УДК
678.026.3: 678.674.4:620.178.5
Вплив ПОЛЯ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ
ВІБРАЦІЇ НА властивості ПОЛІЕСТЕРНОГО
композиційнОГО матеріалУ
Досягнення сучасної техніки і технології
відкривають широкі можливості цілеспрямованого фізичного впливу на полімери на
різних стадіях процесу їх одержання для модифікації і надання їм тих або інших
властивостей. В даний час у зв’язку із підвищенням попиту на високоякісні
синтетичні матеріали та загострений дефіцит хімічної сировини проблема
модифікації вже відомих полімерів фізичними методами набуває великої
актуальності. Серед різноманітних видів фізичної модифікації вібрація займає
особливе місце як найбільш ефективний засіб утворення регульованого динамічного
стану системи.
Тому метою дослідження було
дослідження впливу низькочастотної вібрації на властивості поліестерного
композиційного матеріалу.
В ході експерименту
використовували промислову поліестерну смолу марки ПН-15 - 56%-ний стирольний розчин ненасиченого
олігоестеру, отриманого в процесі поліконденсації 1,2-пропандіолу,
діфенілолпропану і малеїнового ангідриду. В якості наповнювача використовували
вуглетканину та склотканину.
На основі аналізу літературних джерел [1-2] та
результатів експерименту був обраний
оптимальний режим структурування вуглепластиків у полі низькочастотною вібрації
(табл. 1).
Таблиця 1
Оптимальні параметри режиму
структурування полімерного композиційного матеріалу (ПКМ) на основі
поліестерного зв'язуючого у полі низькочастотної вібрації
|
Найменування параметра |
Значення параметра |
|
Частота коливань, Гц |
50 |
|
Амплітуда коливань, мм |
1,74 |
|
Час накладення
вібродії, хв. |
60 |
|
Момент накладення |
Період гелеутворення в
системі |
Реакцію розчину олігоестермалеїнату (ОЕМ) і ПКМ на його основі на зовнішній
вібраційний вплив оцінювали за зміною фізико-механічних властивостей ПКМ
(руйнуючої напруги при згині, ударної в'язкості, твердості за Барколом).
Збільшення показників фізико-механічних властивостей поліестерних
вуглепластиків під впливом вібрації свідчить про підвищення однорідності і агрегативної
стійкості утворених структур (табл. 2). Слід зазначити, що під впливом поля
низькочастотної вібрації відбувається структурна перебудова розчинів ОЕМ,
орієнтація волокон і, як наслідок, монолітизація вуглепластиків на їхній
основі.
Як видно з табл. 2, вібрація позитивно впливає на вуглепластики, наприклад,
фізико-механічні показники вуглепластиків зростають від 22% до 100%: руйнуюча
напруга при згині збільшується в 40-100%, твердість за Барколом зростає на
22-26%, а ударна в'язкість - на 40-45%. В той же час механічні показники склопластиків також зростають, але меншою
мірою: руйнуюча напруга при вигині на 13%, твердість за Барколом - на 18%, а
ударна в'язкість - на 22%.
Таблиця 2
Вплив поля низькочастотної
вібрації на фізико-механічні властивості ПКМ
|
|
Склад ПКМ |
|||
|
Найменування показника |
Вуглепластик |
Склопластик |
||
|
|
1 |
2 |
1 |
2 |
|
Руйнуюча напруга при згині, МПа |
130,7 |
181,4 |
250,2 |
283,8 |
|
Твердість за Барколом, в.о.т. |
63,4 |
77,0 |
71,1 |
84,4 |
|
Ударна в'язкість, кДж /м2 |
16,4 |
23,2 |
83,7 |
102,3 |
Примітка: 1 - ПКМ без вібрації; 2- виброоброблений ПКМ.
Таким чином, поле низькочастотної вібрації
забезпечує високу ступінь завершеності процесу структурування
поліестерних композиційних матеріалів при невисоких температурах і сприяє процесу
формування полімерного матеріалу з більш однорідною, щільною структурною
організацією. Дія поля низькочастотної вібрації приводить до підвищення
фізико-механічних показників композиційного матеріалу в середньому на 22 -100%.
Література
1.
Воронцова Н.Н. Вибрационная обработка жидких олигомерных систем для
сетчатых полимеров. -Мелитополь: МГПИ,1991. - 180с.
2.
Хромышев В.А. Влияние вибрации на свойства полиэфирного углепластика// Сб. науч. трудов ХГПУ, Харьков. - 1999. - Вып.7. - Ч.4. - С.124-128.