Справочник по композиционным материалам

Составы композиций

Для улучшения свойств слабо нагруженных конструкций «мок­рое» формование слоистых пластиков иногда сочетают с формова­нием с эластичной диафрагмой. Поскольку сухое волокно трудно пропитать небольшим количеством смолы, исходное объемное со­отношение смолы и армирующих материалов обычно берут не менее 2:1. Массовое соотношение этих компонентов : 1. При контактном формовании заготовок для компенсации высокого содержания смолы приходится увеличивать толщину компози­ционного материала. К таким изделиям относятся архитектурные панели и ограждения, арматура и облицовка ванных комнат, а также составные конструкции в легковых и грузовых автомоби­лях. Однако при получении ответственных опорных деталей иногда встречаются пространственные ограничения. Для уменьшения содержания смолы и улучшения конструкционных свойств можно использовать различные способы удаления излишка связующего.

4* 99

В зависимости от размеров и конфигурации пакета листов, применяя некоторые приемы, удается снизить объемную долю смолы до 5 %. В изделиях большого размера или свернутых спи­рально можно удалить не более 1 % излишка смолы. При избы­точном содержании смолы в слоистых пластиках наблюдаются размыв волокна, сморщивание слоев, большая разнотолщинность материала и его неполное отверждение вследствие чрезмерных по­терь химически активных летучих веществ. Эти явления приводят к ухудшению эксплуатационных свойств готовых изделий. При правильном проведении процесса отверждения объемное содержа­ние пор в слоистых пластиках не превышает 2 %.

Технологические приемы укладки в пакет сухих армирующих материалов со смесью смолы и катализатора аналогичны применяе­мым при ручной укладке для контактного формования. При ис­пользовании в пакете отверждаемых при комнатной температуре смол их композицию подбирают с таким расчетом, чтобы жизне­способность была максимальной. Смесь смолы с катализатором наносят валиками, щетками или другими подходящими приспо­соблениями, а для обеспечения пропитки армирующих материалов и вытеснения захваченного воздуха смолу вручную втирают в волокна.

Если объемное содержание смолы меньше 60 % (менее 43 % массы смолы в готовом стеклопластике), пропитать волокнистый армирующий материал становится трудно. Часто приходится с усилием прикатывать смолу валиком через толстую пленку, помещенную сверху на собранный пакет. Иногда при этом при­кладывается такое большое усилие, что разрушаются волокна и нарушается их ориентация. В этих случаях приходится выбирать наименьшее из зол: увеличенное содержание смолы, разруше­ние армирующего материала или большое количество пор в ком­позите.

Однородность распределения смолы в толще армирующих ма­териалов зависит от квалификации рабочего, вязкости смолы, адекватной ее жизнеспособности, и ориентации армирующей ком­поненты. Трудности, встречающиеся при получении изделий сложной формы, заключаются в скапливании смолы в углублениях и провисании уложенных слоев армирующих материалов вблизи наклонных стенок.

Основное отличие от контактного формования связано с ис­пользованием приемов для удаления избытка связующего и за­кладки пакета в эластичную диафрагму. Дешевое стекловолокно почти всегда используются при «мокром» формовании композици­онных материалов. Как правило, снижение массы или увеличение прочности или жесткости конструкции — недостаточно однознач­ные факторы, чтобы они могли служить основанием для примене­ния более дорогих армирующих материалов. Однако достижение большей жесткости и усталостной прочности часто оправдывает использование углеродных волокон.