Представлены результаты определения степени полимеризации матрицы полимерного композиционного материала (ПКМ) лазерно-акустическим методом ультразвукового контроля. Исследовали образцы ПКМ, применяемых для изготовления интегральных конструкций. Показано, что превышение допустимой степени полимеризации подформованньгх заготовок приводит к снижению прочности соединения элементов конструкции и не позволяет при формовании получить требуемую форму и геометрические размеры изделия. Использованы принципиально новые параметры диагностики, которые характеризуются высокой точностью определения и достоверностью. Для прогнозирования режимов отверждения образцов с заданными значениями степени превращения анализировали кинетику реакции методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Экспериментальные результаты для расчета кинетических параметров получали на термоаналитическом комплексе DSC 1 (Швейцария). Кинетические параметры процессов полимеризации и степень отверждения связующего в пластиках определяли по тепловому эффекту реакции. Установлено, что при определении степени полимеризации матрицы ПКМ ультразвуковым методом (лазерно-акустическим способом возбуждения ультразвуковых колебаний) произведение ослабления донного сигнала продольных ультразвуковых колебаний на время прохождения сигнала в прямом и обратном направлениях и энергию структурного шума, позволяющую учесть пористость материала, можно использовать в качестве надежных параметров диагностики. Предложенный метод обеспечивает большую точность определения по сравнению с другими способами контроля степени полимеризации.
The results of studying the efficiency of the laser-acoustic method of ultrasonic testing in determination of the degree of polymerization of the matrix of polymer composite material (PCM) are presented. We have studied the PCM samples used for manufacturing integrated structures. It is shown that excessive degree of polymerization of the preformed blanks leads to a decrease in the strength of connection of the structural elements and precludes obtaining the desired shape and geometric dimensions of the product. We developed fundamentally new diagnostic parameters, which are characterized by high reliability and accuracy of determination. To forecast sample curing regimes with given values of the degree of transformation, the reaction kinetics was analyzed using differential scanning calorimetry Experimental results used for calculation of the kinetic parameters were obtained on a thermoanalytical complex DSC 1 (Switzerland). The kinetic parameters of polymerization and degree of binder curing in plastics were determined by the thermal effect of the reaction. It is shown that when determining the degree of polymerization of a PCM matrix by an ultrasonic method (laser-acoustic method of exciting ultrasonic vibrations), the product of attenuation of the bottom signal of longitudinal ultrasonic vibrations by the signal round-trip time and energy of the structural noise (thus taking into account the porosity of the material), can be used as reliable parameters of diagnostics. The proposed method provides higher accuracy compared to other methods used for control of the degree of polymerization.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.