химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

— при 180—315 °С.

Однонаправленную пропитанную ленту из жгута используют для получения изделий намоткой. При формовании этим методом необходимо избегать резких перегибов углеродных волокон; минимально допустимый радиус искривления жгута 5—10 мм.

Коксованные У. получают пиролизом полимерных У. (чаще всего на основе феноло-формальдегидных, фурановых, полиимидных, полибензимидазоль-ных связующих, имеющих после карбонизации высокие коксовые числа) в инертной или восстановительной среде. В зависимости от темп-ры обработки образуются кар-бонизованные (при 800—1500 °С) или графитированные У. (2500—3000 °С). Для повышения прочности коксованного У. его повторно пропитывают связующим, отвер-ждают и пиролизуют.

При изготовлении пироуглеродных У. наполнитель, не пропитанный связующим, выкладывают по форме изделия и помещают в печь, в к-рую пропускают газообразный углеводород, напр. метан. При темп-ре ок. 1100 °С и остаточном давлении менее 2,6 кн/м2 (20 мм рт. ст.) углеводород разлагается, и образующийся пиролитич. углерод осаждается на волокнах наполнителя, связывая их. Осаждение пиролитич. углерода в поры карбонизованного или графитированного У. повышает его стойкость к окислению.

Свойства. У. характеризуются сочетанием высокой прочности и жесткости с малой плотностью (табл. 1), низкими темп-рным коэфф. линейного расширения и коэфф. трения, высокими тепло- и электропроводностью, износостойкостью, устойчивостью к термич. и радиационному воздействию.

Темп-ра длительной эксплуатации полимерных У. на основе эпоксидных смол не превышает 200 °С. Более высокой теплостойкостью обладают У. на основе феноло-формальдегидных, кремнийорганич. и особенно, .ЛОТПТ-имидных связующих (табл. 2).

Для полимерных У. характерна высокая анизотропия свойств. Соотношение прочностей при растяжении однонаправленных У. вдоль и поперек оси волокон составляет 30—50, модулей упругости — 20—30 (для стекло675

УГЛЁРОДОПЛАСТЫ

676

Таблица 1. Свойства однонаправленных полимерных углеродопластов на основе высокомодульных волокон, обладающих различными механич. свойствами

Свойства

Плотность при 20°С, кг/м* . . . Прочность, Мн/м2 (кгс/мм2)

при изгибе

при растяжении

при сжатии

Уд. прочность **, км

при изгибе

при растяжении

при сжатии

Модуль упругости при растяжении, Гн/м2 (кгс/мм2) . . . .

Уд. жесткость ***, км,

(связующее — эпоксидная смола)

А * Б *

1500 1500

1000 (100) 1000 (100) 800 (80.0) 1500 (150) 1500 (150) 900 (90)

67,0 67,0 53,0 100 100 60

180 (18 000) 12 000 110 (11 000) 74

* А и Б—углеродные волокна с прочностью 2000 Мн/м2 (200 кгс/мм2) и 3 000 Мн/м2 (300 кгс/мм2), модулем при растяжении 400 Гн/м2 (40 000 кгс/мм2) и 220 Гн/м2 (22 000 кгс/мм2) соответственно. ** Отношение прочности пластика в кгс/мм2 к его плотности в кг/м*. *** Отношение модуля упругости пластика в кгс/мм2 к его плотности в кг/м'.

Таблица 2. Свойства однонаправленных полимерных углеродопластов на основе высокомодульных волокон, обладающих различными механич. свойствами

(связующее — полиимид)

Свойства

810(81) 795(79.5) 615 (61,5)

1300 (130) 1500 (150) 1350 (135)

Прочность при изгибе, Мн/м2 (кгс/мм2)

до термостарения

после 1000 ч при 200°С . .

153 (15 300) 156 (15 600) 125 (12 500)

110 (11 000) 105 (10 500) НО (11 000)

после 100 ч при 300°С . . . Модуль при изгибе, Гн/м' (кгс/мм2)

до термостарения

после 1000 ч при 200°С . .

44 (4,4) 34(3,4) 27 (2,7)

90(9,0) 76 (7,6) 77(7.7)

после 100 ч при 300°С . . . Прочность при сдвиге, Мн/м' (кгс/мм2)

до термостарения

после 1000 ч при 200°С . .

после 100 ч при 300°С . . .

* А и Б —углеродные волокна; см. сноску к табл. 1.

пластиков — 15—40 и 3—5 соответственно). Снижение степени анизотропии У. достигается применением вместо жгута углеродных лент и тканей различного плетения или перекрестной укладкой волокон. Ниже приведены свойства перекрестного У. с равным числом волокон, расположенных в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях (связующее — эпоксидная смола):

Прочность, Мн/м2 (кгс/мм2)

при растяжении 480(48)

при изгибе 480 (48)

при сжатии 200 (20)

при межслоевом сдвиге 23(2,3)

Модуль при растяжении, Гн/м2 (кгс/мм2). . . 88 (8800)

Усталостная прочность при изгибе (10' циклов), Мн/м2 (кгс/мм') 300 (30)

Изделиям из У. свойственна также хорошая стабильность размеров, обусловленная низкими темп-рными коэфф. линейного расширения. Напр., для однонаправленного У. на основе эпоксидного связующего (сте-нень наполнения 58% по объему) при 20—200 °С он равен (—0,5)-10-»—(—l^-lO-^C-1, для У. с ортогонально-перекрестной (1 : 1) укладкой 0,6-Ю-6—

^о-ю-^с-1.

У. превосходят др. слоистые пластики (на основе стеклянных, асбестовых, борных, органич. волокон) и металлы по статич, и динамич, выносливости, имеют высокую вибропрочность. Напр., усталостная прочность при изгибе (107 циклов) У. на основе эпоксидного связующего составляет 400 Мн/м2 (40 кгс/мм2), вибропрочность — 480 Мн/м2 (48 кгс/мм2); для стеклопластика соответствующие показатели — 200 Мн/м2 (20 кгс/мм2) и 300 Мн/м2 (30 кгс/мм2). Высокая усталостная прочность У. обусловлена меньшей, чем у др. армированных пластмасс, деформацией при одинаковых уровнях напряжений и, следовательно, меньшей вероятностью растрескивания полимерной матрицы. При расчете конструкций из У. следует учитывать высокую анизотропию усталостной прочности и вибропрочности. Например, соотношение пределов выносливости вдоль и поперек оси волокна для У. с исходной прочностью при растяжении 1100 Мн/м2 (110 кгс/мм2) составляет 26,8.

Для полимерных У. на основе эпоксидных, феноло-формальдегидных, полифениленовых, полиимидных и др. связующих с высоким содержанием ароматических звеньев характерны высокая химическая и радиационная стойкость. Потеря прочности при изгибе и модуля упругости У. на основе эпоксидного связующего после длительной выдержки в воде (30 сут) или облучении у-лучами дозой до 2 000 Мрад составляет 3—10%.

Тепло- и электропроводность У. выше, чем у стеклопластиков, и так же, как и механич. свойства, сильно зависят от вида наполнителя. Ниже приведены теплофи-зич. и электрич. свойства однонаправленного У. на основе эпоксидного связующего:

Коэфф. теплопроводности, вт/(м-К) [ккал/(м-ч-°С)]

вдоль волокон 15,1(13,0)

поперек волокон 0,63 (0,54)

Коэфф. температуропроводности поперек волокон, мг/сек 3.0-10-'

Уд. теплоемкость, кдж/(кг-К) [ккал/(кг-°С)] 5,44(1,3)

Уд. объемное электрич. сопротивление, ом-см

вдоль волокон 0,0024—

0,0034

поперек волокон 180

Диэлектрич. проницаемость при 1010, гц . . . 10

Тангенс угла диэлектрич. потерь при 1010, гц 0, 0>1

Высоко- и низкомодульные коксованные и пироугле-родные У. устойчивы к термич. и термоокислительной деструкции, имеют высокие прочностные характеристики (табл. 3), обладают хорошими абляционными свойствами (см. Абляция).

Абляционные свойства У. характеризуются линейной эффективной энтальпией, равной для коксованных У. 546—903 кдж/м (130—215 ккал/м), для пироуглерод-ных — 852—1705 кдж/м (203—406 ккал/м).

Недостатки У.— сравнительно низкая ударная вязкость, невысокая прочность при сдвиге, низкие прочности при сжатии и поперечном отрыве, низкий модуль при сдвиге. Прочность при сдвиге для высокомодульных У. составляет ок. 30 Мн/м2 (3,0 кгс/мм2), для низкомодульных — ок. 90 Мн/м2 (9,0 кгс/мм2). Для повышения прочности и модуля при сдвиге поверхность углеродных волокон модифицируют: прививкой химич. соединений с активными функциональными группами, окислением в кислородсодержащей газовой среде или в среде жидких химич. реагентов, вискеризацией (вор-серизацией) нитевидными кристаллами (табл. 4).

Таблица 4. Механич. свойства углеродопластов на основе необработанных и обработанных углеродных волокон

(связующее —эпоксидная смола)

Прочность Прочность

Высокомодульное углеродное при сдвиге, при изгибе,

волокно Мн/м« Мн/мг

(кгс/мм2) (кгс/мм2)

25.0 (2,50) 630 (63,0)

56.0 (5,60) 550 (55,0)

Окисленное при 1100°С .... 36,0 (3,60) 555 (55,5)

Вискеризованное нитевидными

кристаллами карбида крем- 590 (59,0)

95,0 (9,50)

Прочность при сжатии повышают путем армирования У. вискеризованными волокнами, углеродными волокнами большого диаметра (более 10 мкм), сочетанием углеродного волокна с борным.

Применение. Наиболее эффективно использование полимерных У. в авиастроении, где они обеспечивают снижение массы деталей фюзеляжа, крыла, оперения самолета на 15—50% (см. Полимеры в авиастроении). У. применяют для изготовления лопастей и трансмиссионных валов вертолетов, элементов двигателей, для упрочнения металлич. самолетных конструкций (балок, стрингеров, труб). Из полимерных У. с повышенной термостойкостью изготавливают детали самолетов скоростной реактивной авиации и космич. летательных аппаратов. Коксованные и пироуглеродные У. применяют для внешней теплозащиты возвращаемых космич. аппаратов; для внутренней теплозащиты элементов ракетных двигателей (сопла, камеры сгорания); для изготовления тормозных дисков колес самолетов.

Полимерные У. используют в судо- и автомобилестроении для упрочнения кузовов гоночных машин, изготовления гребных винтов, автомобильных шасси, а также в качестве самосмазывающихся материалов для роликов колес и подшипников, в том числе работающих в агрессивных средах или при повышенных температурах.

Из У. изготавливают электропроводящие панели радиационного отопления; спортивный инвентарь (лыжи, рыболовные снасти, весла); химич. оборудование (реакторы, сосуды, работающие под давлением); части ЭВМ, к-рые должны обладать малой массой и низким моментом инерции.

Лит.: Волокнистые композиционные материалы, пер. с англ.,

М., 1967; Современные композиционные материалы, пер. с англ.,

М., 1970; Монокристальные волокна и армированные ими материалы, пер. с англ., М., 1973; Пластики конструкционного назначения, под ред. Е. Б. Тростянской, М., 1974; Конструкционные особенности материалов, армированных высокомодульными

волокнами, Механика полимеров, JA 4, 676 (1971); В о

страница 195
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://dveripandora.ru/catalog/furniture/dvernye-ruchki/dvernye-ruchki-bussare/ruchka-na-rozetke-bussare-solido-a-37-10-gold-s-gold/
диагностика чиллера rc group
пленка для наклейки на грузовой автомобиль
http://www.kinash.ru/etrade/detail/4382/76823.html

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.06.2017)