binder na kuimarisha katika plastiki unidirectional inakidhi hali св, kisha hadi maudhui muhimu ya volumetric ya nyuzi (в, cr), hata kupungua kwa mstari kwa nguvu ya kuvuta = с(1 - в) inazingatiwa.

Kutokana na deformation kidogo ya binder wakati wa mapumziko, sawa na c, dhiki inayoonekana na nyuzi ni ndogo sana kulipa fidia kwa kupungua kwa nguvu ya matrix ya polymer. Tu kuanzia v, cr, nguvu ya jumla ya fiber iliyoimarishwa inaweza kulipa fidia kwa kupungua kwa nguvu ya matrix, na nguvu za plastiki huanza kuongezeka.

Kila plastiki ina sifa ya b yake, kr, ambayo kwa binder iliyochaguliwa ya polymer ni ndogo, yenye nguvu ya nyuzi za kuimarisha, na kwa aina iliyochaguliwa ya nyuzi, huongezeka kwa kuongezeka kwa nguvu ya binder c.

Kiwango cha juu cha kujaza v,max inalingana kikamilifu na msongamano wa ufungashaji wa nyuzi ambazo zinagusana kando ya jenereta za nyuso za silinda. Upeo wa wiani wa kufunga unapatikana kwa digrii tofauti za kujaza.

OOO w,max = 0.785, hexagonal OOO w,max= 0.907 Tetragonal OOO w,max = 0.907 Tetragonal OOO w,max = 0.907 Tetragonal OOO w,max = 0.924.

Digrii mojawapo ni chini ya ile ya juu zaidi, chagua 0.846/(1 + min/D)2, ambapo min ni umbali wa chini kabisa unaowezekana kati ya nyuzi.

Makala ya muundo na mali ya vifaa vya polymer composite (PCM).

PCM yenye nyuzinyuzi nyingi. Sifa za physico-mitambo ya composites kimsingi hutegemea maudhui ya jamaa ya vipengele. Kwa mujibu wa "utawala wa mchanganyiko", juu ya maudhui ya nyuzi, juu ya wiani wa kufunga kwao, juu (ceteris paribus) inapaswa kuwa moduli ya elastic na nguvu ya composites. Hesabu ya maudhui ya wingi wa nyuzi za ng'ombe katika nyenzo inategemea wingi wao katika sampuli, ambayo imedhamiriwa kutoka kwa masuala ya teknolojia (wiani wa mstari, idadi ya tabaka za kitambaa au vigezo vya vilima). Kwa fiberglass, unaweza kutumia njia ya kuchoma binder. Kuna uwiano ng'ombe + sv = 1.

Kinadharia, kiwango cha juu kinachowezekana cha nyuzi za kipenyo sawa na kufunga mnene zaidi ya hexagonal ni 90.8% kwa kiasi. Kwa kuzingatia mtawanyiko halisi wa kipenyo cha nyuzi (10%), thamani hii inapungua hadi karibu 83%. Katika tafiti nyingi, maudhui ya fiber vol = 0.65 inachukuliwa kuwa mojawapo. Thamani hii, inaonekana, haina sifa ya unene wa filamu za binder (ni tofauti), lakini mifupa ya nyuzi inayoundwa wakati wa kuundwa kwa nyenzo kwa njia moja au nyingine. Athari ya mambo ya nguvu (mvuto wakati wa vilima na shinikizo la shinikizo) katika kesi hii haifai, kwani itasababisha tu uharibifu wa nyuzi.

Njia halisi ya kuongeza sifa za elastic-nguvu za composites kwa kuongeza maudhui ya nyuzi ni kuunganisha stacking yao katika prepreg mpaka nafasi yao katika muundo wa mchanganyiko umewekwa. Kwa kupunguza mnato wa binder na kuongeza athari za mambo ya nguvu, iliwezekana kuongeza maudhui ya kioo na nyuzi za kikaboni katika mchanganyiko wa unidirectional hadi 78% kwa kiasi. Wakati huo huo, sifa zake za elastic-nguvu ziliongezeka ipasavyo. Kinadharia, maudhui ya nyuzi hayategemei kipenyo chao, lakini katika mazoezi hii ni ya umuhimu mkubwa. Katika kesi ya nyuzi za kaboni zenye kipenyo cha nusu ya kioo au nyuzi za kikaboni, iliwezekana kuongeza maudhui yao katika fiber kaboni tu hadi 65%, kwa kuwa ni vigumu zaidi kushinda msuguano katika mfumo huo na kuondoa binder ya ziada.

Wakati wa kutumia nyuzi za kikaboni za CBM, inawezekana kupata organoplastics iliyoimarishwa sana na maudhui ya nyuzi hadi 90-95%. Hii inafanikiwa kutokana na deformation isiyoweza kurekebishwa ya mafuta ya nyuzi katika mwelekeo perpendicular kwa mhimili wao, na kusababisha mabadiliko katika sehemu ya msalaba wa nyuzi kutoka pande zote hadi sehemu ya msalaba wa sura ya kiholela kutokana na kuwasiliana na nyuzi za jirani. Mwingiliano kati ya nyuzi za SVM hupatikana ama kupitia tabaka nyembamba zaidi za kiunganisha, pengine ziko ndani ya nyuzi, au kwa uunganisho wa kiotomatiki unaoundwa wakati wa kueneza kwa vipengele vya nyuzi.

Moduli ya elastic na nguvu ya vielelezo vya pete hubadilika kwa mstari karibu na aina nzima ya ongezeko la kiasi cha nyuzi, ambayo inaonyesha kuwa "sheria ya mchanganyiko" inatimizwa.

Athari ya kuongeza sifa za elastic-nguvu ya composite (20-40%) ni muhimu sana kwamba inapunguza kwa kiasi kikubwa kupungua kwa shear na transverse mali ya vifaa vinavyozingatiwa katika baadhi ya matukio, pamoja na ongezeko la kunyonya maji yao.

Mchanganyiko wa juu na ulioimarishwa sana unapaswa kutumika katika vipengele ambavyo havipati mizigo ya shear. Ili kuboresha upinzani wa hali ya hewa, tabaka za nje za muundo zinaweza kufanywa kutoka kwa mchanganyiko na maudhui ya kawaida au ya juu ya binder.

PLASTIKI ILIYOIMARISHA MHATA NA GRADIENT (HAP) NA

MALI ZA KIKANIKA ZINAZOBEKEBISHIKA

Tabia ya mitambo ya nyenzo hizo katika mvutano, ukandamizaji, kupiga na kukata nywele kimsingi hufuata kanuni ya kuongeza, yaani "utawala wa mchanganyiko".

Asili tofauti ya utaratibu huzingatiwa katika utafiti wa HAP, kuchanganya nyuzi na ulemavu tofauti. Wakati wa kunyoosha kaboni-kioo-, kaboni-kikaboni, boroni-kioo- na boron-organoplastics, uharibifu wa nyuzi haufanyiki wakati huo huo.

Deformation ya kikomo ya mchanganyiko imedhamiriwa katika kesi hii hasa na deformation ya nyuzi hizo, maudhui ya kiasi ambayo inashinda.

Hebu tuteue nyuzi za juu-modulus kwa index "1", nyuzi za chini-modulus kwa index "2".

Kwa maudhui ya juu ya nyuzi na moduli ya juu ya elasticity (na shida ya chini ya mwisho 1), nguvu ya mchanganyiko huhesabiwa na formula k1 = 1 (ECBb + E11 + E22) Na maudhui ya juu ya nyuzi na chini. moduli ya elastic, nguvu ya mchanganyiko huhesabiwa na formula + E22) Utaratibu wa uharibifu wa vifaa vya sehemu tatu hubadilika inapofikia uwiano fulani muhimu wa nyuzi za moduli tofauti µcr, ambayo uharibifu wa nyuzi na urefu tofauti wa kuvunja ni. uwezekano sawa, i.e. k1 =.

k2. Kupuuza nguvu ya matrix, tunapata uwiano 1 E11 + 1E22 = 2 E22 baada ya mabadiliko ambayo tunayo:

1/ 2 = k = E2 (2 – 1)/ 1 E1 Tangu 2 = 1 – 1, basi µkr2 = k/(1 + k).

Kwa plastiki iliyoimarishwa ya nyuzi za kaboni, mtu anaweza kuchukua E1 = 250 GPa, E2 = 95 GPa, 1 = 0.8%, 2 = 3.5%, kisha k = 0.3; µcr1 = 23% au µcr2 = 77%.

Dhana ya kiasi muhimu pia hufanyika kwa composites kulingana na aina moja ya nyuzi. Ni sifa ya mpito kutoka kwa uharibifu wa binder hadi uharibifu wa nyuzi.

Kwa sababu ya tofauti kubwa katika sifa zao za elastic, µcr ni ndogo sana na ni sawa na 0.1-0.5% ya nyuzi.

Wacha tuzingatie mikondo ya urekebishaji wa nyuzi za kaboni za plastiki zilizoimarishwa na maudhui tofauti ya moduli tofauti. Katika sehemu ya awali ya I, curves ya deformation ni ya mstari, nyuzi za kaboni na kioo zimeharibika pamoja, moduli ya elastic inaundwa na vipengele viwili na inalingana na uwakilishi wa ziada. Sampuli zilizo na zaidi ya kiasi muhimu cha nyuzi za kaboni zinaharibiwa kwa deformation ya 0.7-0.9%. Sehemu ya II isiyo ya mstari juu ya mikondo ya mabadiliko ya nyuzi za kaboni iliyoimarishwa ya plastiki, ambayo yaliyomo kwenye nyuzi za kaboni ni chini ya ile muhimu, inaweza kuzingatiwa kama sehemu ya "pseudoplasticity" kwa sababu ya kusagwa polepole kwa nyuzi za kaboni kwenye tumbo la glasi, ambayo inahakikisha uadilifu wa nyenzo. Sehemu ya II isiyo ya mstari inaisha kwa aina ya takriban 2%. Ifuatayo, sehemu ya karibu ya mstari wa III inazingatiwa, ambayo moduli ya elastic inalingana na sehemu ya nyuzi za glasi kwenye mchanganyiko, na shida ya mwisho.

- aina ya mwisho ya nyuzi za kioo 2 3-3.5%.

Sampuli inapopakiwa tena, mchoro ni wa mstari kabisa na unalingana na sehemu ya tatu ya curve ya asili. Wakati huo huo, kugawanyika kwa nyuzi hutokea wakati wa mizunguko mingine miwili au mitatu ya kupakia mzigo, kwani tu baada ya hii ni utegemezi wa uwiano wa mara kwa mara wa upinzani wa umeme kwenye deformation ya sampuli iliyoanzishwa.

Utegemezi wa nguvu ya mvutano wa HAP juu ya uwiano wa nyuzi za moduli tofauti ni sifa ya curve yenye kiwango cha chini kinacholingana na uwiano muhimu wa nyuzi.

Kwa nyenzo zilizojaribiwa kwa ukandamizaji, michoro - na utegemezi wa nguvu ni karibu mstari. Nguvu ya chini (katika compression) kikaboni na kaboni nyuzi, kuwa katika kioo- au boroni-plastiki tumbo, inaweza kupoteza utulivu wakati deformations na, kwa hiyo, katika mkazo mara 2-3 zaidi kuliko katika plastiki ya kawaida ya kikaboni na kaboni. Madhara haya, pamoja na ongezeko la ulemavu wa nyuzi za kaboni kwenye tumbo la fiberglass chini ya mvutano, huitwa synergistic na waandishi wengi.

Fiber za aina tofauti huchanganywa ndani ya safu moja au safu mbadala.

Ifuatayo ni mifano michache ya mchanganyiko wa busara zaidi wa nyuzi za moduli tofauti katika HAP:

mchanganyiko wa kioo na nyuzi za kikaboni hufanya iwezekanavyo kupata vifaa, kwa upande mmoja, na nguvu ya juu ya compressive na shear (ikilinganishwa na organoplastics), kwa upande mwingine, ili kuongeza sifa maalum za mfumo wa mseto katika mvutano (ikilinganishwa na fiberglass);

HAP kulingana na mchanganyiko wa kioo na nyuzi za kaboni zina moduli ya juu ya elasticity ikilinganishwa na fiberglass, wakati wa kudumisha sifa maalum za nguvu za vifaa katika ukandamizaji na kupungua kidogo kwa mvutano; kazi ya uharibifu wa sampuli huongezeka;

Kuongezewa kwa nyuzi za boroni kwa plastiki zilizoimarishwa kwa kioo kunaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa moduli yao ya elasticity, wakati wa kudumisha (au kuongeza) nguvu ya compressive ya vifaa.

Mojawapo ya aina za HAP ni gradient PCM, muundo na mali ambazo hazina usawa wa anga. Mabadiliko ya laini, yaliyodhibitiwa katika mali ya elastic-nguvu ya PCM katika baadhi ya matukio hufanya iwezekanavyo kuunda uwanja wa shida sare. Kwa mfano, wakati wa kupakia shells za PCM zenye homogeneous na shinikizo la ndani au nje, na ongezeko la unene wa muundo, kupungua kwa kiasi kikubwa kwa sifa zao za ufanisi za elastic-nguvu huzingatiwa. Tabaka tu zilizo karibu na kati ya shinikizo zimejaa kikamilifu. Kuanzia unene fulani, PCM kivitendo huacha kuchukua mzigo wa ziada, na kuongeza unene wa shell haina maana. Kinadharia, jambo hili linaweza kuepukwa ikiwa PCM yenye kutofautiana (kuongezeka kwa unene) moduli ya elasticity hutumiwa.

Katika kesi hiyo, sifa za uzito na ukubwa wa nyenzo zitaboreshwa kwa mara 1.5-2.

Kwa mazoezi, chaguo hili linaweza kutekelezwa, kwa mfano, kwa kupiga shell ya PCM katika tabaka, hatua kwa hatua (kulingana na hesabu) kuongeza kiasi cha nyuzi za kaboni zinazohusiana na kioo. Matatizo sawa (na ufumbuzi wao) pia yanakabiliwa katika kuundwa kwa flywheels super au vifuniko vya rotor vinavyozunguka kwa kasi ya juu. Kubadilisha nafasi ya tabaka na maudhui tofauti ya nyuzi hufanya iwezekanavyo kuongeza nguvu ya kukata, vibration na uchovu, maji na hali ya hewa ya upinzani wa vifaa.

Mchanganyiko wa muundo wa gradient huongeza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa PCM.

Karibu "miundo ya asili" yote ina muundo huo (shina na shina za mimea, sindano za kinga za mimea na wanyama, midomo na manyoya ya ndege, na mifano mingine mingi). Ni dhahiri kwamba katika suala hili kuna upungufu mkubwa nyuma ya asili na kuna hifadhi kubwa ya kuboresha utendaji wa bidhaa zilizoundwa kwa bandia.

"Intellectual" composites Mwishoni mwa karne ya XX. katika sayansi ya vifaa, neno jipya limeonekana - "akili"

nyenzo. Dhana inayokubalika ya nyenzo "zenye akili" inafafanua kama nyenzo ya kimuundo yenye uwezo wa kujitambua na kujirekebisha. Nyenzo hizi lazima ziweze kutambua hali inayojitokeza (kazi ya hisia), kuchambua na kufanya uamuzi (kazi ya processor), pamoja na kusisimua na kutekeleza majibu muhimu (kazi ya mtendaji).

Hivi sasa, hakuna composites ambayo inaweza kukidhi mahitaji haya yote. Walakini, kazi hizi zinaweza kutatuliwa kwa sehemu (hatua kwa hatua), kwanza kabisa - kazi za kuunda vifaa vinavyojulisha juu ya hali yao, juu ya kukaribia mizigo ya kufanya kazi kwa kiwango cha juu kinachoruhusiwa, juu ya kupasuka, kutu ya kemikali, kunyonya maji, nk.

Mahitaji makuu ya vipengele vya sensor ya composites vile ni unyeti kwa matatizo ya mitambo na uwezo wa kusambazwa kwa kiasi. Sensor bora inaweza kubadilisha mzigo kuwa ishara za umeme. Kwa maana hii, nyuzi za conductive zinaahidi, ambazo zinaweza kuletwa katika composites wakati wa malezi yao. Hizi ni pamoja na waya wa constantan au nichrome, nyuzi za conductive kaboni au boroni, filamu za piezoelectric zilizofanywa kwa polyvinylidene fluoride, nk.

Udhibiti wa mali ya viscoelastic ya composites ya polymer (defectoscopy) unafanywa kwa kutumia mbinu za akustisk, kurekebisha uhusiano kati ya kasi ya sauti na mgawo wake wa kunyonya. Wakati wa kutumia mali ya magneto-dielectric ya polima kwa uchunguzi wa PCM, inashauriwa kuongeza chembe zilizotawanywa (colloidal) za vifaa vya magnetic na umeme, ikiwa ni pamoja na poda ya ultrafine ya chuma, shaba, nickel, nanoparticles kaboni (fullerenes na nanotubes).

Kanuni ya uendeshaji wa mifumo ya uanzishaji (adaptive) ni deformation iliyoundwa kutokana na matukio yoyote - inapokanzwa, kusambaza ishara ya umeme, nk. Athari ya piezoelectric, electro- na magnetostriction, na athari ya kumbukumbu ya sura inafaa zaidi kwa uanzishaji wa nyenzo. . Taratibu hizi zinahakikisha kuwa ishara ya umeme inabadilishwa kuwa shida iliyosababishwa. Athari kubwa huzingatiwa kwa metali zilizo na kumbukumbu ya sura. Aloi ya titani na nikeli hutoa deformation hadi 2%. Kiashiria kingine muhimu cha actuator ni moduli yake ya elasticity, ambayo huamua uwezekano wa kuunda hali fulani ya shida. Kawaida inalinganishwa na moduli ya elasticity ya nyenzo za msingi.

Mchakato wa utengenezaji wa "akili" composites kimsingi inalingana na mchakato wa kupata bidhaa kutoka kwa nyenzo za msingi. Katika kesi hiyo, ni muhimu kuanzisha habari na vipengele vya mtendaji katika nyenzo, kukiuka kidogo muundo wake. Pia ni lazima kuzingatia ugumu wa michakato ya micromechanical ambayo hutokea wakati wa kuponya kwa binder.

Mchanganyiko wa "akili" ni, kwa kweli, nyenzo za siku zijazo, hata hivyo, kazi kubwa ya kisayansi na kiufundi tayari inafanywa nje ya nchi (huko USA, Japan, Great Britain, Canada) kuunda vifaa kama hivyo kwa teknolojia ya kisasa, haswa anga. , roketi na nafasi, nk. nk, pamoja na vyombo vya habari. Mifano ya miundo inayotumia nyenzo za "smart" ni pamoja na makali ya mbele ya mrengo wa F-15, sehemu ya kuakisi na viamilishi vya muundo wa zamu wa chombo cha anga, ndege zilizo na kelele iliyopunguzwa na mtetemo. Makampuni ya Ujerumani ambayo huunda jenereta za kisasa za nguvu za upepo hufuatilia hali ya vile na kipenyo cha hadi 100 m au zaidi. Fiber za macho zilizowekwa ndani ya nyenzo huruhusu kufuatilia uadilifu wake wa kimuundo na kutathmini mizigo inayofanya kazi kwenye vile ili kudumisha moja kwa moja kwa kiwango bora. Uwezekano wa delamination ya nyenzo, kwa mfano, kutokana na mgomo wa umeme, pia kudhibitiwa.

Utegemezi wa mali ya plastiki ya mchanganyiko juu ya mwingiliano wa vipengele Ushawishi wa pande zote wa vipengele katika ukanda wa uso wa uso unatambuliwa na muundo wa utungaji na masharti ya malezi yake. Katika matukio machache, inawezekana kuanzisha uhusiano wa kazi kati ya sifa za mitambo na mwingiliano.

Wakati saizi huongeza nguvu ya wambiso, kuna uhusiano kati ya nguvu ya wambiso na mkazo wa mkazo.

Uchaguzi wa mpangilio wa nyuzi unategemea data juu ya usambazaji wa uwanja wa nguvu na asili ya upakiaji.

Mkazo wa mabaki katika bidhaa zilizotengenezwa kwa nyenzo zenye mchanganyiko huathiri sifa za utendaji. Dhiki ya mabaki (mitambo, mafuta, shrinkage, usambazaji, nk) inaeleweka kama mikazo ambayo ina usawa wa kiasi cha bidhaa, ilionekana ndani yake kama matokeo ya kufichuliwa na nguvu ya nje, mafuta na nyanja zingine na zinapatikana kwenye bidhaa baada ya kukomesha shamba na kutoweka kwa mafadhaiko ya muda. Joto la muda, kupungua, mikazo ya uenezi hupotea mara tu joto, kina cha kuponya, kiwango cha fuwele au kiasi cha dutu iliyoingizwa ni sawa katika kiasi cha nyenzo. Mikazo ya muda ya mitambo hupotea baada ya kukomesha uwanja wa nje.

Mikazo ya mabaki hutokea katika bidhaa iliyobuniwa tu wakati mikazo ya juu ya muda katika sehemu fulani ya kiasi cha bidhaa inazidi nguvu ya mavuno ya nyenzo na kasoro ambazo hazibadiliki kwa joto la kawaida (plastiki na elastic sana) hutokea ndani yake, au kutokana na kiwango cha kutofautiana cha mabadiliko ( ugumu, crystallization ) maeneo tofauti ya kiasi cha nyenzo yatapata mali tofauti za thermoelastic. Tofauti katika mali ya thermoelastic ya matrix ya polymer na kujaza pia husababisha kuonekana kwa matatizo ya mabaki.

Mchakato wa ukingo unafanywa kwa joto la juu na shinikizo.

Kwa hivyo, viwango vya joto hutokea ambavyo huongezeka zaidi, kwani kuponya kawaida huendelea kwa njia isiyo ya kawaida.

Wakati wa baridi, mkazo mkubwa wa joto huibuka kwenye tabaka za uso, ambayo inaweza kusababisha kasoro za ziada zisizoweza kubadilika na kusababisha kuongezeka kwa mafadhaiko ya mabaki katika bidhaa za kumaliza.

Njia ya kuamua mafadhaiko ya mabaki. njia ya kutengenezea.

Sampuli inatibiwa na kutengenezea ambayo hupenya polima na huongeza mvutano wa safu ya uso. Wakati mkazo wa uso unazidi mkazo wa kuvunja wa safu ya uvimbe, mtandao wa nyufa ndogo utaonekana ndani yake. Katika kesi hii, lg = lgm + nlgores, ambapo res ni dhiki iliyobaki (kg / cm2), m na n ni maadili ya mara kwa mara.

Mkazo katika kiolesura kati ya kiunganisha na kichungi.

Sababu kuu ni kupungua kwa matrix ya polymer wakati wa kuponya na baridi, ambayo inatofautiana kwa kiasi kikubwa kutoka kwa kupungua kwa joto la filler iliyounganishwa na tumbo na dhamana ya wambiso. Shinikizo la resin iliyoponywa kwenye kichungi inaweza kuhesabiwa kwa equation (1 2) TE 2 P =, (1 + 1) + (1 + 2) (E1 / E 2) ambapo 1 na 2 ni mgawo wa upanuzi wa joto, T ni tofauti kati ya joto la kuponya na baridi, 1 na 2 - uwiano wa Poisson, E1 na E2 - moduli ya deformation (1 - binder, 2 - filler).

Ikiwa mafadhaiko yanayotokea kwenye nyenzo hayana ulinganifu, yanaweza kusababisha kupotosha kwa sura.

MADA YA 2. RIWAYA ZA POLESTER AMBAZO HAZIJASHIBISHWA

Wazo la mchanganyiko wa polima tendaji na monoma lilipendekezwa na C. Ellis katika miaka ya 1930, ambaye aligundua kuwa resini zisizojaa za polyester zilizopatikana kwa kujibu glycols na anhydride ya maleic zilitibiwa kuwa nyenzo ngumu isiyoyeyuka wakati kianzisha peroxide kiliongezwa. Ellis alitia hati miliki ugunduzi huu mnamo 1936.

Oligoethermaleinates huzalishwa na mwingiliano wa anhidridi ya kiume na alkoholi za dihydric (ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol), wakati ili kudhibiti idadi ya vifungo viwili katika oligomeri inayosababisha na kupata polima ya mwisho na mali zinazohitajika. , asidi nyingine za dicarboxylic (adipic, isophthalic, anhydride ya phthalic, nk). Ikumbukwe kwamba wakati wa awali wa oligomers, ambayo hufanyika wakati joto kutoka 50 hadi 230 ° C, kuna isomerization ya sehemu au karibu kamili ya vitengo vya maleate kuwa fumarate: Ubora wa juu.

Ellis baadaye aligundua kuwa bidhaa zenye thamani zaidi zingeweza kupatikana kwa kuitikia resin ya alkyd ya polyester isiyojaa na monoma kama vile acetate ya vinyl au styrene. Kuanzishwa kwa monomers kwa kiasi kikubwa hupunguza mnato wa resin, ambayo inafanya iwe rahisi kuongeza mwanzilishi kwenye mfumo na inaruhusu mchakato wa kuponya kuwa na nguvu zaidi na kamili. Katika kesi hiyo, upolimishaji wa mchanganyiko ni kasi zaidi kuliko kila sehemu tofauti.

Kwa kuwa uponyaji huendelea kwa utaratibu mkali, waanzilishi huletwa kwenye mchanganyiko wakati wa kuponya, hutumika kama chanzo cha itikadi kali na kuanzisha mmenyuko wa mnyororo wa upolimishaji. Radikali za bure zinaweza kuzalishwa kutoka kwa peroksidi au misombo mingine isiyo imara kama vile misombo ya azo. Ili kuongeza kasi ya mtengano wao, vianzishaji (watangazaji) pia huletwa katika muundo.Vianzilishi vya kawaida vya kuponya ni benzoyl hidroperoksidi na hidroperoksidi ya cumene. asidi. Co naphthenate hutumiwa kutibu viunganishi vya styrene vya polymaleate kwa joto la 20-60 ° C. Katika 80 - 160 ° C - peroxide ya benzoyl, dicumyl.

Oksijeni ni kizuizi. Kwa hiyo, vitu vya nta vinaletwa. Wakiwa na joto la chini la kulainisha na kuwa surfactant, wao hufunika uso wa binder na kuilinda kutokana na upatikanaji wa oksijeni.

Wakati mwingine retardants ya moto huletwa kwenye viunganishi vya polymaleate ili kuongeza upinzani wa moto: Sb2O3, misombo ya kikaboni yenye klorini na fosforasi.

Nyimbo za polyester zisizo na styrene hupatikana kwa kuchukua nafasi ya styrene na monoma zisizo na tete (styrene ni tete na sumu), kama vile divinyl benzoate, toluini ya vinyl, diallyl phthalate.

Badala ya styrene, triethilini glikoli dimethacrylate (THM-3) inatumiwa kwa mafanikio kama kiyeyushaji amilifu:

Kwa joto la kawaida, resini za kioevu ni imara kwa miezi mingi na hata miaka, lakini kwa kuongeza mwanzilishi wa peroxide, huimarisha kwa dakika chache. Kuponya hutokea kutokana na mmenyuko wa kuongeza na mabadiliko ya vifungo mara mbili kuwa rahisi; haifanyi bidhaa zozote za ziada. Styrene hutumiwa zaidi kama monoma ya kuongeza. Inaingiliana na vifungo viwili tendaji vya minyororo ya polima, ikiziunganisha kwenye muundo wa nguvu wa pande tatu. Mmenyuko wa kuponya hufanyika na kutolewa kwa joto, ambayo kwa upande wake inachangia mchakato kamili zaidi. Imegunduliwa kuwa kwa kawaida karibu 90% ya vifungo viwili vilivyopo kwenye polima huingia kwenye majibu wakati wa kuponya resin.

Oligoetheracrylates hupatikana kwa polycondensation ya pombe polyhydric, saturated aliphatic dicarboxylic asidi na isokefu aliphatic asidi ya mfululizo akriliki. Kwa ajili ya awali ya oligomers hizi, pombe za dihydric (glycols) hutumiwa kawaida. Oligoetheracrylates ni dutu ya kioevu au ya chini ya kiwango na uzito wa Masi ya 300-5000. Upolimishaji mbele ya waanzilishi wa upolimishaji mkali, hugeuka kuwa polima zisizoweza kuingizwa na zisizo na muundo wa muundo wa tatu-dimensional, ambayo, kulingana na muundo wa kemikali wa oligomeri ya awali, ni glasi imara au vifaa vya elastic. Oligoetheracrylates ina uwezo wa copolymerization na monomers mbalimbali (styrene, methyl methacrylate, nk), pamoja na polyethermaleinates.

Oligoetheracrylates ina faida fulani juu ya oligoethermaleinates: wana uwezo wa homopolymerization, ambayo inafanya uwezekano wa kuandaa varnishes na nyimbo nyingine kulingana na wao bila matumizi ya monomers tete na sumu zisizojaa.

Katika sanaa, oligoetheracrylates huponywa na upolimishaji mkali au copolymerization; kupungua kwa volumetric wakati wa kuponya ni 4-10%.

Waanzilishi wa kuponya kwa 50-120 ° C (kuponya moto) ni peroksidi za benzoyl, dicumyl, nk. Kwa kuponya kwa joto la kawaida (kuponya baridi), mifumo ya binary hutumiwa (kwa mfano, peroxide ya benzoyl + dimethylaniline; cumene hydroperoxide + naphthenate au linoleate ya cobalt).

Uponyaji wa oligoetheracrylates pia unaweza kuanzishwa na mwanga, mionzi ya juu ya nishati (-rays, elektroni za haraka) na vichocheo vya upolimishaji wa ioni.

Oligomeri za epoxyacrylate zinaweza kuzingatiwa kama aina ya oligoetheracrylates. Imepatikana kwa mwingiliano wa oligomers zilizo na vikundi vya mwisho vya epoxy na methakriliki au asidi ya akriliki.

Vipindi vya awali vya ester ya pombe ya Allyl hutayarishwa kwa upolimishaji wa esta za alkoholi na asidi ya phthalic au isophthalic. Inayotumika kidogo ni diallyl maleinate, diethylene glycol-bis-allyl carbonate au triallyl cyanrate.

Upolimishaji unafanywa kwa njia ya monoma, na kusababisha prepolymer na methanol, au katika safu nyembamba ya monoma na kunereka kwa ziada yake katika hatua fulani ya majibu katika utupu.

Mmenyuko umesimamishwa kabla ya kuanza kwa gelation, i.e. ubadilishaji wa hadi 25% wa dhamana zote mbili kwenye monoma. Uzito wa molekuli 6000, hatua ya kulainisha ~60o C.

Prepolima zina maisha marefu ya sufuria n.o. na kiwango cha juu cha uponyaji katika 135-160 ° C mbele ya peroxide ya dicumyl au tert-butylperbenzoate. Prepolymers hutumiwa mara nyingi zaidi katika uzalishaji wa prepregs na premixes ambayo ina viscosity iliyopunguzwa na kujaza molds kwa shinikizo la chini.

Resini za polyester hutumiwa katika bidhaa mbalimbali ikiwa ni pamoja na boti, paneli za ujenzi, sehemu za magari na ndege, fimbo za uvuvi na vilabu vya gofu. Takriban 80% ya resini za polyester zinazozalishwa nchini Marekani hutumiwa na vichungi vya kuimarisha, hasa fiberglass.

Resini za polyester zisizoimarishwa hutumiwa katika uzalishaji wa vifungo, samani, marumaru ya bandia na putty ya mwili.

Tofauti na plastiki nyingine nyingi, ambazo zinajumuisha kiungo kimoja, resini za polyester mara nyingi huwa na vipengele vingi (resin, initiator, filler, na activator). Asili ya kemikali na uwiano wa vipengele vinaweza kutofautiana, ambayo inakuwezesha kupata idadi kubwa ya aina mbalimbali za resini za polyester.

Anhidridi ya kiume hutumiwa kama chanzo cha vifungo viwili tendaji kwa idadi kubwa ya resini za polyester zisizojaa. Inapoingiliana na glycols (kawaida propylene glycol hutumiwa), minyororo ya polyester ya mstari yenye uzito wa Masi ya 1000 ... 3000. Licha ya gharama ya chini ya ethylene glycol ikilinganishwa na gharama ya propylene glycol, ya kwanza hutumiwa tu. kupata resini kadhaa maalum. Hii ni kutokana na utangamano duni wa polyesters ya ethylene glycol yenye styrene. Wakati wa mchakato wa esterification, usanidi wa cis wa anhidridi ya kiume hubadilika kuwa muundo wa fumaric. Hii ni muhimu kwa sababu ya utendakazi mkubwa zaidi wa vifungo viwili vya kipande cha fumaric katika majibu na styrene. Kwa hivyo, kiwango cha juu cha isomerization ya trans ni jambo muhimu katika uzalishaji wa resini za polyester tendaji. Licha ya kiwango cha juu cha isomerization ya anhidridi ya kiume, ambayo hufikia zaidi ya 90%, asidi ya fumaric ya gharama kubwa zaidi hutumiwa kupata resini za polyester na kuongezeka kwa reactivity.

Asidi nyingine za diaxial au anhidridi, kama vile adipic na isophthalic asidi au anhidridi ya phthalic, mara nyingi huongezwa kwenye reajenti ya msingi ili kubadilisha sifa za mwisho za resini na kudhibiti idadi ya vifungo viwili.

Muundo wa kawaida wa resin ya polyester umetolewa hapa chini (ambapo R ni alkili au kikundi cha aryl cha asidi ya dibasic inayorekebisha au anhidridi):

O O CH3 O O CH3 II II I II.11 I H [O-C-R-C-O-CH-CH2-O-C-CH=CH-C-O-CH-CH2]nOH resini za polyester za gharama nafuu hutumika sana kuzalisha bidhaa mbalimbali.

Aina za Resini za Polyester Zisizojazwa Aina mbalimbali za resini za polyester huzifanya zinafaa kutumika katika matumizi mbalimbali. Chini ni muhtasari wa aina saba maalum za resini za polyester zisizojaa.

-  –  –

Aina hii ya resin ya polyester hupatikana kwa esterification ya propylene glycol na mchanganyiko wa anhydrides ya phthalic na maleic. Uwiano wa anhidridi ya phthalic na maleic inaweza kutofautiana kutoka 2:1 hadi 1:2. Resin ya alkyd ya polyester iliyosababishwa imechanganywa na styrene kwa uwiano wa 2: 1. Resini za aina hii zina aina mbalimbali za maombi: hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa pallets, boti, sehemu za kuoga, racks, mabwawa ya kuogelea na mizinga ya maji.

2. Resin ya polyester ya elastic

Ikiwa asidi ya dibasic ya mstari (kwa mfano, adipic au sebacic) hutumiwa badala ya anhydride ya phthalic, basi resin zaidi ya elastic na laini isiyojaa ya polyester huundwa. Dithilini au dipropylene glikoli zinazotumika badala ya propylene glikoli pia huzipa resini unyumbufu.

Kuongezewa kwa resini hizo za polyester kwa madhumuni ya jumla rigid resini hupunguza brittleness yao na inafanya kuwa rahisi kusindika. Resini za elastic zinaweza pia kupatikana kwa kubadilisha sehemu ya anhydride ya phthalic na asidi ya mafuta ya monobasic ya mafuta, ambayo huunda vikundi vinavyobadilika mwishoni mwa minyororo ya polima. Resini hizo hutumiwa mara nyingi kwa ukingo wa mapambo katika sekta ya samani na katika utengenezaji wa picha za picha. Ili kufanya hivyo, vichungi vya selulosi (kwa mfano, ganda la walnut) huletwa kwenye resini za elastic na kutupwa kwenye molds za mpira wa silicone. Utoaji mzuri wa nakshi wa mbao unaweza kupatikana kwa kutumia viunzi vya mpira vya silicon vilivyotupwa moja kwa moja kwenye nakshi asilia.

3. Resini za polyester za elastic Resini za polyester za aina hii ni za kati kati ya resini za kusudi la jumla na za elastic. Hutumika kutengeneza bidhaa zinazostahimili athari kama vile mipira, helmeti za ajali, uzio, sehemu za magari na ndege. Ili kupata resini hizo, asidi ya isophthalic hutumiwa badala ya anhydride ya phthalic. Kwanza, kwa kukabiliana na asidi ya isophthalic na glycol, resin ya polyester ya asidi ya chini hupatikana. Kisha ongeza anhidridi ya kiume, na uendelee uwekaji esterification. Matokeo yake, minyororo ya polyester hupatikana kwa mpangilio mkubwa wa vipande visivyojaa kwenye mwisho wa molekuli au kati ya vitalu vinavyojumuisha polymer ya glycol-isophthalic. Katika aina hii ya esterification, anhidridi ya phthalic haina ufanisi zaidi kuliko asidi ya isophthalic, kwa kuwa monoester ya asidi ya phthalic inaelekea kurudi kwenye anhidridi kwa joto la juu linalotumiwa katika utengenezaji wa resini za polyester zenye uzito wa juu wa molekuli.

4. Resini za polyester na shrinkage ya chini

Wakati wa kuunda polyester iliyoimarishwa ya fiberglass, tofauti ya kupungua kati ya resin na fiberglass husababisha shimo kwenye uso wa bidhaa. Matumizi ya resini za polyester ya shrinkage ya chini hupunguza athari hii, na bidhaa za kutupwa hivyo hazihitaji mchanga wa ziada kabla ya uchoraji, ambayo ni faida katika utengenezaji wa sehemu za magari na vifaa vya umeme vya kaya.

Resini za polyester na shrinkage ya chini ni pamoja na vipengele vya thermoplastic (polystyrene au polymethyl methacrylate), ambayo ni sehemu tu ya kufutwa katika muundo wa awali. Wakati wa kuponya, ikifuatana na mabadiliko katika hali ya awamu ya mfumo, uundaji wa microvoids hutokea, fidia kwa shrinkage ya kawaida ya resin ya polymer.

5. Resin ya polyester inayostahimili hali ya hewa

Aina hii ya resin ya polyester haipaswi kugeuka njano wakati inakabiliwa na jua, ambayo absorbers ya ultraviolet (UV) huongezwa kwa muundo wake. Styrene inaweza kubadilishwa na methacrylate ya methyl, lakini kwa sehemu tu, kwa sababu methacrylate ya methyl haiingiliani vizuri na vifungo viwili vya asidi ya fumaric, ambayo ni sehemu ya resin ya polyester. Resini za aina hii hutumiwa katika utengenezaji wa mipako, paneli za nje na skylights.

6. Resini za polyester zinazostahimili kemikali Vikundi vya Esta hutiwa hidrolisisi kwa urahisi na alkali, kama matokeo ambayo kutokuwa na utulivu wa resini za polyester kwa alkali ndio hasara yao ya kimsingi.

Kuongezeka kwa mifupa ya kaboni ya glycol ya awali husababisha kupungua kwa uwiano wa vifungo vya ester katika resin. Kwa hivyo, resini zenye "bisglikoli" (bisphenoli A iliyo na oksidi ya propylene) au bisphenoli hidrojeni ina idadi ya chini sana ya vifungo vya esta kuliko resini inayolingana ya madhumuni ya jumla. Resini hizo hutumiwa katika utengenezaji wa sehemu za vifaa vya kemikali: kofia za mafusho au makabati, mitambo ya kemikali na vyombo, na mabomba.

7. Resin ya polyester ya retardant ya moto

Uundaji wa resini za poliesta na laminate zilizoimarishwa za nyuzi za glasi zinaweza kuwaka lakini zina kasi polepole. Kuongezeka kwa upinzani wa resin kuwaka na mwako hupatikana kwa kutumia asidi ya dibasic halojeni badala ya anhydride ya phthalic, kwa mfano, tetrafluorophthalic, tetrabromophthalic na "chlorendic" (bidhaa ya kuongeza ya hexachlorocyclopentadiene kwa anhydride ya kiume, ambayo pia inajulikana. kama asidi ya chaet). Dibromoneopenyl glycol pia inaweza kutumika.

Ongezeko zaidi la upinzani wa moto hupatikana kwa kuingiza vizuia moto katika resin, kama vile esta za asidi ya fosforasi na oksidi ya antimoni. Resini za polyester zinazozuia moto hutumiwa katika vifuniko vya moshi, vipengele vya umeme, paneli za ujenzi, na katika vifuniko vya aina fulani za vyombo vya majini.

Aina saba za resini za polyester zisizojaa zilizoelezwa ndizo zinazotumiwa zaidi katika sekta hiyo. Hata hivyo, pia kuna resini kwa madhumuni maalum. Kwa mfano, matumizi ya triallyl isocyanurate badala ya styrene inaboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa joto wa resini. Kwa kuchukua nafasi ya styrene na diallyl phthalate isiyo na tete au toluini ya vinyl, hasara ya monoma wakati wa usindikaji wa resin ya polyester inaweza kupunguzwa. Resini maalum zinaweza kuponywa kwa mionzi ya UV kwa kujumuisha ajenti zinazohisi hisia kama vile benzoini au etha zake.

Uzalishaji wa resini za polyester zisizojaa Kwa kawaida, taratibu za kundi hutumiwa kuzalisha resini za polyester zisizojaa. Hii ni kutokana na aina mbalimbali za bidhaa za kuanzia zinazohitajika ili kupata resini tofauti, kwani periodicity ya mchakato inaruhusu mpito wa haraka na rahisi kwa uzalishaji wa resini nyingine. Michakato inayoendelea hutumiwa kwa uzalishaji mkubwa wa resini za madhumuni ya jumla.

Nyenzo zinazopendekezwa za ujenzi kwa ajili ya utengenezaji wa vifaa ni chuma cha pua, kutokana na upinzani wake wa kemikali kwa resini za polymer na reagents nyingine zinazotumiwa katika uzalishaji wa resini za polyester.

Kwa kuwa ions za chuma na shaba huzuia upolimishaji wa bure wa resini za polyester, nyenzo hizi hazitumiwi kufanya reactors. Wakati wa kutumia nyenzo zenye halojeni kama malisho, viyeyea vilivyo na kioo vinapendekezwa.

Kawaida glycol hupakiwa kwenye reactor, na kisha anhydrides ya phthalic na maleic huongezwa. Kwa kawaida, ziada ya 5 hadi 10% ya glycol hutumiwa kulipa fidia kwa hasara kutokana na uvukizi na athari za upande. Kabla ya kuchanganya na kupokanzwa, hewa katika reactor huhamishwa na gesi ya inert. Hatua ya kwanza ya mmenyuko - uundaji wa "nusu-ester" - hutokea kwa hiari kwa joto la chini, baada ya hapo molekuli ya majibu huwashwa ili kukamilisha uundaji wa ether. Kiwango cha mtiririko wa gesi ajizi kupitia kinu kinaweza kuongezwa ili kuondoa maji yanayotokana na mmenyuko wa ufindishaji. Ili kuondoa kabisa maji kutoka kwa glycol iliyorejeshwa kwenye reactor, mchanganyiko wa joto la mvuke hutumiwa mara nyingi.

Wakati wa hatua ya mwisho ya esterification, joto la molekuli ya mmenyuko huongezeka hadi 190 - 220 ° C. Halijoto ya juu hupendelea kusomeshwa kwa maleates hadi fumarate, lakini wakati huo huo husababisha athari katika vifungo viwili. Kuna hali ya joto bora ambayo uwiano wa fumarate hufikia upeo wake. Kwa resini za madhumuni ya jumla, hii hutokea kwa 210 ° C.

Ili kudhibiti kiwango cha esterification, asidi na viscosity ya molekuli ya mmenyuko imedhamiriwa, na juu ya kufikia maadili yanayotakiwa, polyester hupigwa kwenye reactor ya mwisho.

Kiasi kinachohitajika cha styrene tayari iko kwenye reactor hii, na resin ya alkyd ya polyester inafutwa ndani yake inapofika. Ili kuwatenga michakato yoyote ya upolimishaji ambayo inaweza kutokea wakati resin ya alkyd ya moto inapogusana na styrene, kizuizi kinaweza kuongezwa kwa wingi wa majibu katika hatua hii. Wakati mwingine, ili kudumisha joto linalohitajika, misa ya majibu lazima ipozwe. Baada ya kukamilika kwa mchakato, kufuata kwa mali ya molekuli ya majibu na mahitaji ya kiufundi ni kuchunguzwa. Mzunguko kamili wa uzalishaji huchukua masaa 10 - 20. Njia iliyoelezwa kwa ajili ya uzalishaji wa resini za polyester mara nyingi hutekelezwa kama mchakato wa kuyeyuka. Kuyeyuka kwa kiitikio huwashwa moto hadi ubadilishaji ufikie kiwango kinachohitajika. Njia nyingine hutumia kiasi kidogo cha kutengenezea (toluini au zilini) kuondoa maji yanayotolewa wakati wa mchakato wa esterification kama mchanganyiko wa azeotropiki.

kutengenezea si zaidi ya 8% ya molekuli nzima ya majibu; ni kutengwa na maji kwa decantation na kurudi kwa reactor tena. Baada ya mwisho wa mchakato wa esterification, kutengenezea iliyobaki hutolewa kutoka kwa mchanganyiko wa majibu, kwanza kwa shinikizo la anga, na kisha kwa kuondolewa kwake kamili - chini ya utupu. Wakati wa esterification, baadhi ya athari za upande zinaweza kutokea. Kwa mfano, kikundi cha glycol hydroxyl kinaweza kuongezwa kwa dhamana mara mbili ya sehemu ya kiume au ya fumaric ili kuunda polima yenye matawi. Imeanzishwa kuwa karibu 10 - 15% ya vifungo viwili vya polima isiyojaa hutumiwa kwenye athari za upande.

Mchakato rahisi zaidi unaoendelea wa utengenezaji wa resini za polyester zisizojaa ni mmenyuko wa mchanganyiko wa anhidridi za kiume na phthalic na oksidi ya propylene.

Kiasi kidogo cha glycol kinahitajika ili kuanzisha mmenyuko huu wa mnyororo. Kwa kuwa mmenyuko wa anhidridi na vikundi vya epoksi hutokea kwa joto la chini kiasi, vifungo viwili vya maleate havijitenganishi katika usanidi amilifu zaidi wa mpito. Ili kutekeleza isomerization hii, muhimu kwa mwingiliano zaidi na styrene, polima inayosababishwa lazima iwe chini ya joto la ziada.

Uzalishaji unaoendelea wa resini ya polyester kutoka kwa anhidridi na glikoli pia unaweza kufanywa katika msururu wa viyeyusho vilivyochochewa kwa kusukuma resini kwa mfuatano kupitia vinu kwa viwango tofauti vya joto.

Kuponya Resini za Polyester Zisizojaa Resini za polyester zisizojaa hutibiwa kwa kuongeza vianzilishi vinavyozalisha itikadi kali na kuanzisha mmenyuko wa mnyororo wa upolimishaji.

Radikali za bure zinaweza kuundwa kutoka kwa peroksidi au misombo mingine isiyo imara kama vile misombo ya azo. Michanganyiko hii inaweza kugawanywa katika vipande vikali inapokanzwa au kuangaziwa kwa mionzi ya jua au mionzi mingine ya juu ya nishati. Kwa ujumla, resin ya polyester ina kizuizi ambacho kimsingi ni scavenger ya bure. Mmenyuko wa upolimishaji na kuanzishwa kwa waanzilishi huanza tu baada ya hatua ya inhibitors kushinda. Kipindi hiki cha uingizaji hufanya iwezekanavyo kuchanganya resin iliyo na mwanzilishi na wakala wa kuimarisha na kuiweka katika fomu inayohitajika kwa kuponya kabla ya mmenyuko wa upolimishaji kuanza. Vizuizi vyema vya upolimishaji ni hidrokwinoni na derivatives yake, pamoja na halidi za amonia za quaternary.

Waanzilishi wengi wa peroksidi huoza polepole wanapoingia kwenye wingi wa polima. Ili kuongeza kiwango cha mtengano wao, watendaji (watangazaji) hutumiwa. Kwa kweli, vianzishaji ni vichocheo vya waanzilishi.

Kianzilishi na kiwezeshaji ni misombo tendaji, mwingiliano mkali ambao unaambatana na kuwasha au hata mlipuko. Misombo hii inapaswa kuongezwa kwa resin tofauti, kuhakikisha kabla ya kuongeza pili kwamba kwanza ni kufutwa kabisa. Resini nyingi zina activator iliyoongezwa kabla.

Tabia ya resin ya polyester wakati wa kuponya imedhamiriwa na uwiano wa ushawishi wa inhibitor, kuanzisha na activator.

Vibadala kwenye atomi ya kaboni ya ethilini vinaweza kuathiri utendakazi tena wa dhamana mbili kwa njia mbili. Ushawishi wa anga ni kwa sababu ya ukweli kwamba vikundi vikubwa hulinda dhamana mara mbili na kupunguza uwezekano wa kundi tendaji la pili kuchukua nafasi nzuri kwa shambulio, na hivyo kupunguza utendakazi wa kiwanja kizima. Polarity imedhamiriwa na uwezo wa kikundi mbadala kuvutia au kutoa elektroni. Vikundi vya kuchangia elektroni (kama vile methyl, phenyl, na halojeni) hufanya dhamana mbili ziwe za kielektroniki. Ni hatua yao inayoonyeshwa katika styrene, vinyltoluene na styrene ya klorini.

Vikundi vya kutoa elektroni (kama vile vinyl au kabonili) hufanya dhamana mbili kuwa chanya. Hii hutokea katika vipande vya asidi ya fumaric katika minyororo ya resin ya polyester. Polarity kinyume ya dhamana mbili katika vipande vya styrene na fumaric ya resin alkyd inakuza mwingiliano wao na uponyaji wa resini za polyester. Styrene ya monomeric, ambayo ni ya simu zaidi kuliko minyororo ndefu ya polymeric ya polyester isiyojaa, inaweza kuwa homopolymerized. Imeanzishwa kwa majaribio kuwa uwiano wa molar wa styrene na vifungo viwili vya polyester 2: 1 ni mojawapo.

waanzilishi na waanzishaji

Kuna aina mbalimbali za mifumo ya kianzilishi-kizuizi-activator inayopatikana kwa matumizi katika utengenezaji wa resini za polyester. Kwa mfano, resini iliyozuiwa kwa madhumuni ya jumla ya hidrokwinoni inaweza kutibiwa haraka sana wakati kianzisha peroksidi hai kama vile peroksidi ya methyl ethyl ketone inatumiwa pamoja na kiamsha kama vile naphthenate au octoate ya kobalti. Katika hali nyingine, mwanzilishi thabiti zaidi huletwa ili kuponya resin ya polyester: tert-butylperbenzoate. Hii inaruhusu utungaji wa polyester kujazwa na calcium carbonate na fiberglass ya ardhi. Kiwanja hiki chenye vianzilishi na kufinyangwa ni dhabiti kwa halijoto ya kawaida kwa miezi kadhaa, lakini kinaweza kuponywa ndani ya dakika moja kwa kubonyeza moto kwa 140-160°C.

Uchaguzi wa mwanzilishi unaofaa na kiasi chake inategemea aina ya resin na joto lake la kuponya, muda unaohitajika kwa mchakato mzima na wakati wa gelation. Kwa kuwa hakuna mwanzilishi anayepatikana kawaida hukidhi mahitaji yote muhimu peke yake, michanganyiko mbalimbali ya waanzilishi na waanzilishi na vianzishaji hutumiwa kupata matokeo bora.

Katika uponyaji wa joto wa resini za polyester, kianzilishi kinachotumiwa sana ni peroxide ya benzoyl (BP), ambayo ni nzuri sana na rahisi kutumia. Ni mumunyifu kwa urahisi katika styrene, inaweza kuhifadhiwa kwa muda mrefu bila kupoteza shughuli, ni imara kwenye joto la kawaida, na hutengana kwa urahisi kwenye joto la juu. Kwa kuongeza, BP husababisha joto la juu la kilele cha exothermic, ambayo inachangia kuponya kamili ya resin. Kiasi cha BP kilicholetwa kwenye resin hutofautiana kutoka 0.5 hadi 2% kulingana na aina ya resin na monoma kutumika. Wakati wa kutumia BP kwa namna ya kuweka (kawaida katika mchanganyiko na 50% ya phosphate tricresyl), kiasi cha mwanzilishi aliyeanzishwa huongezeka kidogo (~ 1 - 3%).

Wakati mwingine ni muhimu (au hata muhimu) kutekeleza mchakato wa kuponya resin kutoka mwanzo hadi mwisho kwa joto la chini ili joto linalozalishwa wakati wa upolimishaji lipotee. Hii ni muhimu hasa katika laminating mvua ambapo matumizi ya joto ni vigumu. Katika hali kama hizi, peroksidi ya methyl ethyl ketone (MEKP) kawaida hutumiwa kama kianzilishi. Ingawa utumizi wa PMEK hautibu resini kabisa kwenye joto la kawaida, kuongezwa kwa kiamsha (km cobalt naphthenate) husababisha utomvu kuganda na kukaribia kuponya ndani ya muda mfupi.

MADA YA 3. REZINI ZA DIESTER

ASIDI YA KABOksi YA VINYL

Ingawa DVA mbalimbali zimezalishwa kwa wingi wa kimaabara tangu mwishoni mwa miaka ya 1950, uzalishaji wa kibiashara wa resini hizi haukuanzishwa hadi 1965 na Shell Chemical chini ya jina la biashara "epokriliki resini". Resini hizi zilitambuliwa kuwa epoxy methacrylates na zilikuwa na upinzani bora wa kemikali, kupita ule wa resini bora zaidi (wakati huo) za polyester.

Mnamo 1966, Dow Chemical ilizindua Derakan, diester ya asidi ya vinyl carboxylic, na idadi ya resini za mipako sawa. Mnamo 1977, kampuni za Interplastic na Reichhold Chemical zilianza utengenezaji wa DVK chini ya jina Coretsin na Korrolit.

kwa mtiririko huo.

Tabia za resin

Resini zinaweza kutumika kwa fomu safi (yaani bila diluent) au kuchanganywa na viungo vingine. Katika kesi ya mwisho, resin inaweza kuwa na comonomer tendaji iliyo na vinyl (styrene, vinyl toluene, trimethylolpropane triacrylate) au "diluent" isiyo ya tendaji (methyl ethyl ketone, toluene). Kama kanuni, resini kulingana na esta za asidi ya methakriliki zina styrene na hutumiwa katika utengenezaji wa plastiki iliyoimarishwa ya kioo sugu ya kemikali (GRP). Resini - derivatives - ya asidi akriliki hutolewa undiluted, na sambamba co-reagents ni kuletwa moja kwa moja wakati wa maandalizi ya mipako na inks uchapishaji kutibiwa chini ya hatua ya UV mionzi.

Sifa ya kimwili na matumizi ya DVK hutegemea aina ya vikundi vya mwisho (methakriliki au akriliki), kwa kiasi na aina ya vitendanishi vya pamoja, na pia juu ya asili na uzito wa Masi ya vitalu vinavyounda mnyororo kuu wa resin. macromolecules. Kama matokeo ya kuponya, styrene - iliyo na DVKM-II hupata upinzani mkubwa kwa asidi, besi na vimumunyisho. Asidi ya akriliki ni nyeti zaidi kwa hidrolisisi kuliko derivatives ya asidi ya methakriliki, na kwa hiyo kwa kawaida haitumiwi katika utengenezaji wa vifaa vinavyostahimili kemikali. Kwa sababu ya reactivity ya juu ya resini hizi, kuponya kwa mionzi kunapendekezwa.

Undiluted DVK ni dutu ngumu au nta. Kwa hivyo, viyeyusho tendaji na ajizi huletwa kwenye utunzi ili kutoa mnato unaohitajika kwa usindikaji na kuongeza utendakazi wao.

Sehemu kuu ya macromolecules ya DVA ina vizuizi vya oligomeric vya epoxy vya uzani wa molekuli mbalimbali. Ya juu ya uzito wa Masi ya vitalu vile, juu ya nguvu na elasticity ya resin, lakini chini ya upinzani wa joto na upinzani kwa vimumunyisho.

Ikilinganishwa na polyesters, DVC zina sifa ya maudhui ya chini ya vikundi vya ester na vipande vya vinyl. Hii inasababisha kuongezeka kwa upinzani wa resini hizi kwa hidrolisisi, pamoja na kupungua kwa joto la kilele cha exotherm. Kupungua kwa resin wakati wa kuponya hupunguzwa. Kama vile polyester, DVC zina maisha mafupi ya rafu, ambayo yanahakikishwa kwa kuanzishwa kwa vizuizi vya upolimishaji ("mitego" ya itikadi kali za bure) wakati wa mchakato wa kutengeneza resini.

Uzalishaji wa resin

DVK hupatikana kwa kuitikia methakriliki au asidi ya akriliki na resin ya oligomeric epoxy. Mwitikio wa kuongeza wa asidi kwa epoksidi (esterification) ni ya kushangaza. Kama matokeo ya mmenyuko huu, vikundi vya bure vya hidroksili huundwa kwenye block ya oligomeric, lakini hakuna bidhaa zinazoundwa (kama, kwa mfano, wakati wa polyesterification, wakati maji yanapoundwa). Baada ya kukamilika kwa majibu au wakati wa kozi yake, diluents zinazofaa au inhibitors ya upolimishaji huongezwa kwenye mchanganyiko wa majibu.

Resini za epoxy ambazo hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa DVA zinaweza kuwa msingi wa bisphenol A (katika kesi hii, DVA ya madhumuni ya jumla na sugu ya joto hupatikana), kwenye vipande vya phenolic-novolac (DVA sugu ya joto), na pia kwenye tetrabromo. derivative ya bisphenol A (DVA sugu ya moto). Wakati wa kupata DVK na vikundi vya akriliki kwenye miisho, vitalu vya oligomeric epoxy kulingana na bisphenol A kawaida hutumiwa kama polima ya mnyororo mkuu.

Kuponya

DVC, kama vile resini za poliesta zisizojaa, ina vifungo viwili ambavyo huguswa kuunda viunganishi vinapoponywa. Utaratibu huu hutokea mbele ya radicals bure, ambayo hutengenezwa kutokana na mabadiliko ya kemikali, joto au mionzi. Mchakato wa kuponya unaoendelea kulingana na utaratibu wa bure-radical ni pamoja na hatua za kufundwa (kipindi cha utangulizi), ukuaji na kukomesha kwa mnyororo. Uzinduzi ni hatua ya kupunguza viwango wakati ambapo mwanzilishi anakandamiza kitendo cha vizuizi vya upolimishaji. Hii inasababisha majibu kuendelea pamoja na vifungo viwili vya etha ya vinyl, ambayo ni sehemu ya macromolecules, na reagent yake ya ushirikiano.

Ukingo Bidhaa za kumaliza nusu (prepregs) kulingana na DVK kwa ukingo wa volumetric au kwa plastiki ya karatasi hutumiwa kwa ukandamizaji wa moja kwa moja wa fittings kwa mabomba, nyumba za vifaa vya nyumbani, impellers, pampu na sehemu za gari. Kwa kawaida, prepregs hizi huwa na takriban sehemu sawa kwa uzito wa resin, fiber kioo ardhi, na fillers. Pia ni pamoja na: mwanzilishi "aliyefichwa", rangi, lubricant ya kupambana na wambiso na thickeners.

MADA YA 4. POLYBUTADIENE RESINS

Resini za Polybutadiene zilitolewa karibu 1955 na kutumika katika misombo ya aina ya Bud katika Maabara ya Injay. Resin ambayo ilitumiwa katika misombo hii ilikuwa na kiasi kikubwa cha kioevu 1,2-polybutadiene, baadhi ya copolymers ya styrene-butadiene, na adducts ya resini mbili. Tangu wakati huo, bidhaa kama hizo zimetengenezwa na Richardson na Lithium. Mnamo 1968, chini ya jina la brand "Gistil", walianza kuzalisha polybutadiene yenye maudhui ya juu ya vifungo viwili na kiasi kidogo cha vikundi vya isocyanate kwenye mwisho wa macromolecules. Kiasi fulani cha mwanzilishi wa peroxide kilianzishwa ndani yake.

Sasa resin hii inazalishwa na makampuni "Dianachem" na "Nippon Souda" chini ya jina la biashara "Nisso-RV". Resin hii ni kioevu atactic polybutadiene yenye uzito wa Masi ya 1000 - 4000, karibu 90% ya vifungo viwili ambavyo viko kwenye minyororo ya upande (vikundi vya vinyl).

Kuna aina tatu za resin hii:

aina B haina vikundi vya utendaji wa wastaafu; aina G ina vikundi vya haidroksili na aina C - vikundi vya kaboksili kwenye ncha zote mbili za macromolecules. Resini zingine za polybutadiene sasa zinapatikana kwa jina "Ricone" kutoka kwa Wataalamu wa Kemikali wa Colorado. Resini za chakula ni mchanganyiko wa 1,2- na 1,4-polybuta-dnenes (Dienite PD-702, PD-503) au mchanganyiko na vitendanishi vya monomers-co-co-, kama vile vinyltoluene (PM-520, PM-503) au styrene-butadiene oligomer (PDPD-753).

Aina za viwanda za resini za polybutadiene kawaida ni mchanganyiko wa uzito mdogo wa Masi 1,2 - na 1,4-polybutadienes. Isoma hizi hutofautiana katika nafasi ya kituo cha mmenyuko kinachohusika katika upolimishaji. 1,2-polybutadiene, ambayo vifungo viwili viko kwenye minyororo ya upande, ni tendaji zaidi kuliko 1,4-polima, ambapo vifungo viwili viko kwenye mlolongo mkuu. Kwa hiyo, resini zilizo na maudhui ya juu ya 1,2-polybutadiene huponya kwa kasi na rahisi zaidi, na resini zilizo na sehemu kubwa ya 1,4-polymer kawaida hutumiwa kupata vifaa vya elastic sana.

Ili kuwa rahisi zaidi kusindika resin 1,2-polybutadiene (PBB) katika vifaa vyenye mchanganyiko, inapaswa kupatikana kwa uzito wa juu wa Masi na usambazaji wa uzito wa molekuli (MW). Ili kuongeza utendakazi wa resin wakati wa mabadiliko anuwai ya kemikali, vikundi vya utendaji wa mwisho (kwa mfano, hydroxyl, carboxyl, au isocyanate) huletwa kwenye macromolecules yake, na mchanganyiko ulio na polybutadiene na monoma tendaji, kama vile styrene na vinyl toluene, pia huandaliwa. . Vikundi vya hidroksili vya mwisho huruhusu athari na polyurethanes, na vikundi vya kaboksili vilivyo na vikundi vya epoxy. PBB zilizokomeshwa na isosianati hutumiwa zaidi kutengeneza misombo ya kuhami chungu ya umeme.

Kwa maudhui ya juu ya vikundi vya vinyl (zaidi ya 85%), resini za polybutadiene zinaponywa kwa urahisi mbele ya waanzilishi wa peroxide. Vikundi tendaji vya utendaji huruhusu resin kuongezeka kwa uzito wa Masi hata kabla ya kuponya. Kuongezeka kwa MW husababisha kupungua kwa mtiririko wa resin kabla ya kuunganisha, ambayo husababisha gelatinization na kuonekana kwa miundo ya polymer imara.

Kama matokeo, wakati unaofaa zaidi wa kiteknolojia wa usindikaji wa resin kwenye reactor pia unapatikana. Hatua ya ukuaji wa mnyororo inaweza kudhibitiwa (kwa wakati) ili kupata polima zilizo na sifa mbalimbali, kutoka kwa vimiminiko vya juu vya mnato hadi yabisi ya juu ya MW. Uwezo wa kukua kwa mnyororo ni msingi wa matumizi makubwa ya resini za polybutadiene katika uzalishaji wa nyimbo za vyombo vya habari, mipako, adhesives, misombo ya potting ya kuhami umeme na laminates ya thermoset. Dawa za polybutadiene zilizoorodheshwa hapa chini zinaweza kutumika kama virekebishaji vya resini zingine na katika utengenezaji wa laminate maalum.

-  –  –

Uponyaji wa Resini Kufanana kwa mchakato wa kuponya wa resini za polybutadiene na kuponya kwa polima za polyester zinazojulikana kwa kutumia vianzilishi vya peroksidi huzifanya kuwa muhimu sana kwa teknolojia ya vifaa vya mchanganyiko.

Uponyaji wa polima hupitia hatua tatu: gelation ya joto la chini, uponyaji wa joto la juu na mzunguko wa joto. Kwa joto la chini, ongezeko la uzito wa Masi na viscosity ya resin hutokea.

Hii inaweza kusababisha gelation na kuanza kuponya. Uponyaji wa joto la juu huanza saa 121 ° C, na athari kubwa katika vifungo viwili vya vikundi vya vinyl. Katika hatua hii ya mchakato bidhaa imara huundwa. Uendeshaji wa mzunguko wa joto huanza kwa joto la ~ 232 ° C, na vipande vilivyosalia visivyojaa vya substrate ya polima huguswa na kuunda mtandao uliounganishwa sana.

Ifuatayo ni data ya kawaida ya hali ya uchakataji kabla:

Halijoto ya ukingo, °C

Shinikizo, MPa

Mzunguko wa kuponya saa 77 ° C kwa laminate 3.2 mm, min |

Kipindi cha Baada ya Kuponya .................. Hakuna Muundo na Sifa za Kemikali Resini za Polybutadiene zina sifa bora za umeme na ukinzani wa kemikali. Maudhui ya juu ya maudhui ya hidrokaboni na maudhui ya chini ya vitengo vya kunukia ni sababu ya maadili ya chini ya sababu ya dielectric ya mara kwa mara na yenye unyevu, pamoja na upinzani bora wa kemikali. Maudhui ya chini ya vipande vya kunukia yanaelezea upinzani wa juu wa arc, pamoja na upinzani wa malezi ya athari za conductive.

Tabia hizi za resini za polybutadiene, sawa na tabia ya polyethilini, zinahusishwa na upinzani wa polima hizi kwa malezi ya kaboni wakati wa pyrolysis chini ya voltage ya juu. Kutokuwepo kwa vifungo vya ester, ambayo hufanya polyesters kuwa hatari kwa asidi na besi, inaelezea hydrophobicity, pamoja na upinzani wa resini za polybutadiene kwa asidi na alkali.

Utumiaji wa CM zenye msingi wa PBB Kwa sababu ya mchanganyiko wa kipekee wa sifa bora za umeme na ukinzani wa kemikali, CM zenye msingi wa PBB zimetumiwa kwa mafanikio katika uundaji wa radomu za antena za rada ya hewa. Kwa uendeshaji katika bendi ya mzunguko unaozidi bendi ya K (10.9 - 36.0 GHz), plastiki iliyoimarishwa ya kioo ya epoxy ilitumiwa, ambayo haifikii kusudi hili kwa kutosha kutokana na viwango vya juu vya dielectric (4.5 - 5.0).

Hii inakuwa wazi ikiwa tutazingatia kwamba unene wa ukuta wa usawa, kama ifuatavyo kutoka kwa equation hapa chini, ni kazi ya mara kwa mara ya dielectric na urefu wa uendeshaji:

n 0 D=, 2(sin 2) 0.5 ambapo d ni unene wa ukuta wa radomu ya antena; n - integer 0 (n = 0 kwa ukuta nyembamba; n - 1 kwa ukuta na unene sawa na urefu wa nusu-wimbi); 0 - urefu wa wavelength katika nafasi ya bure; - mara kwa mara ya dielectric; - angle ya matukio.

Kwa kuwa unene wa ukuta wa radomu lazima uwiane moja kwa moja na urefu wa mawimbi yenye ufanisi lakini kinyume na uwiano wa mara kwa mara wa dielectri, mchanganyiko wa wakati huo huo kuongeza mzunguko na kutumia composite ya juu ya dielectri hujenga tatizo la kutolingana kwa unene wa ukuta wakati urefu wa urefu wa mawimbi hutumiwa.

Kwa wazi, ikiwa urefu wa wavelength hupungua wakati huo huo na mara kwa mara ya dielectric ya nyenzo huongezeka, basi inawezekana kupunguza unene wa kuta za haki. Hata hivyo, matumizi ya kuta nyembamba husababisha tatizo la kushindwa kwa athari, ambayo inaweza kuharakishwa na mmomonyoko mkubwa wa uso wa miundo nyembamba ya layered.

Tatizo jingine la vifaa vya juu vya dielectric ni uwezekano wa kutofautiana kwa ukuta wa radome, na kusababisha gharama kubwa za uzalishaji au matumizi ya vifaa vya ziada ili kuhakikisha unene sahihi wa "umeme". Wakati wa kutumia antenna kwenye ndege na meli, mahitaji ya ziada yanawekwa kwa CM, ambayo fairings hufanywa: wanapaswa kuwa na mali imara katika aina mbalimbali za joto na katika hali ya unyevu wa juu. Mahitaji ya nyenzo kali yanayohusiana na masafa ya juu ya uendeshaji na hali ngumu ya mazingira haipatikani kwa urahisi kwa kutumia vifaa vya kawaida vya mchanganyiko. Hata hivyo, mahitaji haya yanaweza kupatikana kikamilifu wakati wa kutumia vifaa kulingana na polybutadienes.

Wakati wa kuandaa prepregs, resini huponywa mbele ya mwanzilishi wa peroxide. Licha ya usindikaji bora wa CM hii na urahisi wa kuponya, ambayo inakamilishwa katika hatua moja katika masaa 2 kwa joto la 177 ° C, sifa zake za chini za mitambo katika mwelekeo wa kupita huzuia matumizi yake kama nyenzo za kimuundo. Hasara hii inawezekana kuhusishwa na msongamano mkubwa wa crosslinks intermolecular, ambayo inaongoza si tu kwa brittleness, lakini pia kwa kujitoa chini ya binder kwa nyuzi kaboni.

Wakati wa kupata plastiki ya safu ya polybutadiene kwa madhumuni ya kimuundo, nyuzi mbalimbali za kuimarisha hutumiwa: kioo, quartz na aramid ("Kevlar-49"). Mchanganyiko ulioimarishwa na nyuzi za Kevlar-49 na sehemu ya kiasi cha 60% zinafaa kwa ajili ya utengenezaji wa radome za antenna za rada. Ili kuboresha baadhi ya mali ya mitambo ya nyenzo, hasa nguvu ya mvutano katika mwelekeo wa transverse na shear interlaminar, sifa za wambiso na unyevu wa nyuzi za Kevlar-49 zinahitaji kuboreshwa.

Mahitaji ya ziada wakati wa kutumia nyenzo hizi kwa ajili ya utengenezaji wa radome ya antenna ya rada ni kunyonya kwa unyevu mdogo.

Uhifadhi wa resini za Polybutadiene hazihitaji hali maalum za kuhifadhi ikilinganishwa na zile za kawaida zinazohusiana na matumizi ya vimumunyisho vya kikaboni vinavyoweza kuwaka kama vile heptane au toluini. Wakati kuhifadhiwa kwa joto la 0, 20 au 35 ° C kwa wiki 10, hakuna mabadiliko yanayoonekana katika viscosity au kujitenga kwa suluhisho. Hata hivyo, hifadhi ya muda mrefu kwenye joto la juu ya 35 ° C inapaswa kuepukwa kutokana na tabia ya ufumbuzi wa gel.

EPOXIES Resini za epoksi ni mojawapo ya viunganishi bora kwa aina mbalimbali za composites za nyuzi kwa sababu zifuatazo:

Kushikamana vizuri kwa idadi kubwa ya fillers, vipengele vya kuimarisha na substrates;

Aina mbalimbali za resini za epoxy zinazopatikana na mawakala wa kuponya, kuruhusu kupata baada ya kuponya vifaa na mchanganyiko mkubwa wa mali, kukidhi mahitaji mbalimbali ya teknolojia;

Hakuna kutolewa kwa maji au dutu yoyote tete wakati wa mchakato wa kemikali na kupungua kidogo wakati wa kuponya;

Upinzani wa kemikali na mali nzuri za kuhami umeme.

Sehemu kuu ya binders epoxy ni mchanganyiko wa bidhaa za oligomeric na vikundi vya epoxy katika vitengo vya mwisho (resini za epoxy).

Wanapokelewa:

mwingiliano wa epichlorohydrin na dihydric (mara chache, polyhydric) alkoholi au fenoli kuunda oksidi za diglycide CH2-CH-CH2Cl + HO-R-OH CH2-CH-CH2-O-R-(-O-CH2-CH(OH)-CH2 -O- RO O)-O-CH2-CH-CH2 \ / O au CH2-CH-CH2Cl + H2N-C6H4-NH2 \/ O au CH2-CH-CH2Cl + HO-C6H4-C (CH3) 2-C6H4 -OH bisphenol A \/ O Resini za kawaida ni zile zinazopatikana kutoka kwa epichlorohydrin na diphenylolpropane (bisphenol A) (resini za aina ya ED) au kutoka kwa epichlorohydrin na bidhaa za methylolphenol polycondensation (resini za epoxyphenolic EF, EN). Hivi karibuni, resini kutoka kwa epichlorohydrin na aniline (EA resin), diaminodiphenylmethane (EMDA) zimetumika.

Maombi ya resini za epoxy hutumiwa katika uzalishaji wa vifaa mbalimbali vya mchanganyiko na sehemu za kimuundo. Pia hutumiwa kama misombo ya kufunika na kuziba, poda za vyombo vya habari na kwa ajili ya utengenezaji wa adhesives.

Resini za epoxy zinakabiliwa sana na asidi, alkali na unyevu, haziharibika wakati zinapokanzwa kwa joto la juu, zina shrinkage ya chini na upinzani wa juu wa kiasi. Resini za epoxy zinaweza kutumika sio tu kulinda vifaa kutokana na athari za mazingira, lakini pia kuunganisha sehemu. Katika sekta ya umeme, kwa mfano, resini za epoxy hutumiwa kwa kuingiza moduli za svetsade, akitoa transformer na windings motor, na pia kwa kuziba viungo vya cable vya umeme.

Tangu Vita vya Kidunia vya pili, resini za epoxy zimetumika kutengeneza zana (kwa mfano, molds zinazotumiwa katika kukanyaga karatasi au mifano katika utengenezaji wa sehemu). Kuimarisha fillers kwa namna ya chembe au nyuzi huletwa kwa urahisi ndani ya resin, kupunguza gharama zake na kuongeza utulivu wa dimensional. Uwezekano wa kuchukua nafasi ya metali na resini za epoxy ni kutokana na sababu mbili: ufanisi wa gharama katika uzalishaji na kasi (bila gharama kubwa za nyenzo) za marekebisho. Kwa kuongeza, resini hizi huhifadhi sura na vipimo vyao vizuri, zina mali ya juu ya mitambo na kupungua kwa chini, ambayo inafanya uwezekano wa kutengeneza sehemu na uvumilivu mdogo kutoka kwao.

Michanganyiko ya ukingo ya Epoxy (unga, michanganyiko iliyotibiwa kwa sehemu ya resini na ngumu ambayo inapita inapokanzwa) hutumiwa kutoa kila aina ya sehemu za kimuundo. Fillers na mawakala wa kuimarisha huletwa kwa urahisi kwenye resini za epoxy, na kutengeneza molekuli ya ukingo. Resini za epoxy hutoa shrinkage ya chini, kujitoa vizuri kwa fillers na mawakala wa kuimarisha, utulivu wa kemikali, mali nzuri ya rheological.

Kuunganisha Kati ya vifaa vyote vinavyojulikana vya polymeric, resini za epoxy zina nguvu ya juu ya wambiso. Wao hutumiwa kuingiza aina ya substrates na shrinkage ndogo. Kwa hiyo, resini hizi zinaweza kutumika kuunganisha vifaa vingi tofauti. Aidha, wanaweza kuponywa kwa joto tofauti na kwa kasi tofauti, ambayo ni muhimu sana katika uzalishaji wa viwanda wa adhesives.

Utengenezaji wa CM za jeraha la nyuzi na kama laminate Moja ya matumizi muhimu zaidi ya resin epoxy au binder ni katika utengenezaji wa laminates na composites za jeraha la nyuzi kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za kimuundo. Sehemu hizo hutumiwa katika viwanda mbalimbali, ikiwa ni pamoja na ujenzi wa ndege, nafasi na vifaa vya kijeshi. Laminates pia hutumiwa katika sekta ya umeme kwa ajili ya utengenezaji wa bodi za mzunguko zilizochapishwa. Mizinga na mabomba yaliyotengenezwa na mchanganyiko wa epoxy hutumiwa sana katika tasnia ya kemikali na petrochemical.

Resini za epoxy zinaweza kutumika katika michakato mbalimbali: fiber vilima vya mvua au "mvua" kutengeneza laminates, vilima kavu au kuwekewa tabaka na kabla ya impregnation ya nyuzi nyuzi, vitambaa au mkanda (kwa namna ya prepregs). Kwa ujumla, epoxies ni ghali zaidi kuliko resini nyingine nyingi, lakini sifa zao bora za utendaji mara nyingi huwafanya kuwa na faida zaidi kwa muda mrefu.

Uponyaji wa Resini za Amine Idadi kubwa ya oligoma za epoksi ni vimiminiko viscous au yabisi inayoyeyuka kwa urahisi katika ketoni, etha na toluini.

Vigumu vya oligomer vya epoxy vimegawanywa katika vikundi viwili vikubwa kulingana na utaratibu wa hatua:

Vigumu vya kuunganisha msalaba vina makundi ya kazi ambayo kemikali huingiliana na makundi ya kazi ya oligomer ya epoxy;

Vigumu vya kichocheo husababisha uundaji wa muundo wa mtandao wa anga kwa upolimishaji wa vikundi vya epoxy.

Vigumu vya kuunganisha msalaba vina amino, carboxyl, anhydride, isocyanate, hidroksili na makundi mengine katika molekuli zao.

Vigumu vya aina ya amini hutumiwa kutibu katika anuwai ya joto ya 0-150 ° C. Kama amini aliphatic, 1,6-hexamethylenediamine na polyethilini polyethilini polyethilini polyethilini ya fomula ya jumla H2N(CH2CH2NH),CH2CH2NH2, ambapo n = 1-4, hutumiwa sana, kuwa na shughuli nyingi hata kwenye joto la 20 °C.

Kama amini za kunukia, m-phenylenediamine, 4,4"-diaminodiphenylmethane, 4,4"-diaminodiphenylsulfone hutumiwa. Amines za kunukia hazifanyi kazi zaidi kuliko aliphatic, na huponya kwa joto la 150 ° C na zaidi.

Dicyandiamine hutumiwa sana kama kigumu cha aina ya amini.

Dicyandiamine haifanyiki na oligomeri za epoxy kwenye joto la kawaida, lakini huwaponya haraka kwa joto la juu (150 ° C na zaidi).

Kwa uunganishaji kamili wa resin ya epoxy, uwiano kati ya idadi ya atomi za hidrojeni katika vikundi vya amino vya ngumu zaidi na idadi ya vikundi vya epoxy kwenye resin lazima iwe 1: 1. Mwitikio kati ya amini aliphatic na vikundi vya epoxy huendelea kwa joto la kawaida. Katika kesi ya kutumia amini yenye harufu nzuri, inapokanzwa ni muhimu. Muunganisho wa kemikali kati ya atomi za kaboni na nitrojeni unaotokea wakati resini "imeunganishwa" na amini ni sugu kwa asidi na alkali nyingi isokaboni. Hata hivyo, kwa athari za asidi za kikaboni, dhamana hii haina utulivu kuliko vifungo vya intermolecular vinavyoundwa na wagumu wa madarasa mengine. Kwa kuongezea, sifa za kuhami za umeme za epoxies "zilizotibiwa na amino" sio nzuri kama ilivyo kwa mawakala wengine wa kuponya. Labda hii ni kutokana na polarity ya vikundi vya hidroksili vilivyoundwa wakati wa kuponya.

Vigumu vya Isocyanate huguswa kwa urahisi na vikundi vya haidroksili vya oligomeri za epoxy hata kwenye baridi (=20 °C). Kwa joto la juu la kuponya (180-200 ° C), mmenyuko wa kikundi cha isocyanate na kikundi cha epoxy inawezekana kwa kuundwa kwa mzunguko wa oxazolidone. Kama isosianati, 2,4- na 2,6-toluini diisocyanates, diisocyanate ya hexamethylene na prepolymers kulingana nao na vikundi vya mwisho vya isocyanate hutumiwa.

Kwa kuponya oligomeri za epoxy, oligomeri za phenol-formaldehyde za aina zote mbili za novolac na resole hutumiwa sana. Novolacs huponya oligomeri za epoxy kwa kuitikia haidroksili ya phenolic na vikundi vya epoxy katika 150-180 ° C, na mbele ya vichocheo (amini ya juu) katika 80 ° C. Katika kesi ya azimio, vikundi vya hydroxymethyl vya azimio huguswa na vikundi vya sekondari vya OH vya oligomeri za epoxy na, kwa kuongeza, vinaweza alkylate pete za kunukia za oligomeri za epoxy.

Vigumu vya kichocheo huchochea upolimishaji wa vikundi vya epoksi kwa njia za cationic na anionic.

Upolimishaji wa cationic huanzishwa na asidi za Lewis - BF3, BF30(C2H5)2, SnCl4, nk.

Upolimishaji wa anionic huanzishwa na hidroksidi za metali za alkali na vileo, pamoja na amini za juu kama vile triethanolamine na 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol.

Katika upolimishaji wa anionic mbele ya amini za juu, tovuti hai huundwa na mmenyuko wa ushirikiano wa amini, tovuti ya epoxy na pombe kulingana na mpango wa O O. Amines za elimu ya juu za Aliphatic kwa kawaida ni vigumu vya kuponya baridi. Hivi majuzi, imidazoli (haswa 2-ethyl-4-methylimidazole) imetumika kwa mafanikio kama vidhibiti vya aina ya Lewis, ambavyo huongeza upinzani wa joto kwa polima. Uhifadhi wa vigumu vya amini kwa kawaida hausababishi matatizo yoyote maalum. Walakini, zinaweza kusababisha kuwasha kwa ngozi kwa watu wengine na zinapaswa kushughulikiwa kwa uangalifu.

Kuponya resini na anhidridi asidi Kama vidhibiti asidi, aldehidi sakliki za asidi ya kaboksili, kama vile phthalic, maleic, na trimellitic (TMA), pyromellitic (PMA), benzophenonetetracarboxylic acid anhydride (ABTC) zimepata matumizi makubwa zaidi. anhidridi hufanywa kwa joto la 120-180 ° C.

Uhifadhi wa ngumu hizi unahitaji huduma maalum ili kuzuia mtengano wao na unyevu wa anga. Ili kuhakikisha uponyaji kamili, mmenyuko unafanywa chini ya joto. Mara nyingi kiasi kidogo cha kuongeza kasi huongezwa ili kuharakisha mchakato wa kuponya, ambao ni polepole sana. Pia kuna vidhibiti visivyo na maji ambavyo huguswa na resini inapokanzwa zaidi ya 200°C. Anhidridi za asidi humenyuka pamoja na resini za epoksi kuunda esta. Ili majibu haya kutokea, ufunguzi wa pete ya anhydride inahitajika. Kiasi kidogo cha vitu vilivyo na protoni (kwa mfano, asidi, alkoholi, phenoli na maji) au besi za Lewis huendeleza ufunguzi wa pete.

Kikundi cha esta kilichoundwa kama matokeo ya kuponya ni sugu kwa hatua ya kikaboni na asidi fulani ya isokaboni, lakini huharibiwa na alkali. Vifaa vinavyotokana vina utulivu mkubwa wa joto na mali bora ya kuhami umeme kuliko wakati wa kutumia ngumu za amine.

Kichocheo cha asidi ya Lewis huponya Moja tu ya asidi ya Lewis, boroni trifluoride, hutumiwa sana kama wakala wa kuponya kwa resini za epoxy. Inapoongezwa kwa kiasi kidogo kwa epoksi safi, kigumu hiki hufanya kama kichocheo cha uunganishaji wa cationic wa resini hadi polyether. Boroni trifluoride husababisha upolimishaji wa haraka sana wa exothermic unaotokea katika dakika chache. Kwa hiyo, wakati wa kuponya kiasi kikubwa cha resin, ili kudumisha joto la kawaida katika wingi, inahitajika kuizuia kwa kutumia teknolojia maalum. Inapounganishwa na monoethylamine (MEA) kuunda BF3-MEA changamano, trifloridi ya boroni hubadilika kwenye halijoto ya kawaida na kuwa kikali iliyofichika. Kwa joto la juu ya 90 ° C, inakuwa hai na husababisha uponyaji wa haraka wa resin epoxy, ikifuatana na kutolewa kwa udhibiti wa joto. Wakati wa kupokea prepregs, ambayo mara nyingi huhifadhiwa kwa wiki kabla ya usindikaji, matumizi ya ugumu wa latent ni muhimu kabisa.

Resini za epoxy zilizo na tata ya BF3-MEA hutumiwa sana kwa kuziba, katika utengenezaji wa zana, laminates na bidhaa za vilima.

Kizuizi fulani hapa ni ukosefu wa utulivu uliopatikana wa prepregs na nyimbo za kuponya zilizo na VG3MEA kwa hatua ya unyevu.

Vichochezi Viongeza kasi huongezwa kwa mchanganyiko wa resin na ngumu ili kuharakisha majibu kati yao. Wao huletwa kwa kiasi kidogo kisicho na stoichiometric, ambacho huchaguliwa kwa nguvu, kuongozwa na mali ya nyenzo zinazosababisha. Baadhi ya amini za elimu ya juu - vichocheo vya kuponya - pia zinaweza kuwa vichapuzi kwa mifumo kadhaa. Mara nyingi hutumiwa kuongeza kiwango cha uponyaji wa resini za epoxy na anhidridi za asidi. Kwa kusudi hili, octanate ya bati, ambayo ni asidi ya Lewis, hutumiwa. Katika baadhi ya matukio, inaruhusu kuponya kwa joto la kawaida.

Resini za Epoksi Zilizoponywa Baadhi ya jumla zinaweza kufanywa kuhusu uhusiano kati ya muundo wa kemikali na sifa za resini za epoksi zilizotibiwa:

Pete za kunukia zaidi zinajumuishwa katika utungaji wa resin epoxy, juu ya utulivu wake wa joto na upinzani wa kemikali;

Wakati wa kutumia viunzi vya kunukia, nyenzo ngumu zaidi na za kudumu huundwa kuliko ilivyo kwa mawakala wa aliphatic, hata hivyo, ugumu ulioongezeka wa mifumo kama hiyo hupunguza uhamaji wa Masi na kwa hivyo huchanganya mwingiliano kati ya vikundi tendaji, na uponyaji katika kesi hii hufanywa. joto la juu;

Kupunguza wiani wa "crosslinks" za intermolecular inaweza kusababisha kuongezeka kwa nguvu ya nyenzo, kutokana na ongezeko la elongation wakati wa mapumziko;

Kupunguza wiani wa "crosslinks" pia inaweza kusababisha kupungua kwa resin shrinkage wakati wa kuponya;

Kuongezeka kwa wiani wa "crosslinks" husababisha kuongezeka kwa upinzani wa kemikali wa nyenzo za kuponywa;

Kuongezeka kwa msongamano wa "crosslinks" husababisha kuongezeka kwa joto la uharibifu wa joto (na joto la mpito la kioo Tc), hata hivyo, msongamano mkubwa sana wa "crosslinks"

hupunguza deformation ya fracture (kuongezeka kwa brittleness);

Wakati wa kuchukua nafasi ya vipande vya kunukia vya molekuli na zile za aliphatic au cycloaliphatic, ambazo haziambatani na mabadiliko ya idadi ya "viunga" kwenye mfumo, elasticity na kupanua kwa resin iliyoponywa huongezeka;

Anhidridi iliyotibiwa ya epoxies hufanya vizuri zaidi katika huduma ya asidi kuliko huduma ya alkali.

Kutokana na ukweli kwamba resini za epoxy ni vifaa vya viscoelastic, mali zao hutegemea joto na muda wa mtihani (kasi, mzunguko).

Mali ya resini epoxy kutibiwa na mbinu maalum.

Wakati wa kutumia mifumo ya epoxy iliyoponywa mahsusi, mapungufu kadhaa lazima izingatiwe. Kwa mfano, katika kesi ya kutengeneza sehemu kubwa ambazo hazifai kwa kupokanzwa, na sehemu zenye ukuta nene, ambapo mikazo ya joto inapaswa kuwa ndogo, haifai kutumia mifumo inayohitaji uponyaji wa hali ya juu. Katika matukio haya, mifumo yenye ugumu wa joto la chini hutumiwa. Nyimbo hizi ni pamoja na resini za epoxy zinazoponywa na hatua ya amini aliphatic. Kuponya nyimbo hizo kwa joto la kawaida husababisha vifaa na mali bora, kuboreshwa zaidi na joto la chini. Bila shaka, resini hizi haziwezi kutumika kwa joto la juu.

Oligomers ya epoxy na polima hutumiwa katika nyanja mbalimbali za teknolojia kutokana na mchanganyiko wa mafanikio wa teknolojia rahisi ya usindikaji na mali ya juu ya kimwili na mitambo, upinzani wa joto, kujitoa kwa vifaa mbalimbali, upinzani wa vyombo vya habari mbalimbali, na uwezo wa kuponya kwa shinikizo la anga. kupungua kwa chini. Kwa hivyo, hutumiwa sana katika utengenezaji wa vifaa vya kimuundo vya nguvu ya juu, katika teknolojia ya roketi na anga, anga, ujenzi wa meli, uhandisi wa mitambo, uhandisi wa umeme, vifaa vya elektroniki vya redio, na utengenezaji wa zana.

Oligomeri za epoxy na polima hutumiwa sana kama matiti kwa utengenezaji wa plastiki ya kaboni, ambayo ina sifa ya mchanganyiko wa nguvu ya juu na ugumu na msongamano wa chini, mgawo wa joto la chini la msuguano, conductivity ya juu ya mafuta na umeme, upinzani wa kuvaa, upinzani dhidi ya mafuta na joto. athari za mionzi. Coking na pyrocarbon epoxy kaboni ya plastiki ni sugu kwa uharibifu wa joto na oxidative ya joto, ina sifa za juu za nguvu, na ina sifa nzuri za kuzuia joto.

Resini za epoxy ni matrices nzuri kwa ajili ya kufanya fiberglass. Mbali na nyuzi za kioo na vitambaa vya kioo, nyuzi za quartz na vitambaa, nyuzi za kaboni za boroni, carbudi ya silicon na nyuzi nyingine za isokaboni hutumiwa.

Mbali na nyuzi za isokaboni, nyuzi kutoka kwa polima za kikaboni hutumiwa kupata plastiki ya epoxy iliyoimarishwa, hasa, nyuzi za juu za synthetic kutoka kwa poly-p-phenylene terephthalamide na aramids nyingine.

Kutokana na kujitoa vizuri kwa kioo, keramik, mbao, plastiki, metali, oligomers epoxy na polima hutumiwa sana katika uzalishaji wa adhesives, misombo ya kuponya moto na baridi.

Oligomers za epoxy hutumiwa kuziba na kuziba sehemu mbalimbali ili kuzilinda kutokana na mazingira.

Katika uhandisi wa umeme, oligomers epoxy hutumiwa kujaza windings ya transfoma na motors, kuziba viungo vya nyaya za umeme, nk.

MADA YA 6. RESINS INAZOSTAHIDI JOTO

Licha ya mchakato wa uharibifu wa mafuta-oxidative, ambayo bila shaka inaendelea chini ya hali hizi, mtengano wa polima hizo huendelea polepole. Kwa kuongeza, inachukuliwa kuwa vipande ambavyo polima hizi huvunja ni imara, ambayo huongeza "maisha" ya nyenzo kwa joto la juu.

Jambo muhimu katika kupata resini zisizo na joto ni mchanganyiko wa polima zilizo na idadi kubwa ya vipande vya heteroaromatic. Vipande hivi, vilivyo na idadi ya chini kabisa ya atomi za hidrojeni zinazoweza kuoksidishwa, vinaweza kunyonya nishati ya joto. Kwa bahati mbaya, mambo sawa ya muundo wa kemikali ambayo huamua utulivu wa joto na oxidative wa resini hizo husababisha matatizo makubwa, na mara nyingi hata kutowezekana kwa usindikaji wao katika bidhaa zinazohitajika.

Katika miaka ya 1960, idadi ya polima za heteroaromatic ziliunganishwa, ambazo, kulingana na uchanganuzi wa thermogravimetric (TGA), zilikuwa na utulivu mzuri wa joto na oxidative kwenye joto la juu. Hata hivyo, majaribio ya kutumia polima hizi kama viunganishi vya nyenzo za utunzi vilivyoboreshwa hayajafaulu au hayana manufaa kiuchumi.

Kwa hiyo, mwanzoni mwa miaka ya 1970, mustakabali wa viunganishi vya polima vinavyostahimili joto ulionekana kuwa wazi sana na usio na uhakika. Ilionekana kuwa darasa hili muhimu la vifaa lingebaki "udadisi wa maabara." Hata hivyo, maendeleo ya kemia ya polyimide polima mwaka 1972-74. sio tu kufufua riba kwao na kusababisha maendeleo mapya katika uwanja wa vifungashio vinavyostahimili joto, lakini pia ilifanya iwezekane kutambua kivitendo uwezekano mwingi wa vifunga hivi. Hivi sasa, nyenzo za muundo wa nyuzi za polyimide hutumiwa kama nyenzo za kimuundo zinazofanya kazi kwa joto la karibu 300 ° C. Kulingana na muundo wa kemikali wa itikadi kali za kikaboni zinazounda vikundi vya imide, oligoimides imegawanywa katika kunukia, aliphatic na alicyclic, na kulingana na sura ya minyororo - ndani ya mstari au tatu-dimensional (mesh anga).

Hasara kuu ya vifaa vya mchanganyiko kulingana na polyimides ya uzito wa juu wa Masi ni porosity yao ya juu, ambayo hupunguza kwa kasi uwezekano wa matumizi ya vitendo ya nyenzo hizi chini ya hali ya mfiduo wa wakati mmoja kwa mizigo ya juu ya mitambo, joto la juu, na anga ya vioksidishaji.

Kwa hiyo, inaonekana inafaa zaidi kutumia imidi ya oligomeri ya fusible yenye uwezo wa kuponya na mmenyuko wa upolimishaji, kwa kuwa upolimishaji hauambatani na kutolewa kwa bidhaa tete, na kusababisha porosity ya juu ya vifaa vinavyotokana. Ya umuhimu mkubwa ni imidi ya oligomeri ya upolimishaji iliyo na vikundi vya maleicimide na enkwenye ncha za minyororo.

Mahitaji haya yanatimizwa kwa kiasi kikubwa na bismaleimyl zilizopatikana kwa mwingiliano wa diamine za miundo mbalimbali na anhydride ya kiume. Kifungo maradufu katika bis-maleimides hakina elektroni kwa sababu ya ukaribu wa vikundi vya kabonili vya mzunguko wa imide; kwa hivyo, bis-maleimides hupolimisha kwa urahisi inapopashwa joto juu ya kiwango myeyuko, na kutengeneza polima zenye mwelekeo-tatu.

TAKA INAZOREJESHWA ZA BIASHARA YA VIWANDA Taka huzalishwa wakati wa shughuli za kiuchumi za takriban makampuni yote. Kutokana na ukweli kwamba kiasi cha taka huathiri moja kwa moja ... " SHIRIKISHO LA ELIMU PROGRAM YA UJENZI WA CHUO KIKUU CHA JIMBO MOSCOW _Tathmini ya Kiuchumi ya uwekezaji_ "UCHUMI WA SEKTA YA UMMA" Inaonyeshwa kuwa tatizo la mwingiliano kati ya mifumo ya soko na serikali. kanuni inapaswa kujadili ... "mgombea wa sayansi ya falsafa, mtafiti mdogo katika idara ya sosholojia na saikolojia N ... "na wachangiaji, Dean Witter, idara ya fedha, ambao wanapata shahada ya muda mfupi ya Stanford ... "N. V. Mikhailova Jimbo la Minsk Juu ... "

2017 www.site - "Maktaba ya elektroniki ya bure - vifaa anuwai"

Nyenzo za tovuti hii zimewekwa kwa ukaguzi, haki zote ni za waandishi wao.
Ikiwa hukubaliani kwamba nyenzo zako zimewekwa kwenye tovuti hii, tafadhali tuandikie Tutaiondoa ndani ya siku 1-2 za kazi.