1. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Лекция 11
Требования к матрице
эксплуатационные
технологические

2. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Эксплуатационные требования
к матрице:
обеспечивает монолитность КМ;
фиксирует форму изделия и
взаимное расположение
армирующих волокон, объединяет их в единое целое;
распределяет действующие напряжения по объему
материала, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее
перераспределение при разрушении части волокон;
предохраняет волокна от механических повреждений и
окисления;
отвечает за стойкость КМ действию эксплуатационных сред
(влаго-, бензо-, масло-, и кислотостойкость);
прочностные свойства материала матрицы являются
определяющими при нагружении композита в направлении,
отличных от ориентации волокон;
определяет уровень рабочих температур (теплостойкость,
термостойкость).

3. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Технологические требования
к матрице:
 достаточная жизнеспособность;
 достаточная вязкость;
 хорошая смачивающая способность;
 возможность предварительного изготовления
полуфабрикатов (например, препрегов) с последующим
изготовлением из них изделий;
 качественное соединение слоев композита в процессе
формования;
 невысокое значение параметров формообразования
(например, температуры, давления);
 высокая адгезия;
 минимум или отсутствие побочных продуктов переработки;
 малая усадка.

4. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Полимерная
матрица
Термопласты
Реактопласты

5. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Технологические преимущества
термопластов
 неограниченная жизнеспособность сырья и
полуфабрикатов;
 резкое сокращение циклов формования изделий изза ненадобности отверждения связующего;
 возможность применения таких технологических
способов производства как гибка, штамповка,
рулонирование и др.
 высокая ремонтопригодность композитов на основе
термопластов;
 утилизуемость отходов и вторичная переработка
готовой продукции, что приводит к решению
экологической проблеме промышленного производства.

6. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Конструкторские преимущества
термопластов
• низкий уровень остаточных напряжений в изделии;
• лучшие демпфирующие свойства;
• высокие значения ударной вязкости (600-700
кДж/м2);
• хорошие электро- и радиотехнические
характеристики;
• высокие водо-, хим- и огнестойкость армированных
термопластов;
• высокие показатели механических характеристик
(особенно усталостных);
• широкий температурный диапазон эксплуатации
изделий от -60 до 250°С и выше.

7. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Недостатки термопластов:
11
12
 высокая вязкость (10
– 10
Па·с);
 низкая смачивающая
способность.
пропитка растворами
связующих;
Способы снижения
вязкости
повышение
температуры расплава;
снижение
Мn полимера
малоэффективно
и наличие пор;
термоокислительная
деструкция полимера
снижение
механических
свойств ТКМ

8. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Твердофазное совмещение:
наполнитель
порошка
- неравномерность
распределения;
- плохая фиксация
порошка в объеме
полуфабрикатов.
+
матрица
в виде
пленки
- неплотное
прилегание пленочной
матрицы к арматуре.
волокна
- равномерность
распределения;
- ниже
пористость;
- выше адгезия.