Исследование влияния высокоэнергетического микроволнового воздействия на физико-механические свойства полимерных композитных материалов на основе термореактивных синтетических связующих с различными наполнителями

В настоящее время широкое применение находят композиционные материалы, создаваемые на основе сверхтонких минеральных, полимерных и углеродных волокон, пропитанных термореактивным связующим на основе полимерных смол с различными модифицирующими добавками. Современная технология (способ) термоотверждения связующего вещества в композитах заключается в передаче тепла конвекцией и/или излучением, что неизбежно влечёт к существенным теплопотерям, резко снижающим энергоэффективность процесса. При этом, принимая во внимание низкую теплопроводность самого композита, передача тепла от поверхности во внутреннюю область изделия происходит с низкой скоростью по сравнению со скоростью реакции полимеризации связующего вещества. Это приводит, помимо появления градиента температуры, направленного от поверхности изделия внутрь его, к опережающей полимеризации связующего в приповерхностном слое изделия по отношению к связующему в его объёме. Полимеризованный таким образом прочный приповерхностный слой начинает препятствовать не только выходу микропузырьков из объёма материала, но и удалению излишнего (по отношению к необходимому) количества связующего вещества. Таким образом, полученный после окончательного отверждения всего объёма материал обладает повышенным содержанием пор и остаточного (по сравнению с требуемым) полимерного связующего. Эти факторы неизбежно приводят к ухудшению физико-механических характеристик композита. Следует отметить, что проблема кратно усиливается при производстве материалов значительных толщин (15мм и более). Кроме того, ухудшение физико-механических характеристик композитов происходит, в том числе, и из-за неполноты прохождения реакции полимеризации связующего вещества. Между тем, микроволновое тепловое воздействие, как обладающее рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционно применяемыми методами нагрева (объёмный и адресный характер нагрева, отсутствие инерционности и т.д.), способно при обеспечении определённых условий существенно повысить не только энергоэффективность технологического процесса термоотверждения связующего в композитах, но и существенно улучшить свойства готового продукта.