4. Армированные пластики. Получение изделий из стеклопластиков контактным формованием и формованием с помощью эластичной диафрагмы.

Армированные пластики – пластики, в к-ых в качестве полимерной матрицы применяются различные ТР и ТП полимеры, а для арматуры используются волокнистые и листовые материалы из стекла, полимеров, базальта, углерода и других материалов. Армированные пластики широко применяются в авиационно-космической технике, различных отраслях машиностроения, строительстве, при изготовлении аттракционов, водных горок, бассейнов, спортинвентаря и других товаров народного потребления.

Связующее - это полимерная основа, из которой после соответствующей обработки и образуется матрица.

Раньше, чем другие связующие, в производстве А. п. начали применять ФФС, что объясняется их доступно­стью, термостойкостью, жесткостью и сравнитёльно высокой адгезией к большинству волокнистых напол­нителей.

Полиэфирные смолы применяют в осн. в производстве стекло­пластиков и пластиков на основе синтетич. волокон благодаря низкой стоимости и выс. технологичности.

Высокопрочные и водостойкие А. п. получают на основе эпоксидных смол, обладающих высокой смачивающей способностью и хоро­шей адгезией к большинству напол­нителей, малой усадкой при отверж­дении и хорошими технологии, свой­ствами. Cтеклопластики на основе эпоксидных смол обладают более высокой прочностью при всех видах нагружения. Кроме того, они имеют более высокую выносливость при различных нагрузках.

Термопласты - ПА, полиимиды, ПП, полисульфон и другие - обладают высокой вязкостью (при комнатной температуре являются твердыми материалами). Вследствие хороших диэлектрич. свойств в качестве связующих нашли применение термопласты — полистирол, полиэтилен, фтороплас­ты и др. Термопласты армируются в основном стеклянным волокном.

Применяемые связующие должны удовлетворять ряду требований: 1.Хорошая смачивающая способность и адгезия к наполнителям. 2.Усадка при отверждении пластика должна быть в пределах не вызывающих образование микротрещин.3.Выс коагезионная прочность связующего. 4.Устойчивость вязкостных свойств приготовленных композиций в течение длительного времени. 5.Быстрое отверждение по возможности без выделения побочных продуктов.

СТЕКЛОНАПОЛНИТЕЛИ.

Из стеклянных волокон путем специальной обработки (вытяжки, кручения, плетения) получают разные стекловолокнистые наполнители: нити и жгуты, ровинг и ленты, ткани, комбинированные,измельчены волокна

Преимущества стеклянных волокон и стеклоткани заключаются в их высокой твердости, грибо-, хим- и термостойкости, высокой прочности при растяжении идеальной упругости вплодь до разрушения, высокую удельную поверхность и наличие на ней гидроксильных групп, которые обеспечивают полное смачивание наполнителя.

К недостаткам следует отнести высокую хрупкость стекла, которое предопределяет резкое снижение прочности стеклянных волокон при наличии поверхностных дефектов. В процессе изготовления стекловолокна покрываются замасливателем для защиты их от атмосферной влаги и от механических повреждений при дальнейшей переработке.

В качестве наполнителей используются стеклонити, стекложгуты и ровинги.

Широко используется стеклоткани.

Нетканые листовые материалы получают в виде жёстких и мягких холстов из рубленных стеклонитей, холстов из штабельного стекловолокна из непрерывных стеклонитей, в виде нетканых перекрёстных материалов из жгутов.

Для увеличения адгезии связующего к стекловолокнистым наполнителям их поверхность может обрабатываться специальными веществами – аппретами. Аппрет вступает в химическое взаимодействие со связующим и наполнителем.

В процессе изготовления стекловолокна покрываются замасливателем для защиты их от атмосферной влаги и механических повреждений при дальнейшей переработке. Но замасливатель ухудшает физико-механиче­ские свойства изделия и, следов-но, перед использованием при получении пластика замасливатель удаляют.

Контактное формование - Заключается в том, что на форму (шаблон), изготовленную из дерева, гипса, алюминия, бетона, стеклопластика или из др. материалов, наносят заготовки стекловолокнистого армирующего наполнителя (в виде матов, жгутов, тканей и других материалов) и покрывают их связующим – смолой, содержащей отверждающие и другие добавки. Для уплотнения композиции и выдавливания из неё воздуха осуществляется прикатывания материала рифлёным валиком. Т. к. связующее обладает повышенной адгезией к форме, то её предварительно смазывают антиадгезионным разделительным слоем, в качестве которого применяют кремнийорганические смолы, ПВС, полиизобутилен, воск и другие. После уплотнения пластика изделие можно покрыть пленкой и дополнительно его прикатывают гладким валиком. Это необходимо, чтобы разгладить неровности и удалить избыток связующего. Отверждение связующего может осуществляться при повышенной температуре с применением ИК- нагревателей или горячем воздухом, при обычных условиях. В целях создания декоративного вида поверхностный слой желательно выполнять из чистой смолы без наполнителя. При этом смола поверхностного слоя обычно окрашивается.

П ри контактном методе находят применение негативные формы (матрицы), позитивные (пуансон), универсальные (выполняют роль и пуансона и матрицы).

Н егативные формы обеспечивают получение изделий с гладкой наружной поверхностью и применяются для изделий, которые должны обладать хорошими гидродинамическими или аэродимамическими свойствами (корпуса лодок, кузова, элементы корпусов самолётов). Позитивные формы предпочтительны при изготовлении воздуховодов, ёмкостей, так как они обеспечивают высокое качество внутренних поверхностей.

Недостаток: относительно большое колебание соотношения «стекловолокно – связующее» в материале изделия, т. к. в процессе работы оператор может оказать различные силовые воздействия на прикатывающий ролик.

Ф ормование изделий из стеклопластиков с помощью эластичной диафрагмы. При этом способе после набора на форму навески сырого стеклопластика его прижим к стенке формы или стенкам шаблона осуществляется при помощи эластичной диафрагмы или резинового мешка. Диафрагма прижимается к стенке формы посредством вакуума или сжатого воздуха.

При формовании применяются позитивные и негативные формы.

1.Форма; 2.Стекло-пластик; 3.Эластич-ная диафрагма.

При исп-ии эластичной диафрагмы имеет место дополнительное уплотнение изделия. Максимальное давление при уплотнении стеклопластичной композиции под вакуумом не должно превышать 0,8 кгс/см², с помощью сжатого воздуха - 5 кгс/см². Применение диафрагмы позволяет изготавливать изделия с гладкой поверхностью, как с внутренней, так и с наружной стороны. К недостаткам относятся: возможность получать изделия только ограниченных размеров, сложная оснастка и дорогое оборудование. Но так как применяется повышенное давление формования, то изделие обладает лучшим комплексом эксплуатационных свойств (повышенная прочность).