Весьма актуальной становится задача разработки методов количественного анализа влияния различных дефектов структуры реальных армированных пластиков на механические свойства изделий.
При анализе взаимодействия волокон в матрице весьма важно иметь информацию о величине адгезионной прочности системы волокно — полимерная матрица. Для этого разрабатываются специальные модели, позволяющие оценивать величину адгезионной прочности, устанавливать, закономерности формирования адгезионной пары и получать количественную информацию о влиянии адгезионной прочности на поведение пластика при различных видах напряженного состояния.
Наряду с высокой адгезионной способностью полимерные матрицы должны обладать комплексом упругих и механических характеристик, обеспечивающих равномерное распределение напряжений по всей системе волокон, подвергающихся деформации при нагружении.
Прочность и модуль упругости однонаправленного материала при несимметричном нагружении можно повысить путем увеличения относительного содержания армирующих волокон. Поэтому одна из задач области создания армированных пластиков заключается в изыскании методов формирования высоконаполненных систем с регулярной гексагональной (для волокон круглого сечения) упаковкой и минимальной дефектностью структуры.
Особый интерес в последнее десятилетие приобрели так называемые гибридные полимерные композиционные материалы. Так как они представляют собой сочетание в изделии двух и более типов волокон (или сочетание различных матриц), а это открывает возможность расширения пределов регулирования свойств армированных пластиков, а в некоторых случаях приводит к эффектам синергизма. При этом оказывается возможным варьировать свойства материала по заданному закону в объеме или по сечению элемента конструкции.
Важным направлением стало исследование явлений, развивающихся при фронтальном и однородном отверждении полимеров и композиционных материалов. Изучение напряженно-деформированного состояния материала в процессе его формирования, охлаждения и хранения, анализ развивающихся при этом остаточных напряжений и деформаций и закономерностей их релаксации обеспечат возможность разработать оптимальные технологические процессы получения изделий из полимерных и композиционных материалов с заданными свойствами.
В своих работах современные исследователи пытаются всё глубже проникнуть в суть процессов и явлений, происходящих в получаемых материалах и влияющих на их свойства в связи с этим, представляет интерес рассмотреть некоторые из аспектов, интересующих исследователей.
Так, например, целый ряд работ посвящён исследованию армированных пластиков с однонаправленной структурой, оценке влияния такого фактора, как дисперсии прочности и длины элементарных волокон и нитей на прочность однонаправленных армированных пластиков.
В результате исследований показано, что высокие физико-механические характеристики армированных пластиков определяются прежде всего тем, что высокопрочные волокна, соединённые полимерным связующим, деформируются совместно.
Важным аспектом является взаимодействие полимерной матрицы с поверхностью армирующих волокон и влияние адгезионной прочности на механические характеристики армированных пластиков, так как свойства армированных пластиков зависят не только от свойств их компонентов (волокон и матрицы), но и от взаимодействия между компонентами, в первую очередь от адгезионной прочности на границе раздела, так как именно эта прочность определяет эффективность передачи напряжений через границу раздела.
В системах полимер – волокно особенно наглядно проявляется принципиальная особенность любых адгезионных соединений – неравномерное распределение напряжений на границе раздела, что связано с различием физико-механических характеристик компонентов. В результате обнаруживается резкая зависимость измеряемого значения адгезионной прочности даже от формы и размеров образцов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.