Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование влияния направления армирования на идентификацию релаксационных переходов влагонасыщенного углепластика марки ВКУ-25

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-38-43

Полный текст:

Аннотация

Для исследования структурных параметров полимерных материалов применяют термодилатометрические методы анализа, однако в случае влагонасыщенных композиций возникают определенные трудности при их идентификации. В работе представлены результаты теплофизических испытаний образцов углепластика ВКУ-25 в исходном состоянии и после влагонасыщения. Показано, что термообработка материала влияет на регистрируемые значения температуры стеклования эпоксидной матрицы. При экспозиции образцов в воде или над ее поверхностью сорбат проникает в полимер с одной и той же скоростью, что подтверждается практически идентичными значениями водопоглощения при одинаковом времени экспозиции. Приведены оценки температурного коэффициента линейного расширения образцов в диапазоне 20 - 250 °C. Кроме того, выявлено, что температура стеклования пластифицированной полимерной матрицы зависит от направления армирования волокон. В случае влагонасыщенного углепластика при нагреве до 210 °С фиксировали формирование магистральных трещин преимущественно на границе раздела волокно - матрица. В сухом состоянии температура стеклования материала практически не зависела от скорости нагрева и составляла 176 - 177 °С. Для влагонасыщенных образцов она менялась значительно и описывалась полиномом 2-го порядка. После экспозиции углепластика в условиях повышенной температуры и влажности в полимерной матрице разделены два релаксационных перехода, соответствующие системам: эпоксидиановый олигомер - аминный отвердитель и полифункциональная смола - аминный отвердитель. Температура стеклования в первом случае составила 132, во втором — 159 °С. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых полимерных композиционных материалов.

Об авторах

О. Г. Оспенникова
ФГУП «ВИАМ»
Россия

Ольга Геннадиевна Оспенникова

105005, Москва, ул. Радио, д. 17



П. С. Мараховский
ФГУП «ВИАМ»
Россия

Петр Сергеевич Мараховский

105005, Москва, ул. Радио, д. 17



Н. Н. Воробьев
НИУ «МЭИ»
Россия

Никита Николаевич Воробьев

111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14



Е. В. Николаев
ФГУП «ВИАМ»
Россия

Евгений Владимирович Николаев

105005, Москва, ул. Радио, д. 17



А. И. Гуляев
ФГУП «ВИАМ»
Россия

Артем Игоревич Гуляев

105005, Москва, ул. Радио, д. 17



А. А. Платонов
ФГУП «ВИАМ»
Россия

Александр Алексеевич Платонов

105005, Москва, ул. Радио, д. 17



Список литературы

1. Каблов Е. Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7 - 17.

2. Петрова А. П., Малышева Г. В. Клеи, клеевые связующие и клеевые препреги. — М.: ВИАМ, 2017. — 472 с.

3. Абелиов Я. А., Кириллов В. Н., Донской А. А. Исследование теплофизических характеристик систем на основе СКФ-26 / Каучук и резина. 1982. № 10. С. 15 - 17.

4. Кириллов В. Н., Аблекова З. П., Гудкова Г. К., Абелиов Я. А. Оптический дилатометр для определения линейного расширения волокон, пленочных и эластичных материалов в широком диапазоне температур / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1978. Т. 44. № 12. С. 1505 - 1506.

5. Odegard G., Bandyopadhyay A. Physical Aging of Epoxy Polymers and Their Composites / J. Polym. Sci. 2011. Vol. 49. P. 1695 -1716.

6. Заиков Г. Е. Почему стареют полимеры / Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 12. С. 48 - 55.

7. Козлов П. В., Папков С. П. Физико-химические основы пластификации полимеров. — М.: Химия, 1982. — 224 с.

8. Каблов Е. Н., Старцев В. О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников (обзор) / Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2. С. 47 - 58. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-47-58

9. Валевин Е. О., Мелехина М. И., Мараховский П. С. Исследование влагостойкости полимерных конструкционных стеклопластиков при лабораторных тепловлажностных испытаниях / Новости материаловедения. 2013. № 3. С. 1 - 10.

10. Валевин Е. О., Бухаров С. В., Мараховский П. С., Гуревич Я. М. Влияние тепловлажностного воздействия на полиизоциануратную матрицу / Научные труды (вестник) МАТИ. 2013. № 21(93). С. 19 - 24.

11. Христофоров Д. А., Клюшниченко А. Б., Старцев В. О. и др. Линейная дилатометрия полимеров и полимерных композиционных материалов / Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных конденсированных сред ЭМФ 2001. — Барнаул: АлтГУ, 2001. С. 186 - 194.

12. Николаев Е. В., Коренькова Т. Г., Шведкова А. К., Валевин Е. О. Исследование влияния температурных факторов на процесс старения новых композиционных материалов для мотогондолы двигателя / Труды ВИАМ. 2015. № 3. Ст. 1. DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-3-12-12

13. Елисеев Ю. С., Крымов В. В., Колесников С. А., Васильев Ю. Н. Неметаллические композиционные материалы в элементах конструкций и производстве авиационных газотурбинных двигателей: учеб. пособ. для вузов. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — 386 с.

14. Углеродные конструкционные материалы: сб. науч. тр. — М.: Металлургия, 1984. — 112 с.


Для цитирования:


Оспенникова О.Г., Мараховский П.С., Воробьев Н.Н., Николаев Е.В., Гуляев А.И., Платонов А.А. Исследование влияния направления армирования на идентификацию релаксационных переходов влагонасыщенного углепластика марки ВКУ-25. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(9):38-43. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-38-43

For citation:


Ospennikova O.G., Marakhovsky P.S., Vorobyov N.N., Nikolaev E.V., Gulyaev A.I., Platonov A.A. Study of the effect of the reinforcement direction on the identification of relaxation transitions of moisture-saturated carbon fiber VKU-25. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(9):38-43. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-38-43

Просмотров: 106


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)