Справочник по композиционным материалам

Промышленные материалы для матриц

В качестве полимерных матриц (связующих) для композици­онных материалов используются как термопластичные, так и термореактивные смолы. Однако в настоящее время первые при­меняют в меньших количествах, чем вторые. Полисульфон — наи­более типичный термопласт для препрегов. Термореактивные смо­лы в виде лаков используются только при «мокром» формовании слоистых пластиков. Эти смолы, а также твердые реактопласти на В-стадии отверждения служат материалами для препрегов. Некоторые полиимидные препреги содержат мономерные реа­генты, которые сополимеризуются на В-стадии и отверждаются.

Полисульфоновые препреги—это сухие жесткие материалы. Температура их формования выше 193 °С. Их подвергают фор­мованию при повышенных температурах для того, чтобы добиться получения хорошо отформованных поверхностей. Иногда такие КМ формуют вручную с помощью подогретого распылителя. Ча­сто слои материала по отдельности формуют с эластичной диаф­рагмой, а затем завершают процесс формования в автоклаве. После этого их укладывают стопкой на заранее отформованную поверхность и формуют с эластичной диафрагмой при температуре ~204 °С и давлении ~1380 кПа. Материал переходит в вязкоте - кучее состояние, и в результате образуется монолитный слоистый пластик.

Применение термопластичных препрегов дает следующие пре­имущества:

Неограниченный срок годности при хранении;

Расплавление в течение нескольких минут в условиях равно­весия;

Свойства при повышенных температурах практически не за­висят от влажности.

Открытым остается вопрос, имеют ли модифицированные кау­чуком эпоксидные смолы какие-нибудь преимущества перед тер­мопластами в процессе их эксплуатации при высоких температурах после выдержки в очень влажной среде. Разрабатываемые в на­стоящее время модифицированные эпоксидные смолы сулят очень радужные перспективы в отношении высокотемпературных свойств после экспозиции в условиях высокой влажности. Кроме того, новые эпоксидные смолы способны очень хорошо перерабаты­ваться.

При «мокром» формовании слоистых пластиков и получении конструкций методом намотки волокном рекомендуется исполь­зовать лаковые типы эпоксидных, полиэфирных и фенольных смол без добавления инертных растворителей. Последнее связано с тем, что оастворители, улетучиваясь в процессе отверждения, увели­чивают вероятность образования в КМ пустот. Можно все же при­менять разбавленные растворителем пропитывающие полимерные композиции, так как большинство инертных растворителей уле­тучивается, в то время как промышленные препреги продолжают находиться в В-стадии, т. е. сохраняют необходимые технологиче­ские свойства и с ними еще можно легко обращаться. Если по условиям формования слоистых пластиков не допускается содер­жание растворителей в препрегах, то для пропитки волокна используют смолы в В-стадии в виде горячего расплава. Поли - 84
имидные смолы, содержащие незаполимеризовавшиеся мономерные вещества, применяются для пропитки армирующих материалов в жидком виде. Затем они частично полимеризуются на самом во­локне, что обеспечивает получение препрега с необходимыми характеристиками.