Волокнистые полимерные композиционные материалы на основе эпоксидной матрицы с двухфазной схемой армирования

Традиционно в качестве связующих при производстве деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) используются эпоксидные материалы, для которых характерны уникальные технологические свойства. Однако ПКМ на основе эпоксидных матриц отличаются высокой хрупкостью, что ограничивает их применение при длительном воздействии знакопеременных и ударных нагрузок, а также в условиях влияния низких отрицательных температур. Диссертационная работа посвящена разработке теоретических основ создания высокоэффективных материалов на основе волокнистых наполнителей и эпоксидных матриц, построенных по принципу высокопрочных природных слоистых материалов, и технологий формования из них деталей. Цель работы заключается в разработке научных основ и комплексных решений технологических задач, направленных на создание ПКМ с двухфазной схемой армирования и технологии производства из них деталей, отличающихся высокой долговечностью при действии статических и динамических нагрузок, в том числе при низких отрицательных температурах. Для достижения поставленной цели в работе предложен принципиально новый подход к созданию ПКМ, заключающийся в том, что наряду с традиционными волокнистыми материалами в качестве армирующего состава в структуре композита с предельно высокой анизотропией используется мономерный (олигомерный или эластомерный) материал, обеспечивающий формирование промежуточного слоя пониженной прочности, что обеспечивает локальное изменение прочностных и деформационных свойств ПКМ в зоне действия внешних нагрузок, а также подавляет нежелательные механизмы разрушения. В качестве материала дополнительного армирования в работе используются диметакрилат триэтиленгликоля, силиконовый герметик и синтетический воск, который формирует в структуре композита самостоятельную фазу. Объектами исследований являются углепластики и базальтопластики, изготовленные с применением отечественных и импортных эпоксидных связующих по препреговой технологии вакуумформованием. На основании комплекса выполненных исследований разработаны эффективные методы дополнительного армирования, что позволило создать ПКМ с регулируемой жесткостью, обеспечивающие получение ранее недостижимых сочетаний свойств: высокой прочности при ударном и статическом нагружении в условиях низких отрицательных температур, а также при длительном воздействии циклических растягивающих и изгибных нагрузок