Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование особенностей получения углепластиков на основе термопластичных полимеров

Фамилия
Нематуллоев
Имя
Сарварходжа
Отчество
Ганиевич
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Центр композиционных материалов
Академическая группа
ФХ-14-1
Научный руководитель
к. т. н., Чуков Д. И.
Название тезиса
Исследование особенностей получения углепластиков на основе термопластичных полимеров
Тезис

Композиционные материалы (КМ), армированные углеродными волокнами (УВ), выгодно отличаются высокими значениями прочности и жёсткости, а также низкой плотностью среди конструкционных материалов. Однако, многокомпонентность термореактивных полимеров, используемых  в качестве связующих, ограниченная жизнеспособность препрегов на их основе, длительность процесса отверждения, сложности утилизации брака и отходов послужили причиной поисков использования  в качестве связующих термопластичных полимеров.

Целью данной работы является разработка методов получения углепластиков на основе термопластичного полимера - полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), армированного УВ марки УКН-5000. Для проведения исследований были получены образцы  КМ, армированные однонаправленными углеродными волокнами. Известно, что адгезионное взаимодействие между полимерной матрицей и армирующими волокнами обуславливает физико-механические характеристики получаемых КМ. Так как УВ обладают химически инертной природой, то для улучшения адгезионного взаимодействия была проведена окислительная (термическая и химическая) модификация их поверхности.

Результаты физико-механических испытаний на растяжение полученных КМ, в зависимости от режима модификации поверхности УВ приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Физико-механические  характеристики полученных композиционных материалов

ПЭЭК+ УКН-5000

σв, Мпа

E, ГПа

ε, %

Исходные волокна

754±48

51,4±4,1

1,7±0,4

ТО 300 °С 10 мин.

829±32

50,2±2,0

1,2±0,3

ТО 400 °С 10 мин.

423±25

36,1±2,1

1,2±0,4

(ТО 500 °С 10 мин.

343±21,1

28,5±2,3

0,9±0,1

HNO3 3 часа

1026±91,3

49,2±3,7

2,1±0,4

HNO3 24 часа

416±74

41,5±3,1

1,5±0,2

HNO3 96 часов

213±53

35,7±2,6

0,6±0,2

 

Обнаружено, что в КМ, армированных волокнами УКН – 5000 в исходном состоянии не наблюдается образование прочного адгезионного взаимодействия. Было показано, что модификация поверхности позволяет улучшать адгезионное взаимодействие полимер-волокно в полученных КМ. Наилучшие значения предела прочности характерны для КМ, армированных УВ после химического окисления в течение 3 часов. Было показано, что при данном режиме модификации поверхности УВ практически не теряют свою прочность и при этом реализуется оптимальное адгезионное взаимодействие полимер – волокно.