е наполнителя короткого волокна напряжения сравнительно невелики. Незначительные напряжения могут увеличивать прочность связи волокно — связующее; при больших напряжениях в результате сдвига возможно появление расслоений, трещин и даже разрушение волокна. Увеличению прочности связи волокно — связующее способствует также специальная подготовка поверхности волокна: удаление замасливателя, термохимич. обработка, удаление воска и жира, обработка природного волокна и др. В ряде случаев химич. состав волокна влияет на характер отверждения связующего, вследствие чего полимер, непосредственно примыкающий к поверхности наполнителя, находится в напряженном состоянии. Это может привести к снижению прочности пластика.

От типа связующего зависят не только прочностные свойства А. п., но и их теплостойкость, влагостойкость, диэлектрич. свойства, стойкость к действию агрессивных сред и др.

Раньше, чем другие связующие, в производство А. п. начали применять феноло-формальдегидные смолы, что объясняется их доступностью, термостойкостью, жесткостью и сравнительно высокой адгезией к большинству волокнистых наполнителей. Вследствие способности образовывать прочный кокс А. п. на основе феноло-формальдегидных смол обладают высокой абляционной стойкостью. Феноло-формальдегидные смолы можно легко модифицировать, улучшая этим их технологич. свойства и в достаточно широких пределах изменяя физико-механич. характеристики. Феноло-формальдегидные смолы применяют в производстве текстолита, гетинакса, асбопластиков, стеклопластиков, углепластиков и древесных пластиков.

Отверждение полиэфирных смол практически не сопровождается выделением летучих продуктов, поэтому процесс изготовления А. п. на их основе проводят при низких давлениях и темп-pax. Полиэфирные смолы применяют в основном в производстве стеклопластиков и пластиков на основе синтетич. волокон.

от 100

! до 150 °С

Высокопрочные и водостойкие А. п. получают на основе эпоксидных смол, обладающих высокой смачивающей способностью и хорошей адгезией к большинству наполнителей, малой усадкой при отверждении и хорошими технологич. свойствами. Эпоксидные смолы применяют в производстве стеклопластиков, гетинакса, пластиков на основе синтетич. волокон, бороиластиков.

8,0 66,8

100,0 ** 155,6

Кремнийорганич. полимеры обладают повышенными диэлектрич. свойствами, высокой стойкостью к термоокислительной деструкции, водостойкостью, химич. инертностью; применяются в производстве стекло- и асбопластиков. Высокой термостойкостью обладают п о-лимеры с гетероцикла-ми в основной цепи, использующиеся в производстве стекло-, угле-, боро- и асбопластиков.

Вследствие хороших диэлектрич. свойств в качестве связующих нашли применение термопласты — полистирол, полиэтилен, фторопласты и др. (см. табл. 4). Термопласты армируются в основном стеклянным волокном. Армированные полиэтилен, полиамид и нек-рые другие термопласты хорошо перерабатываются в изделия методом

литья под давлением, экструзией, ротационным формованием и т. д.

Технология изготовления армированных пластиков.

Метод производства А. п. в значительной мере определяется видом наполнителя, а технологич. параметры переработки (давление, темп-ра и время прессования) — типом связующего. При изготовлении волокнитов наполнитель смешивают со смолой и др. ингредиентами; полученную композицию высушивают и после этого перерабатывают в изделия прессованием или литьем под давлением 5—200 Мн/м2 (50—2000 кгс/см2). Производство слоистых пластиков (текстолитов, гетинакса, древесно-слоистых пластиков) состоит из след. операций: пропитка («лакировка») наполнителя, высушивание пропитанного наполнителя, сборка «пакета» из нескольких листов наполнителя или намотка наполнителя на какую-либо оправку, прессование или формование листовых материалов и изделий и последующая термообработка.

В производстве волокнитов и слоистых пластиков для равномерной пропитки наполнителя используют р-ры, водные эмульсии, расплавы полимеров или жидкие полимеры. В последних двух случаях операция высушивания пропитанного наполнителя исключается. При наличии растворителей процесс усложняется из-за зующее на стадии формования или пропитывая заготовку жидким связующим. А. п. в виде листов или изделий изготовляют на гидравлич. прессах, специальных установках непрерывного формования, центробежным методом или др. способами. Крупногабаритные изделия из А. п. изготовляют прессованием на гидравлич. прессах при давлениях 1—20 Мн/м2 (10—200 кгс/см2), намоткой, методом вакуумформования (0,06—0,1 Мн/м2, или 0,6—1 кгс/см2), способом пресскамеры (0,15—0,5 Мн/м2, или 1,5—5 кгс/см2) и автоклавным методом (0,5— 2,5Мн/м2, или 5—25 кгс/см2). Выбор способа формования определяется преимущественно типом связующего, а также габаритами изделия и количеством выпускаемых изделий.

Свойства армированных пластиков. Свойства А. п. зависят от входящих в его состав компонентов и технологии переработки. Наличие армирующего наполнителя обусловливает структурную анизотропию А. п., с к-рой в металлах обычно не считаются. Эта анизотропия свойств наиболее четко выражена у слоистых пластиков и в изделиях из них, а также у материалов, получаемых методом намотки элементарного волокна, пряди, жгута или нити. У изделий, получаемых из волокнитов, анизотропия практически отсутствует. Вследствие особенностей строения А. п. их свойства

Таблица 5. Сравнение механических свойств некоторых армированных пластиков с другими конструкционными материалами

Материал

Плотность, г/смг

Прочность,

Мн/мг (кгс/смг)

при растяжении

Уд. прочность *,

Мм м/кг (кгс см/г)

при растяжении

Модуль упругости, Гн/мг (кгс/см1)

Уц. жесткость **,

Мн м/кг (кгс см/г)

Сталь ЗОХГСА

Дуралюмин Д 16Т . . .

Титан ОТ-4

Сосна

Дельта-древесина листовая (вдоль слоев) .... Текстолит ПТК (вдоль

слоев)

Гетинакс (вдоль слоев) Лавсанотекстолит (вдоль

слоев основы)

Асботекстолит (вдоль слоев по основе) ....

СВАМ (1:1) ***

Стеклотекстолит ЭФ32-301 (вдоль слоев

по основе)

Стеклопластик однонаправленный из волокон стекла алюмосиликатного состава

из волокон высокомодульного стекла .... Пластик на основе волокна бора однонаправленный (вдоль слоев) . . Углетекстолит на основе графитовой ткани (вдоль

слоев основы)

Углепластик однонаправленный

на основе низкопрочных волокон

на основе высокопрочных волокон

7,85 2,8 4,5 0,52 1600 (16000) 440 (4400) 800 (8000) 123(1230) 1600 (16000) 440 (4400) 800 (8000) 42 (420) 0,2040 (2040) 0,1570 (1570) 0,1775 (1775) 0,2370 (2370) 0,2040 (2040) 0,1570 (1570) 0,1775 (1775) 0,0810 (810) 210 (2100000) 72 (720000)

115 (1150000) 13 (130000) 26 ,8 (268000) 25,7 (257000) 25 , 5 (255000) 25,0 (250000)

1,25 210 (2100) 360 (3600) 0,1680 (1680) 0,2920 (2920) 20 (200000) 16 (160000)

1 ,35 1,4 НО (1100) 150 (1500) 170 (1700) 0,0810 (810) 0,1070 (1070) 0,1215 (1215) 10 (100000) 7 ,7 (77000)

1,2 143,5 (1435) — 0,1200 (1200) — 5,01 (50100) 4,17 (41700)

1,8 1,9 150 (1500) 500 (5000) 150(1500) 420 (4200) 0,0833 (833) 0,2600 (2600) 0,0833 (833) 0,2200 (2200) 24 (240000) 35 (350000) 13,33 (133300) 18,4 (184000)

1,7 418(4180) 300 (3000) 0.2400 (2400) 0,1760 (1760) 22 (220000) 13 (130000)

1,8—2,0 1050 (10500) — 0,5800 (5800) — 53,2(532000) 29,6 (296000)

1, 8—2 , 0 1400 (14000) — 0,7700 (7700) — 56 (560000) 31 (310000)

2,06 2240(22400) 1920 (19200) — — 252 (2520000) —

1,4 31,6 (316) 70(700) 0,0225 (225) 0,0500 (500) — —

1,4 483 (4830) — 0,3370 (3370) — 23,8 (238000) 16,75 (167500)

1,4 1470 (14700) — 1,03 (10300) — 252 (2520000) 176,5 (1765000)

трудности удаления их из наполнителя; большое же содержание растворителя в материале может привести к появлению в готовом изделии вздутий и трещин. При использовании войлокоподобных наполнителей м. б. применены сухие смолы или жидкие связующие, не содержащие инертных растворителей. В этом случае вначале формуют не изделие, а заготовку, вводя сухое свяпри сжатии и растяжении заметно отличаются, особенно у текстолитов (табл. 5). Практически это отличие отсутствует у волокнитов. Наибольшую прочность при статич. изгибе имеют стекло- и асбо-пластики. Для косвенной оценки способности материала сопротивляться внезапным ударным воздействиям служит ударная вязкость; сравнение ударной

211

ЛСБОВОЛОКНИТ

212

вязкости (кдж/м2, или кгс • см/см2) нек-рых конструкционных материалов представлено ниже:

Сталь ЗОХГСА 450

Дуралюмин Д 16Т 300

Дельта-древесина 120

Текстолит 40—80

Гетинаке 8—20

Асботекстолит 25

Стеклотекстолит 100—150

СВАМ 245-270

Длительная прочность А. п. зависит от химич. структуры и физико-механич. свойств связующего. При использовании армирующего наполнителя из синтетич. волокон длительная прочность пластика и его ползучесть определяются также поведением наполнителя. В силу анизотропии А. п. ползучесть их зависит от направления армирующих элементов.

Усталостная прочность А. п. ниже, чем у металлов. Это объясняется гетерогенной структурой пластиков, предопределяющей наличие дефектов, к-рые снижают этот показатель. Усталостная прочность А. п. уменьшается при повышении темп-ры и влажности окружающей среды, а также при наличии концентраторов напряжений. Однако прочность конструктивных элементов, работающих в условиях переменных нагрузок, зависит не только от их предела усталости, но и от демпфирующей способности материала. Для А. п. демпфирующая способность значительно выше, чем для металлов. Благодаря низкой теплопроводности большинства пластиков они могут кратковременно работать при их нагреве до темп-ры значит, более высокой, чем темп-ра деструкции входящих в пластик компонентов.

На механич. свойства А. п. существенно влияют условия эксплуатации (темп-ра, влажность, среда, облучение и др. факторы). Свойства А. п. при длительном влиянии окружающей среды изменяются меньше, чем у металлов. Однако механич. свойства А. п. значительно более чувствительны к изменениям внешних условий, особенно к колебаниям влажности и темп-ры среды. Наиболее сильно подвержены воздействи