Органопластики

Общая характеристика армирующих материалов органопластиков - синтетических высокомодульных высокопрочных параарамидных или полиэтиленовых волокон и изготовленных из них нитей и тканей была дана во втором разделе. Поэтому здесь коротко остановимся на свойствах связующих материалов, во многом определяющих не только технологию изготовления соответствующих защитных структур, но и их баллистическую стойкость.

Полимерные связующие материалы делятся на два основных класса: термореактивные и термопластичные [4.1,4.2]. Первые представляют собой вязкие жидкости (при температуре переработки), которые после пропитки армирующего материала и формообразующих технологических операций за счет химических реакций полимеризации превращаются в неплавкую твердую полимерную матрицу. Этот химический процесс, который, как правило, идет при повышенной температуре, называется отверждением. В качестве термореактивных связующих традиционно используют такие полимеры как эпоксидные олигомеры, ненасыщенные полиэфиры, мочевино- и фенол-формальдегидные системы, олигоимиды и другие термореактивные сетчатые полимеры. Их основные преимущества: низкая стоимость и хорошие технологические свойства. К основным недостаткам термопластичных связующих следует отнести хрупкость и низкую сопротивляемость ударным нагрузкам. Для сведения к минимуму этих недостатков при создании защитных структур СИБ в состав термореактивных связующих вводят пластификаторы, например, поливинилбутираль. Механические свойства некоторых термореактивных связующих приведены в табл. 4.1.

Второй класс связующих - термопластичные полимеры, в исходном состоянии находятся в твердом состоянии, а при повышении температуры могут многократно переходить в жидкое состояние, пропитывать армирующий материал и при охлаждении образовывать достаточно прочный КМ. В качестве термопластичных связующих используют следующие полимеры: полиуретаны, полиэтилен, полипропилен, фторопласты, ПВХ, полиамиды и другие термопластичные полимеры. Свойства некоторых термопластичных связующих приведены в табл. 4.2 [4.1, 4.2].

Главным преимуществом армированных термопластов с точки зрения использования их в СИБ является сочетание высокой прочности с высокой ударной вязкостью и трещиностойкостью. Широкому распространению органопластиков с термопластичным связующим мешает высокая вязкость расплавов полимеров, из-за чего приходиться работать с высокими давлениями и температурами. Для преодоления этих трудностей предложены разные способы, например, волоконная и пленочные технологии [4.2]. Из связующего сначала получают либо волокна, которые смешивают с волокнами армирующего материала или вводят в состав тканей, либо пленки, которые выкладывают в формообразующую матрицу или наматывают поочередно с лентой или тканью из армирующего материала. После этого полученный пакет или изделие прессуют при высокой температуре - связующее расплавляется и проникает между нитями и волокнами, превращаясь при остывании в полимерную матрицу.
 
 

Органопластики

 
 

Органопластики

Чтобы устранить недостатки каждого из классов связующих и добиться оптимального сочетания свойств применяют различные смеси полимеров. Введение каучуков в эпоксидные и другие хрупкие термореактивные связующие повышает вязкость разрушения и ударную стойкость композитов и несколько снижает предел прочности и модуль упругости КМ. К тем же эффектам приводит модификация термореактивных связующих термопластами. Эпоксидные олигомеры снижают вязкость, улучшают технологичность термопластов.
Механические свойства некоторых органопластиков приведены в табл. 4.3 [4.1,4.2].
Несмотря на то, что полимерные органопластики по сравнению с другими КМ характеризуются высокими прочностными показателями, их модуль упругости существенно ниже, чем у армирующих нитей, особенно у органопластиков на основе тканей - в 3...5 раз. Данное обстоятельство приводит к уменьшению продольной скорости звука в органопластиках примерно в два раза.
Модуль упругости Еоп и предел прочности σоп органопластиков приближенно могут быть определены по так называемым смесевым формулам
 
 

Органопластики

Органопластики

 

 

 

Смотрите также