1. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Лекция 7
Классификация органических волокон
по природе
1 группа
-полиамидные;
-полиакрилнитрильные;
-поливинилового спирта;
-политетрафторэтиленовые
(низкие упруго-прочностные
свойства)
2 группа
-арамидные
(ПГА, ПФФТ,
ПФБТ)
(высокая прочность и
модуль упругости)

2. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Достоинства органических волокон













самая низкая плотность (1,43 г/см3);
- максимальная удельная прочность, превосходящая все известные
армирующие волокна и металлические сплавы;
- высокая прочность и модуль упругости (чуть ниже, чем у УВ);
- высокая анизотропия;
- термостабильность (стабильность механических свойств в
широком температурном интервале);
- высокая усталостная прочность;
- хорошие диэлектрические показатели;
- незначительная ползучесть;
- высокая химическая стойкость;
- высокая способность поглощать вибрации, т.е. хорошие
демпфирующие свойства;
- способность длительно накоплять повреждения без образования
трещин;
- высокая адгезия к большинству связующих;
- хорошая способность к текстильной переработки. Сохранение
прочности арамидных волокон после ткачества составляет 90 %
исходной прочности нитей, что дает возможность применять их в
качестве тканых армирующих материалов.

3. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 6.1. Механические свойства органических волокон
Волокна
Россия
СВМ
Терлон
Армос
ВМН-88
ПФБТ
Плотность, ρ,
г/см3
Прочность,
σв, ГПа
Модуль
упругости Е,ГПа
Предельная
деформаци
я, ε,%
1,44
1,43
1,44
1,46
1,58
3,8-4,2
3,6-3,8
4,5-5,0
3,7-4,5
2,7-3,2
120-130
85-120
145-170
157-167
300-330
2-4
1,0-2,5
4,0
2,9
0,9
США
Кевлар
Кевлар-29
Кевлар-49
1,45
1,45
1,45
2,7
2,8-3,3
3,6-3,8
60
60-70
130-140
4,5
4,5
2,7-3,5
Голландия
Аренка
1,45
3,3-3,6
130-150
2,7-3,5

4. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Аппреты
Кремнийорганические
Металлорганические
Функции
снижает водопоглощение волокон;
увеличивает прочность связи волокон со
связующим;
повышает смачиваемость волокон связующим;
предохраняет волокна от разрушения;
повышает износостойкость.

5. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 6.1. Сравнительные свойства волокон
Разруш.
напряжение Модуль
при
упругост
растяжении и Е, Гпа
,σр.,Гпа
Предел.
деформац
ия, ε, %
Волокно
Плотность,
ρ, г/см3
Диаметр,
мкм
Металлическое
(сталь)
7,8
50-100
2-3
200
5-10
Стеклянное
2,6
10-15
4,6-5,0
95
5,0
Кварцевое
2,2
5-80
2,1
100-110
0,2
Базальтовое
2,7
9-15
1,8-4,0
95-120
4-5
Асбестовое
2,4
-
2,5-3,0
50-170
2-3
Борное
2,5
95
2,95-3,5
394
0,7-0,9
1,7-2,0
5-7
2,0-3,5
200-400
0,5-0,8
1,43
15
3,8-4,2
125-135
3-4
Углеволокно
Органоволокно

6. Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева
Конструкционные и функциональные волокнистые композиты
Таблица 6.1. Сравнительные свойства волокон
Разруш.
напряжение Модуль
при
упругост
растяжении и Е, Гпа
,σр.,Гпа
Предел.
деформац
ия, ε, %
Волокно
Плотность,
ρ, г/см3
Диаметр,
мкм
Металлическое
(сталь)
7,8
50-100
2-3
200
5-10
Стеклянное
2,6
10-15
4,6-5,0
95
5,0
Кварцевое
2,2
5-80
2,1
100-110
0,2
Базальтовое
2,7
9-15
1,8-4,0
95-120
4-5
Асбестовое
2,4
-
2,5-3,0
50-170
2-3
Борное
2,5
95
2,95-3,5
394
0,7-0,9
1,7-2,0
5-7
2,0-3,5
200-400
0,5-0,8
1,43
15
3,8-4,2
125-135
3-4
Углеволокно
Органоволокно