На главную

Статья по теме: Упругости наполнителя

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Чем выше модуль упругости наполнителя и степень наполнения материала, тем выше деформационная устойчивость наполненного пластика. Однако введение высокомодульных наполнителей в подавляющем большинстве случаев способствует возникновению остаточных напряжений в связующем, а следовательно, понижению прочности и монолитности полимерной фазы.[3, С.318]

Чем выше модуль упругости наполнителя и степень наполнения материала, тем выше деформационная устойчивость наполненного пластика. Однако введение высокомодульных наполнителей в подавляющем большинстве случаев способствует возникновению остаточных напряжений в связующем, а следовательно, понижению прочности и монолитности полимерной фазы.[6, С.316]

Поскольку модули упругости наполнителя и матрицы сильно различаются, для обеспечения монолитности пластика необходимы полимерные матрицы, значения предельных удлинений которых значительно превышают среднее удлинение композиционного материала при сохранении достаточных значений прочности. Особое значение имеет прочность при сдвиге, так как именно малая прочность при сдвиге между слоями является одним из основных недостатков армированных пластиков. При этом предполагается, что адгезионная прочность превосходит прочность полимера, т. е. разрушения по границе раздела не происходит. Напряжения и деформации для квадратичной и гексагональной укладки волокон [1, 6, 22—26] являются функцией отношения модулей наполнителя и матрицы и плотности упаковки волокон. Если считать, что полимерная матрица и наполнитель подчиняются закону Гука, то при объемной доле волокна от 0,6 до 0,75 отношение предельных удлинений изменяется от 5 до 15 [26]. Если же учитывать нелинейное вязко-упругое поведение полимерной матрицы, то это отношение еще больше возрастает. Увеличение предельной деформации связующего за счет снижения его модуля упругости и прочности, как это происходит при пластификации, не приводит к повышению прочности пластика, так как при уменьшении модуля упругости матрицы ее предельное удлинение, необходимое для сохранения монолитности, возрастает. Таким образом «идеальное» связующее должно обладать большим удлинением при высоких значениях модуля упругости и прочности, особенно при сдвиге. В работе [22] приведен расчет показателей такого «идеального» связующего, наполненного (ui = 0,7) бесщелочным стеклом и высокомодульным стеклом ВМ-1 (табл. 8.1). Ни одно из известных эпоксидных связующих не отвечает полностью приведенным в таблице требованиям [22], однако они могут служить отправной точкой для сравнения различных эпоксидных композиций.[1, С.212]

Для композиций, в к-рых связующее находится в стеклообразном состоянии и модуль упругости наполнителя выше, чем модуль упругости связующего, соблюдается соотношение 1 < 6 < 3. В наполненных композициях со связующим, находящимся в высоко-эластич. состоянии, значение в приближается к единице.[3, С.165]

Для композиций, в к-рых связующее находится в стеклообразном состоянии и модуль упругости наполнителя выше, чем модуль упругости связующего, соблюдается соотношение 1 < 0 < 3. В наполненных композициях со связующим, находящимся в высоко-эластич. состоянии, значение в приближается к единице.[6, С.163]

Описанные изменения свойств полимера на поверхности в результате взаимодействия с ней имеют существенное значение для понимания механизма усиления полимеров, в частности стеклянным волокном, где важную роль играет соотношение модулей упругости наполнителя и отвержденного связующего. Эффекты упрочнения обусловлены- не только высокими механическими показателями армирующего материала, не только изменением условий перераспределения напряжений в системе при деформации, но и изменением микрогетерогенности полимеров в тонких слоях на поверхности наполнителя вследствие ограничения их гибкости и из^ менения характера упаковки. Отсюда ясно,, что влияние прочности адгезионной связи наполнителя и полимера сказывается не только на условиях перераспределения напряжений в системе, но и на изменении свойств самого полимера. Можно считать, что адгезия, зависящая от свойств полимера, в свою очередь, оказывает влияние на его свойства. Увеличение прочности адгезионной связи приводит к более эффективному повышению жесткости цепей и способствует возрастанию рыхлости упаковки молекуд в поверхностном слое. Более рыхлая упаковка молекул способствует релаксации напряжений при деформации. Это может иметь важное значение как фактор, изменяющий условия развития трещин в образце при' его[2, С.281]

Согласно Мортону [553], введение тонко размельченного полистирола в вулканизаты приводит к повышению разрушающего напряжения при растяжении из-за возрастания модуля материала. Мортоном установлено, что существует прямая связь между усиливающим действием и модулем упругости наполнителя, а[2, С.278]

При текстильной переработке и превращении в бумагу, маты и холсты прочность исходных элементарных волокон и нитей снижается из-за частичного разрушения, уменьшается также степень использования их прочности вследствие неодновременного нагружения материала при работе. Высокопрочные А. п. получаются в том случае, если удлинение при разрушении связующего больше или равно удлинению при разрыве наполнителя; при этом «используется» вся прочность последнего. Это условие соблюдается для стекло- и асбопла-стиков, пластиков на основе борных волокон, углепластиков и не выдерживается в случае хлопчатобумажных и синтетич. волокнистых наполнителей и связующих, имеющих жесткую трехмерную структуру. Распределение напряжений между компонентами нагруженного А. п. в первом приближении можно считать пропорциональным модулям упругости наполнителя и связующего. Кроме того, для получения пластика с максимальной прочностью наполнитель должен иметь в сечении форму, обеспечивающую лучшее заполнение объема пластика при наиболее полном смачивании его полимером. Наибольшей термостойкостью и способностью дли-[5, С.100]

При текстильной переработке и превращении в бумагу, маты и холсты прочность исходных элементарных волокон и нитей снижается из-за частичного разрушения, уменьшается также степень использования их прочности вследствие неодновременного нагружения материала при работе. Высокопрочные А. п. получаются в том случае, если удлинение при разрушении связующего больше или равно удлинению при разрыве наполнителя; при этом «используется» вся прочность последнего. Это условие соблЕОдается для стекло- и асбопла-•CTiiKOB, пластиков на основе борных волокон, углепластиков п не выдерживается в случае хлопчатобумажных и сшгтетнч. волокнистых наполнителей и связующих, имеющих жесткую трехмерную структуру. Распределение напряжений между компонентами нагруженного А. п. в первом приближении можно считать пропорциональным модулям упругости наполнителя и связующего. Кроме того, для получения пластика с максимальной прочностью наполнитель должен иметь в сечении форму, обеспечивающую лучшее заполнение объема пластика при наиболее полном смачивании его полимером. Наибольшей термостойкостью и способностью дли-[4, С.103]

, 7 - 5v „ (Еа/Еп) — \ ,, где Л =-------JT^- ; В = ;г, )с. " , Л ; Ен — модуль упругости наполнителя.[2, С.161]

Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции, 1982, 231 с.
2. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров, 1977, 303 с.
3. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
4. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
5. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
6. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.

На главную