Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Г. Ф. Джурка Полімерні композиційні

Г. Ф. Джурка Полімерні композиційні




Сторінка3/4
Дата конвертації10.06.2017
Розмір0.55 Mb.
1   2   3   4

Поліпропілен являє собою продукт полімеризації
ненасиченого вуглеводню пропілену (СН2=СН-СН2). У промисловому масштабі поліпропілен вперше почали виробляти в Італії у 1957 р. шляхом полімеризації пропілену на каталізаторах Циглера-Натта (суміш Аl(С2Н5)3 та ТіС13 або А1 (ізо-С4Н9)3 та ТiСl3).

Технологічний процес виробництва поліпропілену схожий з виробництвом поліетилену при низькому тиску (0,98-1,18 МПа, температурі 65-70°С).

Ізотактичний (стереорегулярний) поліпропілен - твердий, з високим ступенем кристалічності (до 95%) продукт, з температурою плавлення 165-170°С, молекулярною масою 60000-200000, густиною 900-920 кг/м3. Стійкий до дії кислот, основ та масел навіть при підвищеній температурі. При температурах вище 80°С розчиняється лише в ароматичних вуглеводнях та хлорованих парафінах.

Аре́ни (також аромати́чні вуглево́дні) - органічні сполуки, які належать до класу карбоциклічних сполук. У складі молекули ароматичних вуглеводнів є одна або кілька груп з 6 атомів вуглецю(Карбону), сполучених у кільце (бензенове ядро) замкненою системою супряжених пі-зв'язків (див.формула Кекуле)
Недоліком поліпропілену є невисока морозостійкість (до 30°С).

Волокна з поліпропілену дуже легкі та міцні, з них виготовляють як технічні, так і побутові тканини.

Поліпропілен використовують для виробництва пористих матеріалів-пінопластів.

Композиції на основі поліпропілену та його співполімерів, наповнених волокном легко переробляються в удароміцні вироби, які застосовують для виготовлення стійких до зносу, волого- та теплостійких шестерень, корпусів електроприладів, деталей силового обладнання. Наповнений тальком поліпропілен використовують в таких відповідальних вузлах двигунів, як елементи водяних та поливальних насосів, масляних центрифуг, дисків зубчасторемінних передач, кришок голівок циліндрів, масляних піддонів. Склонаповнений поліпропілен замінює дефіцитні термостійкі полімери при виготовленні корпусу повітряного фільтру, крильчатки вентилятора, розширювального бачка корпусу акумуляторних батарей та інших деталей "під капот".

Електри́чний акумуля́тор (від лат. accumulare - «нагромаджувати»), а також, у випадку послідовного чи паралельного включення групи електричних акумуляторів, як електричних елементів живлення - електрична батарея, - акумуляторна батарея (послідовно з'єднані акумуляторні електрохімічні комірки) - хімічне джерело електричного струму багаторазової дії, основна специфіка якого полягає в зворотності внутрішніх хімічних процесів, що забезпечує його багаторазове циклічне використання (через заряд-розряд) для накопичення електричної енергії та автономного електроживлення різноманітних електротехнічних пристроїв та систем. Електричний акумулятор належить до категорії вторинних хімічних джерел струму.

Особливо ефективне використання скловолокна із спеціальними апретами, що забезпечують хімічний зв'язок між волокном та матрицею, а також довговолокнистого наповнювача. Ці марки характеризуються міцністю до 90-100 МПа, модулем пружності до 5-7,6 ГПа, ударною в'язкістю за Ізодом аж до 200 Дж/м. Склонаповнені марки поліпропілену ефективно застосовуються як конструктивний матеріал для заміни поліамідів, АБС-пластиків, емальованих сталей та інше і відносяться до конструктивних пластиків з ефективним співвідношенням властивості - вартість. На основі поліпропілену створено більше 200 марок наповненого поліпропілену.


      1. Політетрафторетилен

Фторопласт-4 або фторлон-4: [-CF2-CF2-]n- одержують полімеризацією тетрафторетилену (CF2=CF2) у присутності перекисних ініціаторів.

Молекулярна маса політетрафторетилену (ПТФЕ) дорівнює 140000-500000, густина 2250-2270 кг/м3, ступінь кристалічності 80-85%. При нагріванні вище 415°С ПТФЕ повільно розкладається з утворенням тетрафторетилену та інших газоподібних продуктів. ПТФЕ негорючий, має дуже хороші діелектричні властивості, які не змінюються в межах від -60 до 200°С, має високі механічні та антифрикційні властивості і дуже низький коефіцієнт тертя. Хімічна стійкість політетрафторетилену перевищує стійкість всіх інших синтетичних полімерів, спеціальних сплавів, благородних металів, антикорозійної кераміки та інших матеріалів. При підвищеній температурі на фторопласт-4 діють лише розплавлені лужні метали, ClF3 та елементарний фтор.

Благоро́дні мета́ли (шляхе́тні мета́ли) - метали, що належить до групи кольорових металів, які мають високу хімічну стійкість і умовно поділяються на дві підгрупи: дорогоцінні метали (золото, срібло) і платинові метали (платина, паладій, родій, іридій, рутеній, осмій).
Лу́жні мета́ли - елементи 1 групи періодичної системи за винятком водню. За старою класифікацією елементи головної підгрупи I групи. Назва пов'язана з тим, що при взаємодії лужних металів з водою утворюється їдкий луг.
ПТФЕ не розчиняється в жодному з відомих органічних розчинників.

Завдяки поєднанню багатьох цінних хімічних та фізико-механічних властивостей політетрафторетилен знайшов широке застосування у техніці. Він використовується як термостійкий, механічно міцний, антикорозійний, електроізоляційний, водостійкий матеріал для виготовлення різних деталей машин, приладів, плівок, труб, оболонок кабелів тощо.

Деталі машин - базова технічна дисципліна, в якій вивчають методи, правила і норми розрахунку та конструювання типових деталей і складальних одиниць машин. Синтезуючи досягнення математичних і технічних наук з результатами лабораторних досліджень і практики застосування різних машин, ця дисципліна є теоретичною основою машинобудування і у першу чергу такої важливої складової машинобудування, як інженерне проектування.
Низький коефіцієнт тертя дозволяє використовувати фторопласт-4 як матеріал для виготовлення підшипників, втулок. Так, розроблені та виготовляються підшипники ковзання та кільця торцевих ущільнень з композиційного антифрикційного матеріалу на основі фторопласту-4 типу Модфторлон, які знаходять використання в різних сільгоспмашинах, забезпечуючи високу довговічність вузлів тертя.
Вальни́ця ко́взання - це елемент опор валів і осей, поверхня цапфи яких взаємодіє в умовах проковзування через шар мастила або безпосередньо з поверхнею вальниці, що її охоплює.

Перспективним композиційним матеріалом для вузлів тертя є метало-фторопластова стрічка, яка містить фторопласт, свинець, бронзовий порошок, сталеву основу і дозволяє підвищити термін служби вузлів у 1,8 рази, зменшити коефіцієнт тертя у 1,4 рази, знизити витрати мастила у 1,5 рази, зекономити на 1 т стрічки 1,5 т міді, дефіцитний молібден, використовуючи замість нього свинець.


1.2.4. Поліацеталі.

Найпростішими поліацеталями є поліалкіленоксиди, які одержують полімеризацією альдегідів та кетонів, наприклад, поліметиленоксид (поліформальдегід) [-СН2-О-]n,

та полі ацетальдегід

Поліформальдегід має цінні технічні властивості, особливо високу ударну в'язкість. Його використовують у виробництві електроізоляторів, прокладок та інших деталей. Наповнені поліацеталі мають високу ударну в'язкість, міцність, твердість, жорсткість, низький знос та коефіцієнт тертя, стабільність розмірів, абразивну стійкість та стійкість до розчинників. Вони є антифрикційним матеріалом і випускаються у широкому колірному діапазоні. Асортимент наповнених поліацеталей включає марки з наповненням скловолокном (10-40%); вугленаповнені марки, що призначені для роботи в умовах електромагнітного випромінювання, а також марки антифрикційного призначення, які містять силікон, графіт, вуглеволокна, політетрафторетилен, дисульфід молібдену.

Св́ітло - електромагнітні хвилі видимого спектру. До видимого діапазону належать електромагнітні хвилі в інтервалі частот, що сприймаються людським оком (7.5×1014 - 4×1014 Гц), тобто з довжиною хвилі від 390 до 750 нанометрів.

Основна галузь використання наповнених поліацеталей - точне приладобудування. Вони знаходять застосування для виготовлення шківів, коліс, корпусів насосів, деталей пневматичного інструмента, різних втулок та іншого.

Термопластичні складні поліефіри.

Найбільше використання у техніці знайшли ароматичні поліефіри, які одержують з гліколів та ароматичних кислот (головним чином фталевої кислоти).

Фта́лева кислота́ - найпростіший представник двоосновних ароматичних карбонових кислот. Її солі й ефіри називають фталатами.
Аліфатичні поліефіри внаслідок низької температури плавлення та недостатньої хімічної стійкості лише обмежено використовуються в промисловості.

З ароматичних поліефірів у промисловому масштабі виробляють поліети-лентерефталат (ПЕТФ). Вихідними продуктами для синтезу ПЕТФ є терефталева кислота та етиленгліколь. ПЕТФ плавиться при температурі 264°С, має хорошу волого- та світлостійкість, дуже високу термостійкість. Густина ПЕТФ -1380кг/м3.

ПЕТФ стійкий до дії багатьох розчинників, розчиняється у фенолах, концентрованій сірчаній та трифтороцтовій кислотах. Тривала дія лугів також руйнує поліефір. Нижче наведені деякі властивості ПЕТФ

ПЕТФ широко використовують для виготовлення синтетичних волокон. Волокна з ПЕТФ, які випускають у СНД під назвою "лавсан", в Англії -"терилен", у США - "дакрон", мають високі механічні властивості.

Механі́чні власти́вості матеріа́лу (англ. mechanical properties of materials) - сукупність показників, що характеризують здатність матеріалу чинити опір навантаженням, які діють на нього та його здатність до деформування при цьому, а також особливості його поведінки у процесі руйнування.

У вітчизняному машино- та автомобілебудуванні в останні роки широке використання знайшов модифікований ПЕТФ, який має підвищену твердість, міцність, жорсткість, морозо- (до -100°С) та теплостійкість (до 150-200°С). Висока стабільність геометричних розмірів, стійкість до руйнування при втомі роблять цей матеріал часто практично незамінним, особливо якщо враховувати можливість його модифікації іншими полімерами (поліетиленом, поліпропіленом), наповнення скловолокном, іншими волокнами, мінеральними наповнювачами. Наповнені матеріали на основі ПЕТФ застосовують в електронній та електротехнічній галузях промисловості, приладобудуванні, машинобудуванні.

Галузі - сукупність підприємств, які виготовляють однорідну продукцію, або надають однорідні послуги. У галузевій структурі господарства виділяють дві сфери - виробничу і невиробничу. Виробнича сфера забезпечує країну різноманітними товарами, невиробнича сфера - послугами матеріального і нематеріального характеру.
З них виготовляють корпуси різних апаратів, елементи насосів, робочі колеса вентиляторів, зубчасті колеса, вимикачі, котушки, штепселі, елементи обігрівальної апаратури, автомобільних замків, частини карбюраторів, корпуси ламп, у приладобудуванні - елементи фотоапаратів, оптичних приладів.
Зу́бчасте ко́лесо (три́б, шестірня́, коліща́) - основна деталь зубчастої передачі у вигляді диска з зубами на циліндричній або конічній поверхні, що входять в зачеплення із зубами іншого зубчастого елемента і призначена для передавання руху до цього зубчастого елемента або отримання руху від нього.

Аморфний ПЕТФ вирізняється підвищеним опором ударним та вібраційним навантаженням, забезпечує високу точність виготовлення виробів за рахунок малої усадки, тому добре працює у вузлах з металічною арматурою та нарізкою.

То́чність ви́готовлення - ступінь наближення дійсних значень геометричних і інших параметрів деталей і виробів до їх заданих значень, вказаних в кресленнях або технічних умовах.

Кристалічний полімер за ударною в'язкістю аналогічний полістиролу, але має більш високу теплостійкість (150-200°С). Він застосовується для виготовлення антифрикційних деталей (втулок, сепараторів підшипників, тому що його коефіцієнт тертя по сталі складає 0,19). При температурах до 60°С цей матеріал стійкий до бензину та інших нафтопродуктів, гальмівної рідини, води, тому деталі з нього можуть довгий час працювати там, де є пара цих рідин (наприклад, у моторному відсіку). Склонаповнені модифікації литтєвого ПЕТФ (ПЕТФ-КС-40 та ПЕТФ-КС-50) з вмістом скловолокна 40 та 50% ще більше жорсткі та теплостійкі. їх модуль пружності при вигині складає 8000-12000 МПа, а при розтягу вище 1000 МПа. Цей матеріал знаходить застосування у конструкціях високонавантажених деталей зубчатих передач, тому що має підвищену зносостійкість, добре зберігає форму і розміри у процесі експлуатації. Литтєвий ПЕТФ - діелектрик, причому ця властивість зберігається у нього і при підвищеній температурі, тобто його можна використовувати для виготовлення ряду деталей автотракторного електрообладнання (корпусів котушок запалювання, щіткотримачів тощо).


1.2.5. Полібутилентерефталат

Полібутилентерефталат (ПБТФ) та його композиції як конструкційний матеріал для транспортних засобів дістав високу оцінку.

Тра́нспорт (від лат. trans - portare) - сукупність засобів, призначених для переміщення людей, вантажів, сигналів та інформації з одного місця в інше.
За своїми властивостями він нагадує поліаміди та поліацеталі, але відрізняється меншою повзучістю та зниженою горючістю, має низьке водопоглинання і високі діелектричні властивості. Теплостійкість чистого ПБТФ складає 70°С, наповненого скловолокном (30%) - 210°С. Наповнення ПЕТФ скловолокном підвищує міцність матеріалу у 2-3 рази в залежності від вмісту скловолокна. Зростає модуль пружності при вигині з 2,5 ГПа для базових марок до 8 ГПа при 30%-ному вмісті скловолокна та до 15 ГПа при 50%-ному вмісті скловолокна. Ударна в'язкість за Ізодом зростає у три рази (з 25-30 Дж/м до 120-150 Дж/м), а введення модифікаторів ударної в'язкості підвищує цей показник до 180-200 Дж/м. Ці марки мають знижену усадку (з 1,5% для базових марок до 0,2-0,7 для склонаповнених).

Асортимент матеріалів на основі ПБТФ включає склонаповнені, важкого-рючі, лугостійкі марки. Широко розповсюджені марки на основі ПЕТФ у сумішах та сплавах з іншими термопластами, наприклад полікарбонатом. Матеріали на основі ПБТФ характеризуються високою твердістю, жорскістю, високими діелектричними властивостями, зносостійкістю, антифрикційними властивостями (низьким зносом, коефіцієнтом тертя).

Діеле́ктрики (англ. dielectric) - речовини, що погано проводять електричний струм і питомий опір яких становить 108...1017Ом·см. У таких речовинах заряди не можуть пересуватися з однієї частини в іншу (зв'язані заряди).
Вони легко переробляються, характеризуються короткими циклами формування.

Основне застосування наповнені матеріали на основі ПЕТФ знаходять в електротехніці, приладобудуванні, машино- та автомобілебудуванні. Так, скло-наповнений ПБТФ використовують для виготовлення електричного реле автомобілів, корпусу розподільника запалювання та інших деталей підкапотного простору (ковпачки свічок, бігунки, котушки та інше).

Високі триботехнічні характеристики роблять їх придатними для виготовлення рухомих деталей та механізмів - шестерень, втулок, роликів. Деталі працюють безшумно, в тому числі і в парі з металом.
1.2.6. Полікарбонати

Полікарбонати - складні поліефіри фенолів та вугільної кислоти загальної формули: одержують поліконденсацією


похідних дифеноксиметиленів з дифенілкарбонатом.
Карбона́тна кислота́, також ву́гільна кислота́ - слабка двоосновна кислота з хімічною формулою H2CO3. У чистому вигляді нестійка. Утворюється в малих кількостях при розчиненні вуглекислого газу у воді, в тому числі і вуглекислого газу з повітря.
Властивості полікарбонатів залежать від будови вихідних речовин, співвідношення компонентів та структури полімерного ланцюга. Полікарбонати розчинні у хлорованих та набухають в ароматичних вуглеводнях, стійкі до дії води, розбавлених мінеральних та органічних кислот, повільно гідролізуються лугами. Полікарбонати мають надзвичайно високу ударну міцність. Якщо ударну міцність ацетату целюлози прийняти за 1, то для найлону (поліаміди) вона дорівнює 5, для терилену (поліетилентерефталату) - 6, а для лексану (полікарбонат) - 40.

З полікарбонатів виготовляють деталі у приладо- та машинобудуванні (шестерні, підшипники, болти, гайки, деталі насосів, вентиляторів, дисків автомобільних коліс, шківів газорозподільного механізму, крильчатки генератора).

Наповнені матеріали на основі полікарбонату характеризуються високою розмірною точністю, теплостійкістю, розривною міцністю. З них, наприклад, виготовляють кожухи електролічильників, для наповнення використовують скло-, вуглеволокна. В табл. 27 наведені основні властивості полікарбонату.

Газорозподі́льний механі́зм (ГРМ) або механі́зм газорозпо́ділу - механізм керування фазами газорозподілу двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що забезпечує своєчасне подавання в циліндри двигуна повітря або паливо-повітряної суміші (залежно від типу двигуна) і випускання з циліндрів відпрацьованих газів.
Осно́ви - це складні речовини, утворені металічним елементом та гідроксидними групами (OH).

При наповненні полікарбонату міцність матеріалу підвищується з 60-70 МПа до 120-145 МПа (для склопластиків) та до 160-180 МПа (для вугле-пластиків). Модуль зростає з 2,2 до 10 та до 16-19 ГПа відповідно для скло- та вугленаловнених полікарбонатів. Ударна в'язкість наповненого полікарбонату знижується, теплостійкість підвищується на 15-20 °С.

Спеціалістами сільгоспмашинобудування Дніпропетровська та Херсона розроблено антифрикційний композиційний матеріал на основі полікарбонату та вуглецевих волокон, який за довговічністю перевищує серійні деталі з гра-фітопласту, капрону, текстоліту, бронзи у декілька разів.
1.2.7. Поліаміди

Поліаміди (ПА). Серед матеріалів інженерно-технічного призначення поліаміди та наповнені поліаміди за обсягом використання продовжують займати одне з провідних місць серед термопластів.

Поліаміди являють собою гетероланцюгові полімери, які містять в основному ланцюгу макромолекули амідні групи що повторюються.

Починаючи з 1936-1938 років завдяки роботам І.М. Карозерса (СІЛА), проводяться інтенсивні дослідження полімерів цього класу, розробляються різні способи їх добування, організовується промислове виробництво волокон, плівок та пластичних мас на основі поліамідів.

У наш час прийняті цифрові позначення поліамідів, які відбивають їх хімічну будову. Для аліфатичних поліамідів після слова "поліамід" ставиться одна або дві цифри: якщо поліамід синтезовано з одного мономеру - амінокислоти, лактаму - ставиться одна цифра, яка відповідає числу вуглецевих атомів у мономері. Якщо поліамід одержано поліконденсацією діаміну є дикарбоновою кислотою або її похідними, ставиться дво- або тризначне число, в якому цифра (або цифри) до коми вказують число атомів вуглецю у діаміні, а цифра після коми - число атомів вуглецю у дикарбоновій кислоті або її похідних. Наприклад, поліамідом 6 називають полікапроамід, а поліамідом 6,8 - полігек-саметиленсебацинамід.

В ароматичних поліамідах ланцюг циклічного діаміну або дикарбонової кислоти позначається першою буквою їх назви. Так, поліамід одержаний поліконденсацією гексаметилендіаміну та терефталевої кислоти, називають поліамідом 6,Т.

Молекулярна маса технічних поліамідів коливається в межах 8000-25000. Температура плавлення кристалічних аліфатичних поліамідів знаходиться в межах 180-280 °С. Поліаміди відрізняються високою міцністю при ударних навантаженнях та еластичністю. Добре розчиняються лише у сильнополярних розчинниках, таких як концентровані сірчана, соляна, азотна, мурашина кислоти, феноли, аміди



1.2.8. Фенілон

Фенілон -відноситься до


класу ароматичних поліамідів - це продукт поліконденсації ароматичного діаміну (м-фенілендіаміну) та похідних ароматичних дикарбонових кислот (ізофталевої кислоти).

Для фенілону, як і для інших ароматичних поліамідів, характерні високі температури склування та плавлення. Він має високу температуру тривалої експлуатації, підвищену радіаційну та хімічну стійкість та інші цінні властивості. Завдяки цьому фенілон використовують переважно для деталей та вузлів, які зазнають жорстких режимів експлуатації.

Поліаміди мають хороші антифрикційні властивості. За значенням коефіцієнта тертя вони поступаються лише фторопластам, проте зносостійкість та здатність нести навантаження у поліамідів значно вища, ніж у фторопластів.

Введення антифрикційних наповнювачів, наприклад, графіту, дисульфіду молібдену, ще більше підвищує зносостійкість поліамідів та знижує коефіцієнт тертя у 1,5 раза.

Поєднання високої механічної міцності з хорошими антифрикційними властивостями, корозійною і хімічною стійкістю, електроізоляційними властивостями висунуло поліаміди у ряд найважливіших конструкційних матеріалів. З них виготовляють шестерні, вкладиші підшипників, втулки, ролики, муфти, повзуни, лопаті гребних гвинтів, вентиляторів, деталі електроізоляційного призначення, медичні інструменти.

Гребни́й гвинт - судновий рушій, який складається з двох або більше лопатей, розташованих радіально на маточині.

Підшипники та інші деталі вузлів тертя із поліамідів можуть працювати без або при змащуванні водою. Деталі з наповнених графітом, тальком та дисульфідом молібдену полімерів здатні до самозмащування.

Для наповнення поліамідів використовують також скловолокно та скло-сфери, вуглецеві волокна. Широко застосовують комбіновані наповнювачі. Наприклад, для поліаміду 6 наповнення збільшує модуль при вигині з 2,7-2,9 до 4-14 ГПа в залежності від наповнювача та його вмісту. Лінійна усадка знижується з 1,3 до 0,2-0,8 %, коефіцієнт термічного лінійного розширення падає від 8,51О'5 до l(5)10's K'1. Теплостійкість наближається до температури плавлення, знижується водопоглинання з 1,6 до 0,7-0,9 % (за 24 години).

Введення скловолокна у поліамід 6 призводить до підвищення ударної в'язкості за Ізодом з 50-90 до 150-200 Дж/м. Марки з мінеральними наповнювачами характеризуються в'язкістю 40-45 Дж/м. Введення вуглеволокна у поліамід 6 підвищує його теплостійкість на 100-160 °С (до 260 °С), міцність на 80-280 МПа, модуль пружності при вигині до 20-23 ГПа.

Лише на базі поліаміду 6,6 створено більше 300 марок наповненого поліаміду.
2. НАПОВНЮВАЧІ

Першими наповнювачами для ПКМ були природні органічні та мінеральні дисперсні матеріали. Пізніше використовувались синтетичні продукти, і нарешті, з'явились спеціально синтезовані наповнювачі із специфічними властивостями.

Дія наповнювачів різноманітна:


  1. посилююча (reinforcements) - наповнювачі виконують роль армуючогоматеріалу;

  2. непосилююча, інертна (fillers) - вводяться для зниження вартості матеріалу, зменшення об'єму полімеру;

  3. для надання різних ефектів: зниження текучості, об'ємних термічних та хімічних усадок, покращення здатності формуватися та формотривалості, зниження горючості, підвищення фрикційних та антифрикційних, електричних, теплофізичних та інших характеристик.

Наповнювачами ПКМ можуть бути практично всі існуючі у природі та створені людиною матеріали у вигляді порошків, сфер, стрічок, волокон, тканин, ниток, паперу, матів, повсті тощо, розподілених різним чином і в різному співвідношенні з полімерною матрицею. Наповнювачі відрізняються перш за все своєю геометрією.


    1. Нульмірні наповнювачі

Це дисперсні наповнювачі, які використовують у техніці більше 100 років. Їхні розміри набагато менші за характерні розміри ГЖМ. До них відносяться сажа, порошки різних речовин - гідроксиду алюмінію, карбонату кальцію, діоксиду кремнію, силікати, кремнеземні наповнювачі (каолін, пісок, кварц, кізельгур, перліт).
Гідрокси́д алюмі́нію Al(OH)3 - безбарвна порошкоподібна речовина. У воді практично не розчиняється.
Карбона́т ка́льцію - найважливіша і найпоширеніша сполука кальцію. Хімічна формула СаСО3. В природі він зустрічається у вигляді кількох різновидів: вапняк, крейда, мармур, кальцит, арагоніт. У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка Е170, та використовується як поверхневий барвник.

Карбонат кальцію - найбільш дешевий порошкоподібний наповнювач, покращує стабільність розмірів, підвищує вогнестійкість ПКМ.

Каолін надає хімічної стійкості та високих діелектричних властивостей, в деяких випадках у фенольних смолах замінює азбест.

Пісок, кварц, кізельгур, перліт та інші кремнеземні наповнювачі застосовують з метою покращення волого- та термостійкості, формотривалості та герметичності виробу, а також деяких фізико-механічних властивостей.

Серед дисперсних наповнювачів особливе місце займають металічні порошки: залізні, мідні, алюмінієві та інших металів і сплавів. їх введення у полімерну матрицю дозволяє знизити коефіцієнт тертя, вологопроникність, електроопір й одночасно підвищити теплопровідність, стійкість до іонізуючого опромінювання, надати певних магнітних властивостей ГЖМ та інше. Крім того, металеві порошки підвищують жорсткість та міцність композитів при стисненні, зменшують коефіцієнт термічного розширення і відповідно усадку при отвердженні матриці.

Іонізаці́йна радіа́ція - потоки електромагнітних хвиль або частинок речовини, що здатні при взаємодії з речовиною утворювати в ній іони. До іонізаційного випромінення відносять альфа-, бета-, гамма-промені, рентгенівське випромінювання, а також інші високоенергетичні заряджені частинки на кшталт протонів та іонів, отриманих у прискорювачах.
Температу́рний коефіціє́нт об'є́много розши́рення ( α V } або α ) - характеристика речовини, яка визначає відносну зміну об'єму при зміні температури на 1 градус.

Оксиди металів (оксид алюмінію, оксид заліза, оксид магнію, оксид цинку, оксид цирконію) використовують для покращення цілого спектра властивостей ПКМ.

Окси́д ци́нку (цинкові білила, срібні білила, китайські білила) - неорганічна сполука з формулою ZnO. Білий порошок, практично нерозчинний у воді.
Залізо утворює два ряди сполук, які відповідають двом оксидам: монооксиду заліза FeO і сесквіоксиду заліза Fe2O3. У першому залізо є двовалентним, у другому - тривалентним. Також існує суміш оксидів Fe3O4.
Окси́д ма́гнію (рос. оксид магния, англ. magnesium oxide, нім. Magnesiumoxid) - оксид з формулою MgO. Складається з іонів Mg2+ та O2−, між якими діють іонні зв'язки. Оксид магнію має кристаличну структуру типу хлориду натрію.
АІ2О3 покращує теплопровідність, хімічну стійкість, твердість, зносостійкість, електричні характеристики пластиків на основі епоксидних та поліефірних смол. Наповнення оксидом заліза, наприклад, поліпропілену підвищує його твердість, жорсткість, термостійкість. Оксид цинку покращує атмосферостійкість, підвищує твердість, теплостійкість та електропровідність поліпропілену, поліолефінів, ненасичених поліефірів, каучуків. Діоксид цирконію в термопластах сприяє одержанню високомодульних та твердих ПКМ. ZrO2 прискорює процес твердіння поліефірних в'яжучих.

Карбід кремнію, сульфат барію, дисульфід молібдену, алюмосилікати знижують коефіцієнт тертя матеріалу, підвищують його зносостійкість.

Окси́д цирко́нію - ZrO2 (діоксид цирконію), безбарвні кристали, tпл 2715 °З. Широко використовується в ювелірній справі як синтетична імітація дорогоцінного каміння.
Сульфа́т ба́рію, ба́рій сульфа́т - неорганічна сполука, барієва сіль сульфатної кислоти складу BaSO4. Сіль є нерозчинною у воді, етанолі, розчинна у концентрованій сульфатній кислоті.

Одним із самих "старих" наповнювачів є сажа, використання якої дає змогу регулювати електропровідність полімерних композитів, захищати матриці від дії сонячного світла, фарбувати полімер, поліпшувати його здатність формуватися, знижує вартість.

Приро́дне осві́тлення - це освітлення приміщень світлом неба (природним або денним світлом) та сонячними променями, які проникають крізь світлові отвори в зовнішніх загороджувальних конструкціях. Денне (природне) світло - теплове випромінювання Сонця, що пройшло крізь атмосферу.

Введення порошкових наповнювачів задовольняє ряд спеціальних вимог до ПКМ - оксид сурми, гідроксид алюмінію, борати, фосфати, галогеновмісні сполуки, наприклад, значно знижують горючість ПКМ.

До дисперсних наповнювачів, використання яких почалося нещодавно, належать передусім скляні та кремнеземні мікросфери (суцільні та порожнисті).





    1. Одномірні наповнювачі

Один з розмірів наповнювача спів розмірний є характерними розмірами композиційного матеріалу). З числа армуючих наповнювачів найбільший інтерес викликають одномірні наповнювачі - короткі волокна і неперервні нитки. їх виробляють у різноманітному асортименті: від волокон рослинного походження (бавовна, сизаль, джут та інші) до високоміцних ниткоподібних монокристалів.

Для них характерні значна міцність, жорсткість та температури плавлення, що, як правило, значно перевищують відповідні характеристики інших наповнювачів.

Діаметр ниткоподібних кристалів складає звичайно 1-30 мкм, відношення довжини до діаметру: 500-5000. Однонаправлені композити на основі ниткоподібних монокристалів та, наприклад, епоксидних матриць мають міцність до 1,4 ГПа, модуль пружності до 200 ГПа.

Ниткоподібні кристали одержують методом вирощування з перенасиченої газової фази. Швидкість росту складає приблизно 0,5 см/хв.

Найбільшого розповсюдження набули ниткоподібні монокристали карбіду кремнію (α-SiC), які одержують відновленням воднем метилтрихлорсилану при температурі вище 1000 °С на вуглецевій підкладці. В останні роки розроблено дешевий спосіб їх виготовлення піролізом рисового лушпиння.

Для армування ПКМ можна використовувати практично будь-які волокна та нитки. Як приклад можна навести композит з натуральними волокнами з кокосової пальми та банана, введення яких у поліефірну смолу у кількості 9-11% призводить до підвищення модуля пружності у 1,5-2 рази, ударної в'язкості - у 4-5 разів.

Карбі́д кре́мнію (карборунд) - бінарна неорганічна хімічна сполука кремнію з вуглецем. Хімічна формула SiC. У природі зустрічається у вигляді надзвичайно рідкісного мінералу - муассаніту. Порошок карбіду кремнію був отриманий в 1893.
Кокосова пальма (лат. Cocos nucifera) - вид плодових рослин з родини пальмових. Плоди кокосової пальми використовуються для виготовлення кокосової стружки. Також кокоси споживають без обробки.


2.3. Двохмірні наповнювачі

Два розміри наповнювача сумірні з характерними розмірами ПКМ.

До цих наповнювачів відносяться лускоподібні, стрічкові та ткані матеріали, в тому числі плівки та металічні фольги.

До лускоподібних відносяться слюда, лускоподібний графіт, оксид алюмінію та інше.

Деякі види лускоподібних наповнювачів дозволяють забезпечити дуже високий рівень пружно-міцнісних характеристик KM. Так, наприклад, використання лусочок дибориду алюмінію діаметром 1-10 мм та товщиною 1-10 мкм з міцністю при вигині 3,5-6,9 ГПа та модулем пружності 480 ГПа для армування епоксидних смол дозволяє одержувати ПКМ з міцністю при вигині та стисненні 450-650 МПа, модулем пружності 235-275 ГПа, міцністю при міжшаровому зсуві 55 МПа

Особливий інтерес серед двохмірних наповнювачів становлять стрічки -скляні, графітні, борні тощо. У порівнянні з волокнистими композитами матеріали армовані стрічками мають такі переваги: ізотропію властивостей у площині, більш ефективну реалізацію характеристик у ПКМ, більш високі питомі значення міцності та модуля пружності, можливість виготовлення більш тонких листових композитів.

Стрічкові наповнювачі можуть бути вельми ефективними для локального зміцнення волокнистих KM у місцях з високою концентрацією напружень (наприклад, у місцях механічних сполучень).

1   2   3   4



  • Термопластичні складні поліефіри.
  • 1.2.5. Полібутилентерефталат
  • 1.2.6. Полікарбонати
  • 1.2.7. Поліаміди Поліаміди
  • 1 .2.8. Фенілон
  • Діоксид цирконію
  • 2.3. Двохмірні наповнювачі