*

1.2. Термины и определения



KM — это материалы, состоящие из двух или более компонентов (отдельных волокон или других армирующих составляющих и связующей их матрицы) и обладающие специфическими свойствами, отличными от суммарных свойств их составляющих компонентов. Компоненты композитов не должны растворяться или иным способом поглощать друг друга. Они должны быть хорошо совместимы. Свойства KM нельзя определить только по свойствам компонентов, без учета их взаимодействия.

Композиционные материалы классифицируются обычно по виду армирующего наполнителя: волокнистые (армирующим компонентом служат волокнистые структуры); слоистые; наполненные пластики (армирующим компонентом являются различные частицы). 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 или керамики. Наиболее распространены следующие связующие, используемые в АП: полиэфиры, фенолы, эпоксидные компаунды, силиконы, алкиды, меламины, полиамиды, фторуглеродные соединения, поликарбонат, акрилы, ацетали, полипропилен, акрилонитрилбутадиенстирольный сополимер (АБС), полиэтилен и полистирол. Связующие могут быть

18
разделены на термопласты (способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) и реактопласты, или термореактивные, смолы (связующие, в которых при нагревании происходят необратимые структурные и химические превращения). В настоящее время наибольшее распространение получили термореактивные связующие.

При разработке и изготовлении новых композиционных материалов, а также при создании конструкций из них приходится учитывать влияние внешних условий (температура, высокая влажность) на эти материалы. Необходимо учитывать и ряд специфических свойств композиционных материалов. Так, учет ползучести, которая является характерным свойством многих композиционных материалов, заставляет проектировщиков отказываться от целого ряда традиционных решений.

Целью создания композиционного материала является объединение схожих или различных компонентов для получения материала с новыми заданными свойствами и характеристиками, отличными от свойств и характеристик исходных компонентов. С появлением такого рода материалов возникла возможность селективного выбора свойств композитов, необходимых для нужд каждой конкретной области применения. КМ, оказавшиеся и экономичными, и удобными в проектировании, сегодня используются везде — от производства игрушек и теннисных ракеток до применения в космических аппаратах (теплоизоляция, микросхемы и др.).

Армирующие компоненты могут быть включены в состав АП для изменения свойств термо- или реактопластов. Современная промышленность KM широко варьирует различные сочетания армирующих компонентов и связующих, выбор которых определяется как техническими параметрами, так и ценой. АП наиболее часто используются в двух видах: листовой материал (типичный пример такого материала — это бумага, пропитанная меламинофенольным связующим, или стекловолоконные маты, пропитанные полиэфирным связующим) и прессованные пластики (чаще всего используются пропитанные фенольным или другим связующим минеральные, хлопковые и другие волокна). Большинство свойств полученных KM оказывается более высокими, нежели свойства исходных компонентов. К композитам следует также отнести и различные материалы, конструкционное назначение которых то же, что и одного из компонентов. Такого рода материалами являются, например, покрытые поливиниловой пленкой изделия, используемые в летательных аппаратах; ламинированные металлопластиковые облицовки и т. д.

Термин «композиционные материалы» (КМ), или «композиты», появился, когда потребовалось наиболее емкое название нового класса материалов, состоящих из армирующего компонента и связующего. KM часто называют армированными (АП), или наполненными, пластиками. Однако название «наполненные пла-

19
стики» чаще применяют к дешевым материалам, хотя на сегодня невысока стоимость и ряда конструкционных АП (например, на основе меламинов), наполненных стекловолокнами или альфа-целлюлозой. В последнее десятилетие термин «наполненные пластики» стал довольно часто употребляться, как и АП. Существующая смысловая разница между терминами «армированные» и «наполненные» пластики перекрывается функциональным назначением последних [15—28].

*


на предыдущую страницу

переход

к списку литературы


*