Полиэфирных эпоксидных

Полиэфирные стеклопластики нестойки в присутствии ацетона, этилацетата, аммиака, концентрированной азотной кислоты, метанола и едкого натра.

По существу промышленное производство армированных пластиков началось в 1940 г., когда в качестве упрочняющего наполнителя было использовано стеклянное волокно. Первые попытки; изготовить армированные стекловолокном фенольные и .мелами-новые композиты путем прессования под высоким давлением не-имели успеха. В 1941 г. Д. Гайд получил армированные стекловолокном композиты на кремнийюрганической основе, которые-оказались прекрасным теплостойким электроизоляционным материалом, но слишком дорогим для использования в конструкционных целях. В 1941 г. Л. Кинг изготовил первые полиэфирные стеклопластики из смолы на основе аллилгликоля карбоната (СР-3). В 1942 г. стали доступны полиэфирные смолы на основе малеи-яатов, отверждаемые при низких давлениях. Уже к началу 1944г.. эти смолы применялись в военной промышленности для производства защитных шлемов, при строительстве самолетов и подводных лодок. Появление эпоксидных смол в начале 50-х годов вызвало-бурное развитие стеклопластиков. До 1970 г. практически все конструкционные пластики армировались стекловолокном. История развития полимерных композитов изложена в работе Д. Росато [41]„

В работе [30] полиэфирные стеклопластики были изготовлены на основе стеклянного волокна, аппретированного силанами различной полярности, которую оценивали по их параметрам раство-

Повышение стойкости к воздействию климатических условий. Полиэфирные стеклопластики, содержащие ингибитор УФ-излу-чения или цветное гель-покрытие, обладают хорошими характеристиками погодостойкое™. Неокрашенные эпоксидные стеклопластики обладают недостаточной стойкостью к воздействию атмосферных условий. Улучшение погодостойкое™, хотя и не обеспечивает максимальных преимуществ, но было бы весьма полезным.

Полиэфирные стеклопластики

Полиэфирные стеклопластики имеют малый удельный вес, достаточно высокую механическую прочность, превышающую прочность дерева и некоторых 'металлов, хорошие термо-звуко-электроизоляционные, а также и антимагнитные свойства. Они химически стойки к пресной и соленой воде, к растворителям и биохимическому воздействию. Отличаются антикоррозийной стойкостью, способностью поглощать и гасить вибрации, имеют высокую ударную вязкость, хорошую эрозионную стойкость, радиосветопроницаемость. Полиэфирные стеклопластики обладают широкими возможностями формования и переработки в монолитные крупные изделия без ограничения стандартными размерами (металлические конструкции, как правило, ограничены шириной, длиной и толщиной листового металла).

Наибольшую теплостойкость имеют полимеры, содержащие большое количество неорганических составляющих (политетрафторэтилен, силиконы) или полимерные материалы с неорганическим наполнителем (фенолоформальдегидные и полиэфирные стеклопластики, полимеры, наполненные кварцевой мукой, слюдой и т. п.). В общем случае термопластические материалы менее теплостойки, чем реактопласты с густосетчатой структурой. Образование в термопластах густосетчатой структуры, например, под действием ионизирующего излучения, приводит к значительному увеличению их теплостойкости (например, полиэтилена с 80 до 150° С).

Пружины из других слоистых пластиков имеют худшее качество. Феноло-формальдегидные слоистые пластики подвергаются пластическим деформациям, что связано с уменьшением их упругости под действием влажности, а полиэфирные стеклопластики обладают малой усталостной прочностью.

Широко используются полиэфирные стеклопластики в производстве кузовов легковых автомобилей. Из этих пластмасс изготовлен кузов известного экспериментального автомобиля с газовой турбиной, носящего название «L'etoile filante».

В строительстве стеклопластики применяют в виде плоских и волнистых листов (стеклотекстолиты, полиэфирные стеклопластики и др.) для устройства светопрозрачной кровли промышленных зданий и сооружений, теплиц и оранжерей; малых архитектурных форм; трехслойных светопро-зрачных и глухих панелей ограждений и покрытий; оболочек и куполов; изделий коробчатого и трубчатого сечений; оконных и дверных блоков; са-нитарно-технических изделий; форм для изготовления бетонных и железобетонных изделий и др.

Конструкционная сталь Полиэфирные стеклопластики на основе Однонаправленный эпоксикарбоволок-нит на основе волокна граф!нл НМ

Стеклотекстолиты относятся к волокнистым материалам на основе различных связующих, главным образом'поликонден-санионных смол (фе-ноло-формальдегид-ных, полиэфирных, эпоксидных и др.). В качестве наполнителей применяются стекловолокнистыс материалы в виде ориентированных элементарных волокон, стекложгутов, неориентированных пучков нитей, стеклотканей различных переплетений и др. Стеклонаполнитсли играют роль упрочняющего, армирующего элемента, который воспринимает на себя основные нагрузки в эксплуатационных условиях.

В монолитных полах бесшовные покрытия получают путем налива соответствующих мастик, раствора или бетона. Повышение химической стойкости полов достигается применением полиэфирных, эпоксидных или полиуретано-вых композиций с наполнителями из кварцевого песка, маршалита, андезито-вой или диабазовой муки.

В настоящее время в США и за рубежом выпускают различные типы полиэфирных, эпоксидных, фурановых смол и смол на основе сложных виниловых зфиров. В основном используются смолы, которые имеют следующие характеристики:

Кроме того, в твердых диэлектриках наблюдаются электронно-релаксационная, резонансная, структурная и самопроизвольная (спонтанная) поляризации, которые в полимерных материалах, как правило, не проявляются. Таким образом, из всех рассмотренных видов поляризации стеклопластики на основе полиэфирных, эпоксидных, фенольно-формальдегидных и других смол следует отнести к материалам, которые обладают почти всеми видами поляризации одновременно, так как смолы обладают электронной и дипольно-релаксационной поляризациями одновременно, а стеклонаполнитель — ионно-релаксационной поляризацией. Основной предпосылкой для определения плотности полимерных материалов служит формула Клаузиуса — Моссоти, связывающая электрические свойства молекул, диэлектрическую проницаемость, поляризуемость и дипольный момент с плотностью и молекулярной массой:

ЛАКОТКАНИ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ — ткани, пропитанные : спец. лаками, образующими на их поверхности тонкую эластичную пленку, обладающую высокими диэлектрич. св-вами. Применяются в качестве изолирующих электро-технич. материалов (для изоляции катушек якорей и возбуждения, статоров, мест соединений и концевых выводов, корпусной, межслойной, межфазовой и пазовой изоляции и т. п.).- Л. э. изготовляются из хлопчатобумажных, шелковых (натуральных и искусственных) и стеклянных тканей, а также тканей из синтетич. волокон (полиамидных, полиэтилентерефталатных, полиакрилнитрильных и др.). В качестве пропиточных составов применяются битум-но-масляные лаки и лаки из синтетич. смол (полиуретановых, полиэфирных, эпоксидных, акриловых, политетрафторэтилено-вых, кремнийорганических и др.). В СССР Л. э. выпускаются в виде полотен, намотанных в рулоны, или лент, в роликах. Ленты нарезаются вдоль полотна или под углом к нитям основы. Последние наз. диагональными лакотканями.

Связующие вещества должны обеспечивать возможность изготовления крупногабаритных изделий из С.; отверждение связующего должно происходить достаточно быстро. Наиболее широкое распространение получили связующие на основе полиэфирных, эпоксидных, фенолформальде-гидных и кремнийорганич. смол. Для получения негорючих С. в связующие вводят галоидосодержащие компоненты и спец. наполнители. Улучшение адгезии связующего к стеклянному волокну и повышение стабильности физико-механич. и диэлект-рич. св-в С. достигаются спец. термич. или термохимич. обработкой стекловолокнисто-го наполнителя. Термич. обработка при 200—300° уменьшает в наполнителе содержание замасливателя, применяемого в процессе текстильной переработки волокон, до 0,2—0,5%; при 400—450° замасливатель удаляется полностью. Значительно лучшая стабилизация св-в С, в условиях повыш. влажности достигается обработкой наполнителя соединениями, образующими химич. связь со стеклом наполнителя и связующим (волан — комплексное соединение смешанной хромовой соли метакриловой и соляной к-т и хромоксихлорида, силаны). При использовании в качестве связующих фенолформальдегидных, меламиновых и эпоксидных смол наилучшие результаты получены при обработке стекловолокнисто-го наполнителя у~аминопРО1ШЛ'гРиэтокси~ силаном или др. аминосодержащими сила-нов. Универсальное средство для обработки стекло волокнистого наполнителя— продукты взаимодействия аллил- или винил-трихлорсилана с резорцином. Повышение водостойкости и стабильности св-в С. достигается введением в связующее аналогичных химических активных продуктов. С. выдерживают все виды механич. обработки, но режимы резания и используемый инструмент неск. отличаются от обычных, что связано с абразивным действием стек-ловолокнистого наполнителя на инструмент и низкой теплопроводностью С. Применение С. в различных отраслях пром-сти обусловливается также возможностью соединения деталей из С. как между собой, так и с др. материалами склейкой, склепыванием и болтами. С. обладают высокой механич. прочностью. Уд. прочность стек-

Ли [13—16] исследовал изменение механических свойств полиэфирных, эпоксидных и фенольных слоистых пластиков, армированных стекловолокном (более точные данные о составе материалов не приводятся), после 6- и 12-мес экспозиции на глубине 700 м, 2-летней экспозиции на глубине 1720 м и 1 года на глубине около 10 м. Результаты изменялись в довольно широких пределах. Уменьшение прочности и модуля упругости при изгибе, а также прочности при растяжении достигало 20 %, а потери прочности на сжатие — 40 %.

В конце 50-х годов начало развиваться производство ненасыщенных полиэфирных смол для конструкционных стеклопластиков, а также для пенополиуретанов и лакокрасочных покрытий. В начале 60-х годов ассортимент стеклопластиков значительно расширился за счет новых видов стекло-волокнистых наполнителей, а также полиэфирных, эпоксидных и кремний-органических связующих. За период с 1958 по 1967 г. производство стеклопластиков в нашей стране увеличилось в 11 раз.

Для клеев из синтетических (полиэфирных, эпоксидных, феноло-формальдегидыых смол и др.) полимеров характерны высокая прочность склеивания и стойкость в различных средах. Клеи из природных полимеров (например, крахмала) отличаются невысокой устойчивостью к действию воды и микроорганизмов.

При ремонте изделий из реактопластов (полиэфирных, эпоксидных и фурановых смол) надо быть уверенным в том, что адгезионные свойства смолы обеспечат склеивание нового и ремонтируемого стеклопластиков. Поэтому необходимо очень тща-.ельно подходить к подготовке склеиваемых поверхностей. Так кик предел прочности при растяжении равен Р/А, нужно чтобы площадь склеиваемой поверхности (А) была максимально большой для снижения удельного напряжения в клеевом шве. Например, если надо заклеить прокол в корпусе лодки со стенкой толщиной И мм, то оптимальный диаметр шлифуемого участка поверхности ьокруг отверстия должен быть в 10--12 раз больше толщины корпуса, т. е, 60 ... 70 мм. Этот шлифуемый участок должен быть ско-Нлен от края отверстия и его толщина должна сравняться с толщиной изделия на расстоянии 60 ... 70 мм от прокола (рис. 13.8, а).

Узлы обычно изготовляют с использованием адгезионной связи, осуществляемой с помощью наполненных полиэфирных, эпоксидных и полиуретановых клеев-адгезивов. Прочность образующихся связей на сдвиг, равная 4,14 ... 5,52 МПа, является обычной. Возможно также склеивание и (или) механическое соединение АП-материалов с металлом. В том случае, когда следует ожидать отслаивающих или расщепляющих нагрузок, в дополнение к адгезионной связи часто используют заклепки. Клиновые полки (отбортовки) снижают концентрацию напряжений и уменьшают до минимума возможность возникновения отслаивающих напряжений. Если имеющиеся внешние стыковые соединения должны быть зашпатлеваны и отделаны, их следует усилить с помощью полосы или полки (уголка) более толстого или жесткого 504