В частности, армированные пластики с ориентированным расположением непрерывных высокопрочных и высокомодульных волокон представляют собой класс полимерных композиционных материалов, основной особенностью которых является ярко выраженная анизотропия физико-механических характеристик, зависящая от типа волокон, их взаимной ориентации и их относительного содержания в матрице.
Так существует целая совокупность задач, связанных с проблемой степени сохранения (реализации) прочности и модуля упругости элементарных волокон в каждом слое армированного пластика при его нагружении.
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 её величину, устанавливать, закономерности формирования адгезионной пары и получать количественную информацию о влиянии адгезионной прочности на поведение пластика при различных видах напряженного состояния, так как было показано, что изменение только адгезионного взаимодействия уже приводит к симбатному с ним изменению прочности и является одним из основных факторов, определяющих механические характеристики материалов, т.е. для повышения механических характеристик армированного материала также целесообразен и поиск способов модифицирования поверхности стекловолокон с целью повышения адгезионной прочности).
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, причём в результате исследований показано, что высокие физико-механические характеристики армированных пластиков определяются прежде всего тем, что соединённые полимерным связующим волокна деформируются совместно.
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 упаковкой так как при данной упаковке по теоретическим расчетам их содержание может достигать 90,7% (в то время, как традиционные методы намотки позволяют получать материалы с содержанием волокон лишь 65 ÷ 70 об. %).
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.
Существует ещё целое множество иных параметров и влияющих факторов, которые изучаются или будут изучаться в будущем именно от глубокого понимания и решения целого комплекса задач будет зависеть качество получаемых образцов. Таким образом, в качестве интересно рассмотреть конкретные примеры исследований, направленных на изучение и изменение свойств армированных материалов и ознакомиться с количественными результатами некоторых исследований в данной области.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.