Органических полимеров

нриклс'.танис колеса (рис. 14.4) клеем типа '-нк/ксндпого, фенольного и других на ocnoise органических, полимерных смол. Предел прочности при сдвиге ок'-дипсний т .,- 1Н...20 \\lla;

Применяемые в машиностроении клеи делятся на две группы: клеи на основе органических полимерных смол типа-БФ (эпоксидные, полиэфирные, фенольные и др.) с теплостойкостью не выше 300 -... 350° С — первая группа, и клеи на основе кремнеоргани-ческих соединений и неорганических полимеров — вторая группа с теплостойкостью до 1 000° С, но с повышенной хрупкостью.

приклеивание колеса (рис. 14.4) клеем типа эпоксидного, фенольного и других на основе органических полимерных смол. Предел прочности при сдвиге соединений т,,—18...20 МПа;

ТИПЫ НАПОЛНИТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ

В реальных композитах, состоящих из органических полимерных матриц и гидрофильных минеральных наполнителей, полимеры в контакте с водой на поверхности раздела (слабый пограничный слой) обеспечивают необходимое сцепление матрицы с наполнителем. Поверхность раздела представляет собой не статический сандвич — полимер — вода — субстрат, а динамически равновесную систему возникающих и разрушающихся связей.

Для измерения критического поверхностного натяжения волокнистых материалов был предложен флотационный метод [67]. За критическую величину поверхностного натяжения волокна принималось поверхностное натяжение жидкости, по достижении которого происходило погружение волокна в жидкость, причем плотность волокна несколько превышала плотность флотационной жидкости. Значения ус органических полимерных волокон и волокон, покрытых полимерами, можно сравнивать с величиной ус, определенной с помощью метода Цисмаяа [113] (табл. 11). Интерпретация экспериментальных данных, полученных для волокон карбида кремния и :волокон бора с покрытием карбида кремния, вызывает некоторые затруднения, так как значения -ус. полученные двумя указанными методами, существенно различаются. Еще

В настоящем разделе рассматриваются преимущественно покрытия из органических (полимерных) материалов, так как они находят широкое применение в практике защиты от коррозии. Покрытия из неорганических материалов только кратко упоминаются.

Для осаждения с медью плохо смачиваемых органических полимерных частиц, например политетрафторэтилена, кроме ионов-стимуляторов в сульфатный электролит необходимо добавлять перфтор-2-этилгексилсуль-фонат калия [66]. Порошки сарана, найлона, ABC, перхлорвинила, полиэтилена, полястирена, поликарбоната,

Пластмассами (пластиками) называют искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ. Эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать заданную форму, которая затем сохраняется. В зависимости от природы связующего переход отформованной массы в твердое состояние совершается или при дальнейшем ее нагреве, или при последующем охлаждении.

ны в направлении оси волокна и свойства волокна (прочность, модуль упругости и др.) различны вдоль и поперек его. Чем выше степень ориентации макромолекул полимеров, тем выше прочность при растяжении вдоль волокон. Макромолекулы в жесткоцепных полимерах при высокой температуре сами стремятся сориентироваться в одном направлении, поэтому при изготовлении волокон из этих материалов используют стадию термообработки. Основная проблема достижения высоких характеристик волокон из гибкоцепных полимеров - добиться высоких степеней ориентации в процессе вытяжки и избежать разрывов макромолекул. Полиэтиленовые волокна могут иметь очень высокие прочность и модуль упругости при самой низкой плотности. Однако они имеют и недостатки - низкие рабочие температуры (до 100° С) и плохая адгезия к большинству полимерных матриц. Среди композитов этого типа можно также назвать органопластики (армированные пластики на основе органических полимерных волокон). В качестве армирующего наполнителя органопла-стиков применяют органические природные и синтетические волокна, нити, жгуты, ткани, трикотаж, холсты и др. Разработаны и применяются и другие волокна. Свойства различных волокон приведены в табл. 11.1, где для сравнения даны характеристики высокопрочного стального волокна.

стойкого и фрикционного назначения. Органопластики (армированные пластики на основе органических полимерных волокон) применяют в авиационной технике и ракетостроении для изготовления деталей, работающих под растягивающей нагрузкой, например, сосудов внутреннего давления, высокоскоростных маховиков. Органопластики применяют для внутренней и внешней отделки самолетов вместо стеклопластиков.

ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ, ПЛЭСТ-массы, пластики,- материалы на осн. полимеров, способные приобретать заданную форму при нагревании под давлением и устойчиво сохранять её после охлаждения. Могут содержать наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, пигменты и др. компоненты. В зависимости от характера превращений, происходящих с полимером при формовании, подразделяются на термопласты (важнейшие из них - П.м. на осн. полиэтилена, полипропилена, полистирола, поли-винилхлорида, полиамидов, поликарбонатов, политетрафторэтилена} и реактопласты (наиболее крупнотоннажный вид - фенопласты, используют также П.м. на осн. эпоксидных смол, полиэфирных смол, кремний-органических полимеров и др.). Осн. методы переработки термопластов -литьё под давлением, экструзия, вакуум- и пневмоформование; реакто-пластов - прессование и литьё под давлением. П.м.- важнейшие конструкц. материалы совр. техники, используемые во всех отраслях пром-сти, на ж.-д. и др. видах транспорта, в стр-ве, с. х-ве, медицине и быту.

На основании опытов последних лет установлено, что механизм трения органических полимеров (полиэтилен, перспенс, нейлон и др.) тот же, что и в металлах. Существенное различие между фрикционными свойствами полимеров и металлов обнаруживается в зависимости этих свойств от нагрузки.

Для органических полимеров, армированных минеральными волокнами, характерно сочетание полезных свойств пластиков и минералов. Такие композиты имеют сходство с пластиками по коррозионной стойкости, диэлектрическим свойствам, вязкости разрушения, низкой плотности и просты в изготовлении. В то же время они обладают жесткостью и прочностью минералов, использование которых в качестве наполнителей дает возможность существенно понизить стоимость изготовления композитов. Некоторые свойства рассматриваемых композитов значительно превосходят суммарные показатели свойств входящих в них компонентов. Так, например, энергия разрушения стекла составляет ~0,00068 кгс/мм, типичного пластика ~0,021 кге/мм, а композита на основе этих компонентов ~ 17 кгс/мм.

ликовал обзор работ, посвященных химии поверхности и поверхностной энергии, и проанализировал их с точки зрения проблемы адгезии. Он пришел к выводу, что хорошее смачивание субстрата жидкой смолой имеет первостепенное значение, так как плохое смачивание поверхности раздела приводит к образованию пор, которые служат концентраторам'и напряжений и способствуют образованию трещин. Благодаря физической адсорбции смолы на поверхности с высокой энергией при полном смачивании поверхности волокна прочность адгезионной связи может быть гораздо выше, чем когезионная прочность органических полимеров.

Хотя теория деформируемого слоя Оказалась непригодной для композитов, армированных стекловолокном, из-за чувствительности каучукоподобных 'полимеров на поверхности стекла к действию воды, тем не менее она оказывается полезной при рассмотрении связи между Жесткими полимерами и гидрофобным волокном, подобным графиту. Свойства композита, состоящего из графита и твердого полимера, ухудшаются в основном под действием термических напряжений, так как графит имеет очень низкий коэффициент* линейного теплового расширения. В данном случае невозможно гидролитическое равновесие на поверхности раздела, которое способствовало бы снятию напряжений по химическому механизму. В то же время благодаря наличию деформируемого слоя возможна механическая релаксация напряжений, так "как связь органических .полимеров с графитом не чувствительна к Воздействию воды.

6)общие вопросы адгезии органических полимеров к поверхности минеральных наполнителей.

В соответствии с ранними теориями адгезии в процессе получения композитов из гидрофильных минеральных веществ и органических полимеров необходим плотный контакт поверхности наполнителя с органической фазой. Отвержденная на поверхности смола должна противостоять различной усадке наполнителя и полимера и препятствовать прониканию воды внутрь гидрофильного наполнителя.

Радиационная стойкость присадок, повышающих вязкость и индекс вязкости. Использование органических полимеров, например полиоле-финов и полиметакрилатов, в качестве присадок для повышения индекса вязкости и вязкости смазок и гидравлических жидкостей при высоких температурах в последние годы становится общепринятым. К сожалению, такие присадки почти всегда более чувствительны к радиации, чем базовые жидкости, в которые их добавляют (см. гл. 2).

У всех рассмотренных нами полимеров общим является то, что молекулы их представляют собой длинные цепочки, построенные из элементарных звеньев. Такие полимеры называются линейными. В простейшем случае скелет у них составлен из атомов углерода. Однако в ряде случаев в состав .скелета могут входить и атомы других химических элементов — кислорода, азота, серы и др. Более того, скелет может вообще не содержать атомов углерода, как. это имеет место у кремний органических полимеров, например сило-

Для лакокрасочных покрытий, предназначенных для защиты металлов от коррозии в атмосферных условиях, важной характеристикой является паропроницаемость. По мнению ряда исследователей, проникновение влаги через полимерные материалы протекает по-разному: в одних существуют постоянные зазоры и поры, через которые в основном проникают молекулы воды, в других же зазоры возникают кратковременно в результате теплового движения макромолекул. Типичным представителем первого класса полимеров являются феноло-формальдегидные смолы, производные целлюлозы, полистирола, полиэтилена. Ко второму классу относятся полимеры типа кау-чуков, обладающие значительной упругостью. Влагопроницае-мость, а также влагопоглощение (водонабухание) находятся в сильной зависимости от структуры органических полимеров. При этом различают полимеры с трехмерной структурой и линейные. Полимеры с трехмерной структурой, например феноль-ные смолы, отличаются сильно разветвленной молекулярной структурой, вследствие чего молекулам водяного пара и воды приходится преодолевать большой путь. Поэтому влагопрони-цаемость фенольных смол относительно мала.

Исследование твердости образцов, закаленных по описанному режиму, показало (в соответствии с отметками Ь' и 3' на рис. 8,6), что глубина закаленного слоя равна 4 мм с переходным слоем 2,5 мм; т. е. исходная твердость образца в сердцевине сохранена, начиная с 6,5 мм от поверхности. Выбором закалочной жидкости (вода техническая умягченная, вода с добавками органических полимеров и т. п., водовоздушная смесь, масло) и способа ее подачи (душ, поток, сокойное состояние) можно в широких пределах регулировать скорость охлаждения поверхности. Тем самым можно изменить скорость охлаждения для предотвращения трещин в шлицах, пазах, отверстиях и выточках. Режим охлаждения имеет особенно важное значение при закалке легированных сталей. Закалка в масло не всегда удобна и небезопасна в пожарном отношении. Ярославским моторным заводом успешно введена в практику закалка водным раствором поли-акриламида ТУ6-01-1040—76 [3]. Известно также применение различных патентованных средств, таких, как аква-пласт (ГДР) османил (ФРГ).