Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск

О специфике определения температуры стеклования влагонасыщенных полимерных композиционных материалов методом динамического механического анализа

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрено влияние условий динамического механического анализа (ДМА) и методов расчета на значения температуры стеклования Tg образцов после термовлажностного старения (ТВС). Показано, что Tg, рассчитанная из максимумов тангенса потерь, при низких скоростях нагревания и средних степенях влагонасыщения слабо зависит от условий ТВС, что связано с десорбцией молекул воды во время измерений. Температура стеклования, определяемая с использованием экстраполированного начала падения модуля упругости, более корректно отражает понижение Tg после ТВС. Однако при средних степенях влагонасыщения и низких скоростях нагревания частичная десорбция влаги приводит к завышению значений Tg. Предположено, что при оптимальной скорости нагревания, составляющей 5 °С/мин, не возникает значительных градиентов температуры внутри образца и не происходит существенного его высушивания.

Об авторе

М. А. Хасков
Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Россия


Список литературы

1. Campbell F. C. Structural Composite Materials. - ASM International, 2010.-612 p.

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

3. Кириллов В. H., Старцев О. В., Ефимов В. А. Климатическая стойкость и повреждаемость полимерных композиционных материалов, проблемы и пути решения / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 412 - 423.

4. Каблов Е. H., Старцев О. В., Кротов А. С., Кириллов В. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы старения / Деформация и разрушение материалов. 2011. № 1. С. 34 - 41.

5. Komorowski J. P. Hydrothermal effects in continuous fibre reinforced composites. Part II: Physical properties / Aeronautical note NEA-AN-10. 1983. Vol. 22700. P. 1 - 56.

6. Komorowski J. P. Hydrothermal effects in continuous fibre reinforced composites. Part III: Mechanical properties 1 - Static tests / Aeronautical note NAE-AN-11. 1983. Vol. 21299. P. 1 - 52.

7. Walter H., Shirangi H., Dermitzaki E., Wunderle B., Michel B. Study on the Effect of Moisture and Elevated Temperature on the Fracture Properties of Visco Elastic Polymers / Proceedings of the 12-th International Conference on Fracture. Ottawa. 2009. P. 1775 - 1783.

8. Lee S. G., Choi J. I., Koh W., Jang S. S., Kim J., Kim G. Effect of Temperature on Water Molecules in a Model Epoxy Molding Compound: Molecular Dynamics Simulation Approach / IEEE Transactions On Components, Packaging And Manufacturing Technology. 2011. Vol. 1.N10. P. 1533 - 1542.

9. Enns J. B., Gillham J. K. Effect of the extent of cure on the modulus, glass transition, water absorption, and density of an amine-cured epoxy / Journal of Applied Polymer Science. 1983. Vol. 28. N 9. P. 2831 - 2846.

10. Li L., Yu Y., Su H., Zhan G., Li S., Wu P. The Diffusion Mechanism of Water Transport in Amine-Cured Epoxy Networks / Applied Spectroscopy. 2010. Vol. 64. N 4. P. 458 - 465.

11. Ефимов В. А., Шведкова А. К., Коренькова Т. Г., Кириллов В. Н. Исследование полимерных конструкционных материалов при воздействии климатических факторов и нагрузок в лабораторных и натурных условиях / Авиационные материалы и технологии. 2013. № S2. С. 68 - 73.

12. Lucas J. P., Zhou J. Moisture Interaction Characteristics and Fracture in Polymer Composites / Proceedings of The Tenth International Conference on Composite Materials (ICCM-10). Canada. 1995. P. VI-247-VI-255.

13. Фролов А. С., Панин С. В. Оценка параметров влагопереноса углепластика авиационного назначения на начальной стадии натурной климатической экспозиции / Труды ВИАМ. 2014. № 7. Ст. 08.

14. Wolff E. G. Moisture effects on polymer matrix composites / Sample journal. 1993. Vol. 29. N3. P. 11-19.

15. Ellyin F., Rohrbacher C. Effect of Aqueous Environment and Temperature on Glass-Fibre Epoxy Resin Composites / Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2000. Vol. 19. P. 1405 - 1427.

16. Herman M. F. Encyclopedia of Polymer Science and Technology. Vol. 2. - John Wiley & Sons, Inc., 2005. - 743 p.

17. Кириллов В. H., Ефимов В. А., Шведкова А. К., Николаев Е. В. Исследование влияния климатических факторов и механического нагружения на структуру и механические свойства ПКМ / Авиационные материалы и технологии. 2011. № 4. С. 41 - 45.

18. Lampman S. Characterization and Failure Analysis of Plastics. -ASM International, 2003. - 482 p.

19. Standard Test Method for Glass Transition Temperature (DMA Tg) of Polymer Matrix Composites by Dynamic Mechanical Analysis (DMA) / ASTM D 7028-07.

20. Хасков М. А. Сравнительное определение температур стеклования полимерных композиционных материалов методами ДСК, ТМА и ДМА / Вопросы материаловедения. 2014. Т. 79. № 3. С. 138 - 144.

21. Menard K. P. Dynamic mechanical analysis. - Taylor & Francis Group, 2008. - 218 p.

22. Shirangi M. H., Fan X. J., Michel B. Study on the Effect of Moisture and Elevated Temperature on the Fracture Properties of Visco Elastic Polymers / Proceedings of the IMAPS 2008. 41st International Symposium on Microelectronic. Rhode Island. 2008. P. 001082 - 001089.

23. Каблов Е. H., Старцев О. В., Кротов А. С., Кириллов В. Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения / Деформация и разрушение материалов. 2010. № 11. С. 19 - 27.

24. Adamson M. J. Thermal Expansion and Swelling of Cured Epoxy Resin Used in Graphite/Epoxy Composite Materials / NASA Technical Memorandum NASA-TM-78610, N 79-31353. - 35 p.

25. Yu Y.-J., Hearon K., Wilson T. S., Maitland D. J. The effect of moisture absorption on the physical properties of polyurethane shape memory polymer foams / Smart Materials and Structures. 2011. Vol. 20. N 8. P. 085010:1 - 16.

26. Хасков М. А., Архангельский И. В., Авдеев В. В. Исследование температурной зависимости изобарной теплоемкости интеркалированных соединений графита с литием / Российский химический журнал. 2006. № 1. С. 110 - 113.

27. Хасков М. А. Влияние наполнителя на кинетические характеристики стеклования в полимерных композиционных материалах / Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. № 3. С. 372 - 382.

28. Панин С. В., Старцев О. В., Кротов А. С. Диагностика начальной стадии климатического старения ПКМ по изменению коэффициента диффузии влаги / Труды ВИАМ. 2014. № 7. Ст. 09.

29. Komorowski J. P. Hydrothermal effects in continuous fibre reinforced composites. Part I: Thermal and moisture diffusion in composite materials / Aeronautical note NAE-AN-4. 1983. Vol. 20974. P. 1 - 52.

30. Sathyanarayanan S. Investigation Of Moisture Diffusion Process In Fibre Reinforced Composites By imputing Diffusivity Factors Along 3-Perpendicular Directional Axes Of Hot Wet Temperature Resin Matrix / SSRG International Journal of Mechanical Engineering. 2014. Vol. 1. N 2. P. 1-7.


Для цитирования:


Хасков М.А. О специфике определения температуры стеклования влагонасыщенных полимерных композиционных материалов методом динамического механического анализа. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016;82(1):25-31.

For citation:


Khaskov M.A. Some Aspects of the Glass Transition Temperature Determination by Dynamic Mechanical Analysis of the Samples After Hydrothermal Aging. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2016;82(1):25-31. (In Russ.)

Просмотров: 134


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