Полимерные связующие

Наибольшее применение в производстве летательных аппаратов имеют полимерные композиционные материалы, армированные слоями ткани или структурами из однонаправленных волокон.

Матрица состоит из различных типов полимерных смол с добавками.

Полимерные матрицы делятся на две группы: термопластичные, обладающие способностью многократно переходить из твердого состояния в вязкотекучее, и термореактивные, при нагреве которых происходит необратимое отверждение. В силу более высоких механических свойств и теплостойкости в основном применяют термореактивные смолы:

- эпоксидные,

- фенольные (фенолоформальдегидные),

- полиамидные,

- полиэфирные,

- кремнийорганические.

По применимости эпоксидные смолы занимают приблизительно 80%, фенольные – 10% и все остальные порядка 10%.

Рассмотрим некоторые типы связующих, нашедших широкое применение.

Эпоксидные. "ЛМИ-6" имеет следующий состав:

эпоксидная смола ЭД-20 - 100 весовых частей (в.ч.),

триэтаноламин (отвердитель) - 11 в.ч.,

тиокол НВ (жидкий) - 23 в.ч.,

толуол - 90 в.ч.,

спирт-ректификат - 90 в.ч.

Связующее "ЛМИ-6" обладает высокими адгезионными свойствами и повышенной герметичностью, однако характеризуется невысокой теплостойкостью, поэтому применяется в конструкциях, работающих при температурах не выше 80...95^°С.

"ЭФБ-3":

эпоксидная смола ЭД-20 - 67 в.ч.,

бакелитовый лак ЛБС-1 - 60 в.ч.,

клей БФ-4 - 3 в.ч.,

спирт (спиртоацетоновая смесь) - до требуемой вязкости.

"ЭР-130":

эпоксидная смола ЭД-20 - 34,6 в.ч.,

бакелитовый лак ЛБС-1 - 30 в.ч.,

дициандиамид - 1 в.ч.,

спиртотолуоловая смесь (1:1) - 35 в.ч.

Связующие "ЭФБ-3" и "ЭР-130" отличаются более высокой теплостойкостью и могут быть использованы в конструкциях, длительно эксплуатирующихся при температуре 150...160^°С.

"ЭДТ-10":

эпоксидная смола ЭД-16 - 100 в.ч.,

эпоксидная смола ДЭГ-1 - 10 в.ч.,

триэтаноламинотитанат - 1 в.ч.

Связующее "ЭДТ-10" имеет хорошие механические свойства.

Указанные марки эпоксидных связующих применяются для изготовления несущих элементов конструкций.

Большой интерес представляют связующие на основе полиэфирных смол. Полиэфирные стеклопластики имеют достаточно высокие механические свойства (s_B ~ 300 МПа), теплостойкость - до 200^°С. Они сравнительно дешевы, легко перерабатываются в изделия сложной формы. Отверждение полиэфирных связующих происходит при комнатной температуре и не требует наличия нагревательных устройств.

Недостатком многих полиэфирных связующих является появление паров стирола и других летучих продуктов. Пары стирола токсичны и, кроме того, ухудшают структуру материала, образуя большое количество газовых включений. Менее опасны в обращении связующие на основе смолы МА-3, не имеющие в своем составе летучих продуктов.

Высокая теплостойкость (длительно до 400...500^°С, кратковременно до 2000...2500^°С) характерна длякремнийорганических пропиточных компаундов типа А-5, Ц-5, ВН-30, В-58. Однако они имеют низкую герметичность и плохую адгезию к стеклянной арматуре. Стеклопластики на основе кремнийорганических связующих характеризуются невысокими механическими свойствами и могут использоваться в качестве теплозащитных покрытий либо для изготовления отдельных деталей, не воспринимающих значительных сосредоточенных нагрузок.

Ниже приводится таблица с механическими свойствами наиболее часто применяемых связующих.

Таблица 1.2