Список тематических статей

Органопластики

Композиционные материалы, содержащие в качестве армирующего наполнителя органические волокна в виде нитей, жгутов, тканей, нетканых материалов, матов, войлока, бумаги.

Наиболее широко применяют синтетические волокна (особенно арамидные), реже –природные и искусственные.

Характерные свойства органопластиков: низкая плотность (1,1-1,4 г/см³), высокие прочностные, диэлектрические, теплоизоляционные характеристики, ударная вязкость, химическая стойкость, радиопрозрачность, более высокая способность демпфировать механическую и звуковую вибрацию, чем у стеклопластиков и других композиционных материалов. Свойства определяются природой волокна и связующего, видом, ориентацией и содержанием наполнителя, взаимодействием на границе волокно-связующее, технологией изготовления.

Связующими в термореактивных органопластиков служат эпоксидные, полиэфирные и фенольные смолы, полиимиды; степень наполнения 40-70%.

Наиболее высокими механическими свойствами обладают органопластики на основе арамидных волокон. По удельной прочности при растяжении эти органопластики превосходят стеклопластики в 1,5-1,8 раза, а по удельному модулю упругости – более чем в 2 раза.

При растяжении органопластиков на основе непрерывных ориентированных арамидных волокон в интервале от -250 до 200°С наблюдается линейная зависимость деформации от нагрузки, а также рост модуля упругости с понижением температуры. При сжатии у арамидных органопластиков, а также при растяжении и сжатии у органопластиков, армированных большинством других волокон, проявляются пластические свойства.

Основной недостаток арамидных органопластиков – низкая прочность при сжатии вдоль волокон (в 5-10 раз меньше, чем при растяжении).

Арамидные органопластики способны выдерживать в течение 1000 часов статической нагрузки, по величине равные 90% от разрушающего напряжения при растяжении, длительно работают при повышенных температурах (180-200°С), обладают высокой усталостной прочностью. Способность поглощать механические вибрации и звук в 2-4 раза выше, чем у стеклопластиков, и в 10-40 раз выше, чем у алюминиевых сплавов.

Теплопроводность органопластиков (наполнитель – ткани, жгуты или нити) в направлении, перпендикулярном слоям, составляет 0,012-0,020 Вт/(см·К), а коэффициент линейного термического расширения вдоль волокон может иметь отрицатационные значение (например, от -2·10^-6 до -4·10^-6 К^-1). Для арамидных органопластиков характерна высокая химическая стойкость к действию органических растворителей, смазочных масел, жидких топлив и воды. Арамидные органопластики на основе полиамидных и фенольных связующих обладают огнестойкостью и низким дымовыделением при горении.

Связующим в термопластичных органопластиках служат, например, полиуретаны, полиэтилен, полипропилен, фторопласты, ПВХ; содержание наполнителя 2-70% по объему. Упрочнение термопластов синтетическими волокнами в ряде случаев позволяет повысить ударную вязкость, улучшить сопротивление усталости и растрескиванию под напряжением.

Технология производства органопластиков и изделий из них такая же, как стеклопластиков.

Органопластики широко применяют: в авиа- и космической технике, авто- и судостроении, машиностроении для изготовления элементов конструкций, пулезащитной брони, радиопрозрачного материала; в электро-, радио- и электронной технике – для обмотки роторов электродвигателей, производства электронных плат с регулируемой жесткостью и высокой стабильностью размеров. В химическом машиностроении – для производства трубопроводов, емкостей; для производства спортивного инвентаря и в других отраслях промышленности.

Свойства термореактивных органопластиков указанного состава

* Прочность при межслоевом сдвиге 30-80 МПа, прочность при сдвиге в плоскости слоев 90-110 МПа, модуль упругости при сдвиге в плоскости слоев 2,0-2,1 ГПа, прочность при смятии 150-300 МПа.

Свойства термопластичных органопластиков указанного состава

Гладкова Наталья