Справочник по композиционным материалам

Применение КМ на основе ПБД

Благодаря уникальному сочетанию превосходных электриче­ских свойств с химической стойкостью КМ на основе ПБД были успешно применены при конструировании обтекателей бортовых радиолокационных антенн. Для работы в полосе частот, превыша­ющих /(-диапазон (10,9 ... 36,0 ГГц), имела место тенденция при­менения армированных эпоксидных стеклопластиков, неадекватно удовлетворяющих этому назначению из-за высоких значений диэлектрической проницаемости (4,5 ... 5,0). Это становится яс­ным, если принять во внимание, что толщина стенки обтекателя, как следует из приведенного ниже равенства, является функцией диэлектрической проницаемости и рабочей длины волны:

2(е — sin26)M '

Где d — толщина стенки обтекателя антенны; п — целое число (п = 0 для тонкой стенки; п = 1 для стенки толщиной, равной длине полуволны); Я,0 — длина волны в свободном пространстве; є — диэлектрическая проницаемость; Э — угол падения.

Так как толщина стенки обтекателя должна быть прямо про­порциональна действующей длине волны, но обратно пропорцио­нальна диэлектрической постоянной, то комбинация, при которой одновременно увеличивается частота и используется компози­ционный материал с высокой диэлектрической проницаемостью, создает проблему несоответствия толщины стенки при использо­вании более длинных волн. Очевидно, что если одновременно уменьшается длина волны и возрастает диэлектрическая про­ницаемость материала, то появляется возможность уменьшения толщины стенок обтекателя. Однако использование тонких стенок приводит к проблеме, связанной с разрушением их от ударов, которое может ускориться при серьезной поверхностной эрозии тонких слоистых конструкций.

Другая проблема, возникающая при использовании материа­лов с более высокими диэлектрическими свойствами, — это воз­можные отклонения в толщине стенки обтекателя, что ведет к удо­рожанию производства или использованию дополнительных ма­териалов для обеспечения точной «электрической» толщины. При использовании антенн на самолетах и на кораблях к КМ, из которых изготовляются обтекатели для них, предъявляются дополнительные требования: они должны иметь стабильные свой­ства в широком диапазоне температур и в условиях повышенной влажности. Строгие требования к материалам, связанные с высо­кими значениями рабочих частот и сложными условиями окру­жающей среды, не легко удовлетворить, используя обычные композиционные материалы. Однако, как следует из табл. 4.2— 4.9, эти требования могут быть реализованы более полно при использовании материалов на основе полибутадиенов.

4.2. Электрические свойства основных полибутадиеновых смол

Параметры

Отверждения

Смола

Е

^зат

Т, °С

T, ч

Диен ИТ

177

36

2,34

0,0026

PD-702 1

232 4

22

2,34

0,0019

Диенит РМ-502 1

177

36

2,37

0,0031

232 4

22

2,37

0,0025

Диенит Х-545 1

177

36

2,36

0,0030

232 4

22

2,37

0,0020

Диенит PD-701 »

232 4

92

2,37

0,0024

Рикон-100 2

177

23

2,40

0,0036

232 4

24

2,40

0,0014

ПФХ PPQ-401 3

371

3,18

0,0059

1 Фирма «Файрстон синтетик раббер энд латекс».

2 Фирма «Колорадо кемикал спешиалтиз».

3 Фирма «Виттейкер рисерч энд дивелопмент»,

4 Термическая циклизация.

4.3. Привес полибутадиеиовых смол после их кондиционирования при температуре 49 °С и относительной влажности 99 %

Смола

То. в mas' ^

Привес, %, при продолжительности кондиционирования, ч

22

45

212

474

905

Диенит

177

0,02

0,07

0,09

0,17

0,17

PD-702 3

232 1

0,03

0,12

0,33

0,66

0,69

Диенит

177

0,017

0,03

0,03

0,06

0,06

РМ-502 2

232 1

0,026

0,04

0,04

0,05

0,05

Диенит

177

0,02

0,05

0,06

0,11

0,11

Х-545 а

232 1

0,02

0,04

0,04

0,08

0,08

Диенит PD-701 а

177

0,03

0,04

0,08

0,22

0,44

Рикон-100 3

177

0,00

0,01

0,05

0,06

232 1

0,03

0,06

0,09

0,22

0,33

1 Термическая циклизация.

2 Фирма «Файрстоун синтетик раббер энд латекс».

3 Фирма «Колорадо кэмикал спешиалтиз».

4.4. Электрические свойства отливок из ненаполненной смолы «Гистил» (23 °С) фирмы «Дайнахем»

/, Гц

8

^зат

F, Гц

В

^зат

60

2,56

0,0062

5 000

2,50

0.0042

100

2,54

0,0062

10 000

2,49

0,0040

500

2,52

0,0056

50 000

2,48

0,0037

1000

2,51

0,0049

100 000

2,46

0,0029

4.5. Свойства слоистых пластиков 1 на основе смолы «Гистил» 2

Параметр

Значения

Параметр

Значения

Массовая доля смолы

23—30

Модуль упругости при

17,1—27,5

В препреге, % Содержаниелетучих про­

Изгибе, ГПа

1,5

Предел прочности при

268—413

Дуктов, %

Растяжении, МПа

Текучесть смолы при дав­

14

Модуль упругости при

16,9—26,8

Лении 1,4 Па, %

Растяжении, ГПа

Клейкость

Средняя

Предел прочности при

283—467

Смачиваемость

Хорошая

Сжатии, МПа Диэлектрическая прони­

Давление при формова­

1,4

Нии, Па

Цаемость етах при часто­

Температура отвержде­

177

Те, МГц:

Ния, °С

1

3,6

Время отверждения, мин

10

10

Зд

Плотность, кг/м3

1700—1900

Коэффициент затухания

Твердость по Барколу

60—80

При частоте, МГц:

Предел прочности при

310—503

1

0,001

Изгибе, МПа

10

0,005

1 Армирующая ткань из стекловолокна марки Е-181.

2 Фирма «Дайнахем».

4.6. Электрические свойства слоистых пластиков до и после кондиционирования в условиях повышенной влажности (частота — 24 ГГц, температура •— 23 °С)

Тип слоистого пластика

До воздействия влагн

После выдержки 30 сут при 49 °С н отн. влажности В = 99 %

Е

К3ат

В

^зат

Астрокварц:

PD-753

3,08

0,006

3,09

0,007

ПФХ PPQ-101

3,19

0,004

3,53

0,045

BP/-373 1

3,35

0,004

3,85

0,092

Кевлар:

PD-753 2

3,52

0,003

4,06

0,138

PD-753 а

3,33

0,006

3,47

0,036

1 Полиимидная смола фирмы «Брунсвик».

2 Сушка при 121 °С.

3 Термическая обработка в течение 10 мин при 427 °С и покрытие смолой «Кернмид-601» до требуемых размеров.

4.7. Электрические свойства слоистых пластиков иа основе смолы PD-753, армированной кварцевым стеклом «Астрокварц» при различных температурах и частоте 24 ГГц

Т, °С

Є

^зат

Г, °С

В

/сзат

22

3,09

0,006

220

2,92

0,004

73

3,08

0,005

261

2,90

0,003

121

3,04

0,005

26

3,07

0,003

177

2,99

0,005

Примечание. Образцы выдерживали 30 сут при температуре 49°С и относительной влажности 99 %.

4.8. Механические свойства армированных стеклопластиков

На основе смолы «Рикон-431» и ее модификации при различных температурах

Температура, °С

Смола

Свойства при изгибе

23

121

149

177

Рикон-431

Предел прочности, МПа

293

186

139

116

Модуль упругости, ГПа

23,0

17,8

16,5

15,4

Рикон-431 с 15 °А

ТАЦР

Предел прочности, МП а

502

304

236

192

Модуль упругости, ГПа

27,5

21,8

19,8

20,3

Примечания: 1. Для армирования использовано стекловолокно марки £-7781.

2. После отверждения материал выдерживали 24 ч при 288 °С, т. е. подвер­гали термической циклизации.

4.9. Механические свойства однонаправленных КМ, армированных волокном «Кевлар-49»

Свойства

Эпоксидный КМ і

Диенит РЛ1-502

Предел прочности при изгибе, МПа Модуль упругости при изгибе, ГПа Предел прочности при межслоевом сдвиге, МПа Предел прочности при изгибе в поперечном направлении, МПа

Модуль упругости при изгибе в поперечном направлении, МПа

516—757 62—83 58—83

351 56 139 139

139

1 Данные фирмы «Дюпон».

Табл. 4.2 [б] иллюстрирует очень низкие значения диэлектри­ческой проницаемости е и коэффициента затухания /Сзат несколь­ких ПБД. Для сравнения приведены свойства полифенилхинокса - линовой смолы (ПФХ) PPQ-401. Табл. 4.3 [6] характеризует небольшое влагопоглощение пяти полибутадиеновых смол, пере­численных в табл. 4.2, подвергшихся усиленному воздействию влаги при повышенной температуре. Табл. 4.4 иллюстрирует устойчивость электрических свойств отливок из ненаполненной смолы «Гистил» в широком диапазоне частот / [7]. Свойства слои­стых пластиков на основе этой смолы, армированной стекловолок­ном марки £-181, показаны в табл. 4.5 [4]. Электрическая стой­кость слоистых пластиков на основе полибутадиеновых и других смол после выдержки в условиях повышенной влажности иллю­стрируется данными табл. 4.6 [6]. Из результатов, представлен­ных в этой таблице, видно, что электрические свойства слоистых пластиков на основе конденсированного полиимида ПФХ PPQ-401, 78 армированного кварцевым стеклом астрокварц, значительно из­меняются, тогда как влияние влажной среды на аналогичный материал из смолы РД-753 почти не проявляется. Полибутадиено­вые слоистые пластики, свойства которых приведены в табл. 4.5 и 4.6, производят на стандартных промышленных пропиточных аппаратах и сушат в обычных конвекционных сушилках при температуре —121 °С в течение 4 ч. Так как в препреге практически не остается растворителя, слоистые пластики можно получать при низком давлении.

Электрические свойства одного из образцов, выдержанного в среде с повышенной влажностью, были также изучены в тем­пературном интервале Т = 22 ... 261 °С. Результаты этих иссле­дований представлены в табл. 4.7 [6].

Справочник по композиционным материалам

Перечень и нумерация методов испытаний по стандартам *

Метод Ftms 406 —, ASTM Абразивный износ 1091 ' £>1242-56 Адсорбция влаги пластинами 7031 £> 520-77 Аппретирование 3051 £>523-67 Вибростойкость 1073 — » стекловолокна 1075 — Влияние горячих углеводородов на …

Методы испытаний по ASTM для изучения тепловых свойств

ASTM С177. Теплопроводность; ASTM D696. Коэффициент теплового линейного расширения; ASTMCS51. ASTM D2766. Удельная теплоемкость. Методы испытаний по ASTM для исследования Электрических свойств ASTMD257. Сопротивление изоляции и объемное сопротивление; ASTM D149. …

Чувствительность композитов к воздействию воды под давлением

Так как стеклопластики могут быть использованы для глубо­ководных конструкций, представляет определенный интерес рас­смотрение влияния выдержки в воде под высоким давлением на свойства этих материалов. Результаты определения этих пара­метров приведены в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.