Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение понятия «пластические массы». В чем проявляются особенности технологических и эксплуатационных свойств пластмасс?

2. Опишите назначение модифицирующих добавок, входящих в состав пластмасс.

3. Охарактеризуйте особенности термопластичных полимеров и материалов на их основе.

4. Опишите способы получения, свойства и области применения полиэтилена.

5. Опишите способы получения, свойства и области применения полипропилена и полиизобутилена.

6. Опишите способы получения, свойства и области применения полистирола и сополимеров на его основе.

7. Опишите способы получения, свойства и области применения фторсодержащих полимеров.

8. Опишите свойства поливинилхлорида и основные группы материалов на их основе.

9. Опишите свойства и области применения полиакрилатов

10. Опишите свойства и области применения полиамидов и полиуретанов.

11. Опишите свойства и области применения поликарбонатов и полиимидов.

12. Опишите свойства и области применения полиформальдегида, пентапласта.

13. Охарактеризуйте особенности термореактивных полимеров и материалов на их основе.

14. Опишите способы получения фенолоформальдегидных смол.

15. Опишите условия отверждения, свойства и области применения фенолоформальдегидных смол.

16. Опишите особенности строения эпоксидных смол. Дайте их классификацию, свойства и области применения.

17. Опишите строение и свойства полиэфирных смол.

18. Опишите строение и свойства кремнийорганических смол.

19. Дайте определение и классификацию термоэластопластов. Опишите основные свойства и области их применения.

20. Опишите особенности получения изделий из пластических масс.

21. Назовите основные требования к конструкции деталей из пластических масс.

22. Перечислите принципы рационального выбора полимерных материалов для проектируемых изделий.

23. В чем состоит сущность процесса переработки пластмасс методом горячего прессования? Опишите процессы прямого и литьевого прессования.

24. Охарактеризуйте переработку пластмасс методом литья под давлением. Опишите конструкции и принципы действия литьевых машин и форм для литья.

25. Опишите процессы переработки пластмасс методом непрерывного выдавливания (экструзии). Дайте классификацию экструдеров.

26. Опишите процессы переработки пластмасс методом термоформования. Какие разновидности термоформования существуют?

27. Опишите особенности механической обработки пластмасс.

28. Дайте классификацию пластмасс по их обрабатываемости резанием.

29. Опишите основные типы газонаполненных пластиков и способы их получения.

30. Охарактеризуйте особенности строения, структуру, свойства и области применения газонаполненных пластиков.

Глава 8. Волокнистые полимерные композиционные материалы

Композиционными (от лат. compositio – составление) называются материалы, образованные путем сочетания двух химически разнородных компонентов (фаз), каждый из которых имеет конкретное функциональное назначение. При этом совместная работа разнородных материалов позволяет получить эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого и количественно, и качественно отличаются от свойств составляющих компонентов.

Среди большого разнообразия полимерных композиционных материалов особое место по перспективности применения и разнообразию свойств занимают армированные пластики (АП), состоящие из двух фаз – полимерной матрицы и армирующего (усиливающего) волокнистого наполнителя.

Матрица (от лат. matrix – матка, источник, начало) характеризует непрерывную фазу, которая часто (но не всегда) имеет более высокую долю по объему материала. Матрица обеспечивает монолитность материала и сохранение конфигурации изделия, передачу и распределение эксплуатационных нагрузок на армирующий компонент, сопротивление действию внешних факторов, защищает наполнитель от воздействия окружающей среды, определяет многие функциональные свойства и формирует межфазный слой при контакте с наполнителем. В качестве матриц используют термореактивные и термопластичные полимеры, природа которых определяет уровень рабочих температур композиционного материала, характер изменения эксплуатационных свойств, а также технологические приемы и режимы получения и переработки композитов в изделия. В производстве АП обычно используют термореактивные связующие на основе смесей линейных или разветвленных олигомеров с молекулярной массой 400 - 2000, а также термопластичные линейные или разветвленные аморфные или частично кристаллические полимеры. В состав полимерных матриц кроме армирующих элементов вводятся различные целевые добавки в виде отвердителей, катализаторов, ускорителей, стабилизаторов и др., обеспечивающие реализацию в композиционных материалах требуемых технологических и эксплуатационных свойств.

Армирующая фаза (от лат. armo – укрепляю, вооружаю) образуется совокупностью непрерывных волокнистых армирующих элементов в виде элементарных волокон, комплексных нитей, жгутов, лент и тканей с различной текстурой, а также коротких волокон со сравнительно небольшим отношением длины к диаметру в составе штапельных тканей, матов, бумаги и т.п. Короткие волокна могут быть расположены хаотически или иметь преимущественное направление ориентации. В большинстве случаев наполнитель имеет более высокую прочность по сравнению с матрицей, и основная роль армирующей фазы состоит в увеличении механических свойств композиционного материала.

Межфазный слой в композитах формируется за счет физического или химического взаимодействия полимерной матрицы с поверхностью наполнителя и оказывает существенное влияние на изменение свойств.

Вариацией числа, природы, объемного соотношения компонентов и схемы армирования можно в широких пределах изменять свойства и создавать материалы с уникальным сочетанием эксплуатационных свойств.

Свое название армированные пластики приобретают, как правило, по армирующему элементу: стеклопластики, углепластики, органопластики и др.

По направленности свойств различают изотропные и анизотропные композиционные материалы (табл. 8.1). Изотропия, т.е. идентичность свойств во всех направлениях, достигается хаотичным распределением непрерывных или дискретных армирующих волокон. Анизотропия АП в зависимости от схемы армирования достигается в двух (однонаправленное, трансверсально-изотропное армирование), трех (двухмерное армирование) и большем числе направлений.

Таблица 8.1