Пропитка волокнистых наполнителей расплавами наполненных термопластов
Авторы: Павлючкова Е.А., Котомин С.В., Малкин А.Я., Симонов-Емельянов И.Д.
Опубликовано в выпуске: #7(79)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-7-1778
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы
Пропитка армирующих волокон расплавом термопласта является важнейшим этапом получения армированных термопластов. Введение дисперсных наполнителей в матрицу в ряде случаев позволяет существенно улучшить адгезию и механические характеристики армированных пластиков, однако при пропитке волокон высоковязкими расплавами, особенно содержащими дисперсные наполнители, возникают сложности. Исследованы вязкость расплава стирол-акрилонитрильного сополимера, наполненного дисперсными наполнителями — слоистым алюмосиликатом и наноалмазами, а также пропитка этим расплавом нетканого материала из углеродных волокон. Показаны наличие минимума вязкости расплава термопласта при содержании наполнителя до 0,5 % (мас.) и экстремальная зависимость скорости фильтрации и проницаемости от давления пропитки и степени наполнения. Обнаруженное разнонаправленное влияние давления пропитки и содержания наполнителя на параметры фильтрации и характеристики проницаемости волокнистого наполнителя можно связать со взаимодействием частиц наполнителя и стенок волокнисто-капиллярной системы, через которую происходит течение. Когда линейные размеры частиц или их агломератов становятся сопоставимыми с размерами капиллярных каналов, наблюдаются отклонения зависимости скорости течения расплава от давления по сравнению с классической. При этом возможно как фактическое сужение каналов (геометрические факторы), так и затормаживающее влияние более вязких адсорбированных слоев
Литература
[1] Karbushev V.V., Konstantinov I.I., Parsamyan I.L., Kulichikhin V.G., Popov V.A., George T.F. Preparation of polymer-nanodiamond composites with improved properties. Advanced Materials Research, 2009, vol. 59, pp. 275–278.
[2] Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Адгезия дисперсно-наполненных эпоксидов к твердым телам. Механика композитных материалов, 2012, т. 48, № 2, с. 161–170.
[3] Бранцева Т.В., Ильин С.О., Горбунова И.Ю., Антонов С.В., Кербер М.Л. Исследование структуры и адгезионных свойств композитов на основе эпоксидной смолы и силикатов. Механика композитных материалов, 2014, т. 50, № 5, с. 923–932.
[4] Bernet N., Michaud V., Bourban P.-E., Manson J.-A.E. An impregnation model for the consolidation of thermoplastic composites made from commingled yarns. J. Comp. Mat., 1999, vol. 33, no. 8, pp. 751–772.
[5] Bates P.J., Taylor D., Cunningham M.F. Compaction and Transverse Permeability of Glass Rovings. Appl. Comp. Mat., 2001, vol. 8, no. 3, pp. 163–178.
[6] Ставров В.П., Кремневская Е.И., Ставров В.В., Ткачев В.М. Влияние структуры волокнистого слоя на его проницаемость для нелинейно-вязкой жидкости. Механика композитных материалов, 1997, т. 33, № 4, с. 555–564.
[7] Колосов А.Е. Пропитка волокнистых наполнителей полимерными связующими. Кинетические уравнение продольной и поперечной пропитки. Механика композитных материалов, 1987, т. 23, № 5, с. 878–886.
[8] Котомин С.В., Антонов С.В., Куличихин Г.В., Кербер М.Л., Куличихин В.Г. Пропитка волокнистых материалов вязкопластичными смесями полимеров. Высокомолекулярные соединения, сер. A, 1998, т. 40, № 7, с. 1191–1197.
[9] Котомин С.В., Авдеев Н.Н. Смачивание химических волокон расплавами термопластов. Коллоидный журнал, 1999, т. 61, № 3, с. 336–343.
[10] Котомин С.В., Баранкова Т.И., Горбунова И.Ю., Филиппова Т.Н. Получение и свойства микропластиков с полисульфоном и монтмориллонитом. Получение микропластиков пропиткой арамидных и стеклянных нитей. Все материалы. Энциклопедический справочник, 2016, № 2, с. 6–12.
[11] Куличихин В.Г., Цамалашвили Л.А., Плотникова Е.П., Баранников А.А., Кербер М.Л., Fischer H. Реологические свойства жидких предшественников нанокомпозитов полипропилен-глина. Высокомолекулярные соединения, сер. А, 2003, т. 45, № 6, с. 944–954.
[12] Куличихин В.Г., Семаков А.В., Карбушев В.В., Платэ Н.А., Picken S.J. Переход хаос-порядок в критических режимах течения сдвига расплавов полимеров и нанокомпозитов. Высокомолекулярные соединения, сер. А, 2009, т. 51, № 11, с. 2044–2053.