Введение 5
Глава I. Литературный обзор потеме: ’’Композиционные триботехнические материалы на основе сшивающихся смол ’’ 6
1.1. Типы композиционныхматериалов 6
1.2. Самосмазывающие материалына основе сшивающихся связующих 8
1.3. Выбор типа сшивающегосясвязующего для изготовления материала. 11
1.4. Уникальность кремня 16
1.4.1. Непознанный кремень 16
1.4.2. Взаимодействие кремня сводой и обнаруженные при этом эффекты 17
1.4.3. Физико-химические и иныесвойства кремня 18
1.4.4. Исследование термическойстабильности кремня методами термогравиметрии и ДТА-анализа 19
1.4.5. Применениеактивированной кремнем воды в медицинской практике 21
Глава II. Методы исследования 23
2.1. Метод термического анализа 23
2.2.Определение коэффициентатрения и удельного износа 26
2.3. Атомно-силовая микроскопия(АСМ) 27
2.4. Определение ударнойвязкости 30
2.5. Рентгеноструктурный анализ 31
Глава III. Исследованиеструктуры и свойств полимерных материалов, модифицированных кремнийсодержащимидобавками 33
3.1. Результатырентгеноструктурного анализа 33
3.1.1.Рентгеноструктурныйанализ кремня 33
3.1.2. Рентгеноструктурныйанализ ПЭНД, модифицированного кремнием 35
3.2. Стойкость полимера ктермоокислению (по ДТА и ТG анализу) 40
3.3. Ударная вязкость полимера 44
3.4. Триботехническиехарактеристики 44
Глава IY. Технологияизготовления триботехнических материалов на основе полимеров 45
4.1. Принципы созданиякомпозиционных материалов на основе полимеров 46
4.2. Изготовление изделийметодом контактного формования 49
4.3. Изготовление изделийметодами свободного и центробежного литья 52
4.4. Технологический регламентизготовления композиционных материалов на основе ненасыщенных полиэфирных смол 55
4.5. Механическая обработкаполиэфирных материалов 57
Глава Y. Требования техникибезопасности при работе с полиэфирными смолами и инициирующими добавками 62
5.1. Хранение полиэфирных смоли инициирующих добавок 62
5.2. Переработка полиэфирныхсмол 64
Литература 68
Развитие современногомашиностроения невозможно без решения многих проблем в области полимерногоматериаловедения, играющих роль в обеспечении надежности и долговечности машини механизмов, приборов и различных устройств.
Существенное снижениематериалоемкости производства можно обеспечить за счет массового примененияэффективных видов металлопродукции, пластических и других прогрессивныхматериалов.
Наиболее широкое применение вмашиностроении нашли такие крупнотоннажные полимеры, как полиамиды,полиолефины, фенолформальдегидные и эпоксидные смолы. Потенциальные возможностикрупнотоннажных полимеров изучены достаточно хорошо, однако реализованы неполностью. Особенно перспективно в качестве связующих композиционных материалов(КМ) конструкционного назначения применение олигомеров низкотемпературного отверждения.При этом наиболее важным является применение ненасыщенных полиэфирных смол(НПЭС), используемых в качестве связующих для стеклопластиков в судостроении,строительстве, машиностроении, в качестве пленкообразующих и компонентовпропиточных и заливочных составов, клеев, замазок, для изготовления товаровнародного потребления.
Целью работы являлось изучениеструктуры и свойств полимеров, модифицированных кремнием. Кремний являетсядешевым материалом. Кроме того, установлено его уникальное воздействие на воду(происходит активация воды). А активированная кремнием вода оказываетположительное влияние на организм человека, животных[16]. Вот мы ипопытались исследовать влияние кремния на структуру и физико-механическиесвойства материалов. Исследования проводились на полиэтилене низкого давления.Этот материал выбран потому, что он является более технологичным и дешевым, посравнению с эпоксидными и фенолформальдегидными смолами.
Композиционныематериалы—это материалы, состоящие из двух или более компонентов (отдельныхволокон или других армирующих составляющих и связующей их матрицы) и обладающиеспецифическими свойствами, отличными от суммарных свойств их составляющихкомпонентов. Компоненты композитов не должны растворяться или иным способомпоглощать друг друга. Они должны быть хорошо совместимы. Свойствакомпозиционных материалов нельзя определить только по свойствам компонентов,без учета их взаимодействия[24].
Композиционные материалы классифицируются обычно по виду армирующегонаполнителя: волокнистые (армирующим компонентом служат волокнистые структуры);слоистые; наполненные пластики (армирующим компонентом являются различныечастицы). В свою очередь наполненные пластики могут быть разделены на насыпные(гомогенные) и скелетные (начальные структуры, заполненные связующим).Армирующие компоненты могут представлять собой различные волокна, порошки, микросферы,кристаллы и “усы” из органических, неорганических, металлических материалов иликерамики. Наиболее распространены следующие связующие, используемые вармированных пластиках: полиэфиры, фенолы, эпоксидные компаунды, силиконы,алкиды, меламины, полиамиды, фторуглеродные соединения, ацетали, полипропилен,полиэтилен и полистирол. Связующие могут быть разделены на термопласты(способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) иреактопласты, или термореактивные смолы (связующие, в которых при нагреваниипроисходят необратимые структурные и химические превращения). В настоящее времянаибольшее распространение получили термореактивные связующие.
При разработке и изготовлении новых композиционных материалов, а такжепри создании конструкций из них приходится учитывать влияние внешних условий(температура, высокая влажность) на эти материалы. Необходимо учитывать и рядспецифических свойств композиционных материалов. Так, учет ползучести, котораяявляется характерным свойством многих композиционных материалов, заставляетпроектировщиков отказываться от целого ряда традиционных решений.
Целью создания композиционного материала является объединение схожих илиразличных компонентов для получения материала с новыми заданными свойствами ихарактеристиками, отличными от свойств и характеристик исходных компонентов. Споявлением такого рода материалов возникла возможность селективного выборасвойств композитов, необходимых для нужд каждой конкретной области применения.Композиционные материалы, оказавшиеся и экономичными, и удобными впроектировании, сегодня используются везде – от производства игрушек итеннисных ракеток до применения в космических аппаратах (теплоизоляция,микросхемы и др.).
Армирующиекомпоненты могут быть включены в состав армированных пластиков для изменениясвойств термо- или реактопластов. Современнаяпромышленность композиционных материалов широко варьирует различные сочетанияармирующих компонентов и связующих, выбор которыхопределяется как техническими параметрами, так и ценой. Армированные пластикинаиболее часто используются в двух видах: листовой материал (типичный примертакого материала – это бумага, пропитанная меламинофенольным связующим, илистекловолоконные маты, пропитанные полиэфирным связующим) и прессованные пластики(чаще всего используются пропитанные фенольным или другим связующимминеральные, хлопковые и другие волокна). Большинство свойств полученныхкомпозиционных материалов оказывается более высокими, нежели свойства исходныхкомпонентов. К композитам следует также отнести и различные материалы,конструкционное назначение которых то же, что и одного из компонентов. Такогорода материалами являются, например, покрытые поливиниловой пленкой изделия,используемые в летальных аппаратах; металлопластиковые облицовки и т.д.