Теплофизические свойства стеклопластиков с различными связующими
| связующие | ρ, кг/м3 | Ср, дж/(кг·К) | λ, Вт/(м·К) | a, м2/с | ɑ, 1\К |
| фенол-формальдегидное | 1,77·103 | 102,0 | 5,5 | 8·10-6 | |
| то же, модифицированное винифлексом | 1,80·103 | 1,01 | 127,5 | 8,10 | 8·10-6 |
| Епоксифенольное | 1,73·103 | 1,09 | 125,7 | 7,51 | 6·10-6 |
| Анилино-формальдегидное | 1,80·103 | 113,1 | 18·10-6 | ||
| Кремнийорганический | 1,74·103 | 7·10-6 | |||
| Полиэфирокрилатное | 1,71·103 | 1,59 | 167,6 | 5,90 | 3,5·10-6 |
Обозначения:р - плотность, С- удельная теплоемкость, λ - коэфициент теплопроводности, а- коэффициент температуропроводнности ɑ - коэффициент термического расширения.
Опыт показывает, что механические свойства полиэфирных стеклопластиков толщиной более 3 мм после 5 лет хранения в различных климатических зонах изменяются незначительно (на 5...7 %), однако их поверхность После хранения более года теряет товарный вид. Происходит растрескивание и шелушение связующего наружного слоя, стеклянное волокно выступает на поверхность. Для предотвращения старения наружного слоя изделий из полиэфирных стеклопластиков в связующее этого слоя вводят ультрафиолетовые поглотители. Наружную поверхность фенольных и эпоксидных стеклопластиков защищают тонким слоем эпоксидной смолы (50... 75 мкм), окрашенной в черный цвет.
Химическая стойкостьстеклопластиков определяется следующими факторами, приведенными в порядке их значимости:
- химическая стойкость связующего;
- степень приближения структуры стеклопластика к стабильной;
- отсутствие пористости;
- химическая стойкость армирующего материала.
Химически стойким в данной среде при данной температуре можно
считать такое связующее, прочность которого при изгибе снижается не более, чем на 20 % после месячной выдержки в этой среде. Относительное удлинение связующего должно быть больше, чем для стеклянного волокна, иначе под действием силовых факторов в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации связующее растрескивается, и изделие быстро выходит из строя в результате коррозии стеклопластика.
Высокую химическую стойкость в сочетании с достаточными механическими показателями обеспечивает многослойная структура стеклопластика, состоящая из защитного слоя, содержащего 90...95 вес. % связующего, второго химически стойкого слоя, с содержанием связующего 70...75 %, конструкционного слоя и наружного слоя, аналогичного первому. Полиэфирные связующие в защитных слоях армируют штапельными стеклянными матами с массой 1 м2, равной 40...60 г, эпоксидные связующие могут быть не армированными.
Для химически стойких слоев кислотостойких стеклопластиков целесообразно применять алюмоборосиликатные стекла типа 7-А и щелочные типа ЩС. Химическая стойкость изделий из стеклопластиков в значительной степени зависит от плотности пластиков и наличия трещин и пор в них.
Хранение полиэфирных стеклопластиков в пресной и морской воде в течение 5 лет вызывает снижение разрушающего напряжения при растяжении на 10... 13 % , при сжатии - на 10... 15 %, при изгибе - на 15...17 %; модуля упругости - на 6...10 %.
Механические свойства стеклопластиков после выдержки их в воде до 1 года и последующего высушивания практически полностью восстанавливаются.
Несущие конструкции из стеклопластиков, по сравнению с металлическими из высокопрочных металлов, имеют ряд преимуществ:
- меньшая трудоемкость изготовления;
- более короткий цикл изготовления;
- низкая стоимость изделий;
- высокая удельная прочность;
- регулируемая анизотропия свойств материала;
отсутствие требований высокой квалификации персонала.
Теоретическая прочность стеклянных волокон составляет 1000...
1400 кгс/мм2 (10 000...14 000 МПа), а для плавленого кварца -
2500 кгс/мм2 (25 000 МПа). Снижение прочности против теоретической объясняется наличием трещин на поверхности волокон и микродефектов структуры.
Сейчас наиболее прочные волокна - на основе магний- алюмосиликатного стекла: ~ 500...600 кгс/мм2 (5000...000 МПа) при плотности р = 500...3000 кг/м3. В настоящее время применяются высокомодульные стекла типа ВМС и высокопрочные - типа ВМП.
Для намотки корпусов РДТТ используются жгуты (ровинги), причем на них достигается прочность на 10 % выше, чем на основе крученых нитей. Это объясняется тем, что в ровингах волокна параллельны между собой, а в нити - они скручены. Чаще всего намоточные изделия получают «мокрым» способом, хотя можно применять и «сухой», но он не нашел широкого распространения, особенно для эпоксидных связующих.
Основным недостатком стеклопластиковых конструкций является то, что не все дефекты, допущенные при изготовлении, поддаются ремонту [5,10].
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 2015;