2) преполимеры ароматических полиимидов

(полиамидоксислоты и их эфиры)

Полиимиды - термо- и теплостойкие полимеры Реакция отверждения: внутримолекулярная циклизация

(имидизация), протекающей по ступенчатому механизму поликонденсации (250-3200С)

Особенностикарбамидореакц : не выделяютсяформальдегидныенизкомолекулярн

3) феноло-, - и меламино- смолы

вещества - старейшие типы реакционно-способных преполимеров

Реакция отверждения: поликонденсация

Особенности реакции: выделение низкомолекулярных веществ

4) различные олигомер/олигомерные и олигомер/полимерные смеси, в том числе на основе термопластичных полимеров в виде взаимопроникающих сеток в отвержденном состоянии

11

Отверждающиеся смолы, механизмы и условия их отверждения

Смола (олигомер)

Механизм отверждения

Отвердитель

Эпоксидиановые	Полиприсоединение	Амины, ангидриды кислот,
смолы		фенолы, полиамиды
Кремнийорганически	Поликонденсация	Тетраэтоксисилан
е смолы
Феноло-	Поликонденсация	Температура
формальдегидные
резольные	Пиролитическая	Температура
Полиимидные
	полимеризация
Полиэфирные	Радикалоцепная	Перекиси
	полимеризация

12

Схема синтеза сетчатого полимера - реактопласта

Мономер				Раствор
				полимера в				Сетчатый
(смесь				мономере				полимер
мономеров)				(«форполимер»)
Стадия А				Стадия Б				Стадия В

Смола				Плайномер
				(«предотвержден				Сетчатый
(олигомер)				ный полимер»)				полимер
Стадия А				Стадия Б				Стадия В

13

Структура сетчатых

Процесс формированияполимеровмолекулярной сетчатой структуры полимеров - реактопластов

Молекулы олигомера химически присоединяются друг к другу, образуя длинные разветвленные макромолекулы

Между соседними макромолекулами возникают единичные химические связи - “точка гелеобразования”.

Материал теряет способность течь

Образование сетчатого полимера, стеклообразного или эластичного при заданной температуре отверждения

Фазовая структура полимеров - реактопластов (отвержденных смол) – аморфная, характеризуется резко выраженной микрогетерогенностью, обусловленной образованием микрогелевых частиц размером 20-30 нм в процессе отверждения смолы. Следствием гетерогенности структуры является низкая

прочность и высокая хрупкость густосетчатого полимера.

14

Физико–механические характеристики

устосетчатых полимеров

Полимеры	Ер, МПа	р, МПа		Тс,	х105,		Влагопог
				0С	К-1	(диэлек.	лощение,
						прониц.)	% вес.
Эпоксидные	2600-	60-100	1,5-	100-	7-12	3,7-4	3-4,5
	3200		3,5	160
Кремнийорганические	2500	15-20	0,3	250-	12-20	2,6-3	0
				280
Феноло-	4000-	40-50	0,4	220-	4-6	5-7	1-1,5
формальдегидные	4500			240
(резолы)	4000-	40-80	0,4-1	300-	2-5	3,8-4,5	0,8-1
Полиимиды
	4500			360
Полиэфиры	1800-	50-80	0,4-	200	6-8	2,8-3	0,5
	2500		0,6

Густосетчатые полимеры, находящиеся в стеклообразном состоянии вплоть

до температуры термодеструкции, применяют в материалах для высоконагруженных изделий, работающих при криогенных (сверхнизких) или повышенных температурах (150-3500С).

Полимеры с сетчатой структурой не плавятся и не растворяются -

невозможно совместить их с модификаторами или наполнителями. Поэтому процесс их образования происходит одновременно с процессами получения

материала (реактопласта) и формования изделия из него.

15

Эластичные полимерные материалы

ва – гибкоцепные полимеры, находящиеся в высоко-эластическом состоян

уральный (НК) и синтетические каучуки (СК)

пластичные гибкоцепные полимеры с линейной молекулярной структурой ервале температур эксплуатации проявляют ярко выраженный эластическ

тер деформирования.

Резина (вулканизат)

ореактивный полимер с редкосетчатой молекулярной структурой.

й материал в интервале температур эксплуатации сохраняет способность ически деформироваться. Пластические деформации (хладотекучесть по узкой), характерные для полимеров с линейной молекулярной структурой, овятся невозможными.

на образуется в результате химической реакции – вулканизации: сера (ил зводные серы) химически взаимодействует с резиновой смесью с образова мера с редкосетчатой структурой после заполнения резиновой смесью

ы при изготовлении изделия.

Термоэластопласты

ичныеновая смесьполимеры,(сыраяаналогичныерезина) илипонаполненнаясвоим механическимрезиноваясвойствамсмесь (наполненнрезинам ясобныерезина)подобно- НК илитермопластамСК, совмещенныеобратимос одификаторамипереходить изилиэластическогонаполнителямв ическое или вязко-текучее состояния при изменении температуры.

ом удается значительно ускорить процесс формования изделия, т.к16. отпа одимость в длительном химическом процессе - вулканизации.

Модификаторы полимерных материалов

ачение модификаторов:

менение вязкости расплава полимера; ижение хладотекучести полимера;

ижение скорости деструкции полимера при нагревании; вышение огнестойкости, трещиностойкости и атмосферостойкости полим менение цвета материала; вышение морозостойкости эластичных материалов (мягчители).

пособы введения модификатора: растворение в полимере; диспергирование в виде мельчайших частиц.

17

Наполнители полимерных материалов

лнители – компоненты ПМ, которые не растворяются в полимере в процес переработки и эксплуатации полимерного материала

о назначению наполнители можно разделить на два типа: ) модифицирующие наполнители; ) фазы композиционных материалов.

фицирующие наполнители – вводят в полимер в виде порошков в небо ествах (до 20-30 % об.) с целью улучшения каких –либо характеристик по жения пожароопасности ПМ за счет придания им самозатухающих свойст жения усадки полимерного материала в процессе его переработки в изде жения КТР; жения коэффициента трения;

едотвращения накапливания электростатического заряда; ашивания материала; ажения или поглощения тепловых и световых лучей

азы композиционных материалов

вокупность свойств, присущих полимерной матрице и наполнителю, руется в композиционном материале пропорционально объемным долям й из фаз, что позволяет, владея методами конструирования ПКМ, создават

иалы с требуемым сочетанием свойств, обеспечивая многофункционально
ий.	18

Дисперсные (порошкообразные) наполнители для КПМ

Наименован	Размер	Плотност	Т	Диэлектрическ	КЛТР, 0С-1
ие	частиц,	ь, г/см3 размягчения,		ая
Плавленный	мкм	2,6-2,7	0С	проницаемость	0,56х10-6
	2-9		1722	2,7
кварц	1-	1,4-1,6	400	электропровод	-
Технич.
углерод	15х103	(деструкция)		ник
(сажа)	25-55	2,48	800-900	4,1-6	8,47х10-6
Стеклянные
микросфер
ы
Стеклянные	50-75	0,3-0,4	615	1,8-2,2	8,8х10-6
микросфер
ы полые	Волокна	2,4-2,9	1540	-	6,5х10-6
Асбест
нокристаллические волокна - наполнители реактопласт
Слюда	Чешуйк	2,7-3,2	850	6-9,5	15х10-6
	и (длина волокон 0,1-2 мм)
Наименование		Плотност	Модуль	Прочность при
		ь, г/см3	упругости,	растяжении, ГПа
Графитовое		1,66	ГПа	20
			710
Карбидокремниево 3,32			490	21
	е	2,49	490	14	19
Карбидоборное
Оксид алюминия		3,88	640	28

Длинномерные волокна - наполнители ПМ

Наименование		,	Е,		Теплостойко
			ГПа	, МПа	сть, 0С
	г/см3
Поликапроамид	Органические волокна
	1,14		8-	700-	70
Полифениленамид	1,45		9,5	850	250
			140-	2500-
Полиэтиленовое	0,98		160	3000	120
			117	2000-
				3000
Стеклянное	Минеральные волокна
	2,5-		70-	2800-	300
Кварцевое	2,7		120	3500	650
	2,7		780	1300
Базальтовое	2,8		100	2000-	650
Карбидокремниево	2,8		270	2500	1200
				2000
е	2,4		160-	2000-	600
Асбестовое
			190	3800
Карбонизованные		Углеродные волокна
	1,8		280-	2500-	400 (О2)
(высокопрочные)	1,95		350	3000	3000
Графитированные			350-	2000-
(высокомодульные			550	2500	(инертн.)
)

р,

%

11-

15

2-

2,5 3,5

3-5

0,5

2-3

до

1

1,5-

2

1,2 0,8

ТКЛРх1

06, 0С-1

-8,8 -3,6

-

3,5-4

0,5-4

3,4

4,7

2,6

-0,17 до 19 -0,3 до

4 20