Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

Модифицированные фенопласты. Наряду с такими досто-

инствами фенолоформальдегидных смол, как теплостойкость и сравнительно высокий модуль упругости, их отличает повышенная хрупкость. Поэтому при получении высокопрочных конструкционных стеклопластиков обычно применяют различные модификации фенолоформальдегидных смол, например поливинилацетали и эпоксидные смолы. В табл. 5.50 сопоставлены физикомеханические характеристики литых образцов из фенолоформальдегидных смол и поливинилацеталей – поливинилформаля и поливинилбутираля.

Таблица 5.50

Физико-механические характеристики образцов различных смол

Поливинилацетали, наряду с хорошими механическими свойствами и высокой адгезионной способностью, обладают высокой эластичностью. Модификация резольных смол поливинилацеталями позволяет значительно улучшить адгезионную способность, повысить механические свойства и уменьшить скорость процесса отверждения фенолоформальдегидной смолы, благодаря чему становится возможным более полное удаление летучих продуктов и получение более монолитных материалов.

261

Свойства полимерных связующих (материалов) определяются соотношением фенолоформальдегидной смолы и поливинилацеталя, типом поливинилацеталя и его молекулярной массой, а также соотношением ацетатных, гидроксильных и ацетальных групп в поливинилацетале. Широкое применение получили фенолоформальдегидные смолы, особенно новолачного типа (смола марки СФ-010, отверждаемая уротропином), для изготовления материалов теплозащитного и эрозиостойкого назначения, благодаря высокому содержанию коксового остатка (40–60 %).

Эпоксидные материалы и композиты. Эпоксидные смолы отличаются повышенными прочностными, диэлектрическими и адгезионными свойствами, что определило их широкое использование в качестве связующих материалов для пластиков конструкционного назначения гетерогенного (композиционного) типа. Так, большинство пластиков конструкционного назначения относится к числу композитных материалов; их свойства определяются составом полимерного связующего, типом наполнителя и структурой граничных слоев, ответственных за перераспределение внешних воздействий от матрицы к частицам наполнителя.

Эпоксидные смолы – это реакционноспособные олигомерные или полимерные соединения, содержащие в молекуле эпоксидные группы.

Особый интерес представляют диэпоксиды со сложноэфирными группами, потому что с их помощью можно преодолеть один из основных недостатков циклоалифатических эпоксидных смол – повышенную жесткость. В табл. 5.51 приведена краткая характеристика наиболее распространенных марок циклоалифатических эпоксидных смол, а в табл. 5.52 – их основные свойства.

262

Уменьшение жесткости пространственной структуры полимеров на основе циклоалифатических диэпоксидов может быть достигнуто путем флексибилизации их полиангидридами с длинной алифатической цепью. Это приводит к получению эластичных ударопрочных эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими характеристиками.

Таблица 5.52

Свойства ЦАЭС, отвержденных гексагидрофталевым ангидридом

263

Окончание табл. 5.52

5.4. Газонаполненные пластические массы

Вспененные (газонаполненные) полимерные материалы являются наиболее широко распространенным видом легких теплоизоляционных и конструкционных полимеров. Эти пластмассы отличаются от обычных монолитных пластмасс явно выраженным неоднородным строением, напоминающим структуру застывшей пены. Они состоят из полимеров либо эластомеров (твердая фаза), образующих стенки элементарных ячеек или пор – силовой скелет, или каркас материала, и газообразной фазы (дисперсная либо диспергированная фаза или среда), составляющей более 50 % от общего объема вещества.

Различают газонаполненные пластмассы с преобладающей замкнуто-ячеистой структурой, которые принято называть пенопластами, и материалы, обладающие открыто пористой структурой, которые получили название поропласты (или губчатые пластмассы). Структура поропласта – это структура, в которой ячейки (или поры) сообщаются между собой и с окружающей средой.

264

В зависимости от упругих свойств полимеров и эластомеров газонаполненные пластмассы могут быть подразделены на жесткие, полужесткие и эластичные.

Многие свойства газонаполненных полимерных материалов обусловлены их структурой: наличием твердой и газообразной структур, что придает им легкость, относительно высокую удельную прочность, а также высокие теплоизоляционные свойства. Пенопласты из-за наличия большого количества несообщающихся между собой ячеек имеют очень хорошие теплоизоляционные, прочностные и влагозащитные свойства. Поропласты водо- и газопроницаемы и имеют, по сравнению с пенопластами, пониженные теплоизоляционные свойства, но более высокую звуко- и вибропоглощающую способность. Свойства газонаполненных пластмасс могут колебаться в широких пределах (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Температурные зависимости механических свойств газонаполненных пластмасс

Вспененные полимерные материалы получают как путем вспенивания полимерной заготовки, так и введением в исходную композицию заполненных газом сферических частиц (микросфер) из стекла, полимеров, керамики и других материалов (синтактные пенопласты).

Для повышения прочности, упругости, непроницаемости и ряда других физико-механических показателей изготавливают газонаполненные полимеры с повышенной плотностью поверхностных слоев (структурированные или интегральные пены).

265