Теплофизические свойства стеклопластиков с различными связующими

связующие	ρ, кг/м^3	Ср, дж/(кг·К)	λ, Вт/(м·К)	a, м^2/с	ɑ, 1\К
фенол-формальдегидное	1,77·10^3		102,0	5,5	8·10^-6
то же, модифицированное винифлексом	1,80·10^3	1,01	127,5	8,10	8·10^-6
Епоксифенольное	1,73·10^3	1,09	125,7	7,51	6·10^-6
Анилино-формальдегидное	1,80·10^3		113,1		18·10^-6
Кремнийорганический	1,74·10^3				7·10^-6
Полиэфирокрилатное	1,71·10^3	1,59	167,6	5,90	3,5·10^-6

Обозначения: р - плотность, С- удельная теплоемкость, λ - коэфициент теплопроводности, а- коэффициент температуропроводнности ɑ - коэффициент термического расширения.

Опыт показывает, что механические свойства полиэфирных стек­лопластиков толщиной более 3 мм после 5 лет хранения в различ­ных климатических зонах изменяются незначительно (на 5...7 %), однако их поверхность После хранения более года теряет товарный вид. Происходит растрескивание и шелушение связующего наруж­ного слоя, стеклянное волокно выступает на поверхность. Для пре­дотвращения старения наружного слоя изделий из полиэфирных стеклопластиков в связующее этого слоя вводят ультрафиолетовые поглотители. Наружную поверхность фенольных и эпоксидных стеклопластиков защищают тонким слоем эпоксидной смолы (50... 75 мкм), окрашенной в черный цвет.

Химическая стойкость стеклопластиков определяется следующи­ми факторами, приведенными в порядке их значимости:

- химическая стойкость связующего;

- степень приближения структуры стеклопластика к стабильной;

- отсутствие пористости;

- химическая стойкость армирующего материала.

Химически стойким в данной среде при данной температуре можно

считать такое связующее, прочность которого при изгибе снижается не более, чем на 20 % после месячной выдержки в этой среде. Относительное удлинение связующего должно быть больше, чем для стеклянного волокна, иначе под действием силовых факторов в процессе изготовле­ния, монтажа и эксплуатации связующее растрескивается, и изделие бы­стро выходит из строя в результате коррозии стеклопластика.

Высокую химическую стойкость в сочетании с достаточными механическими показателями обеспечивает многослойная структура стеклопластика, состоящая из защитного слоя, содержащего 90...95 вес. % связующего, второго химически стойкого слоя, с содержанием связующего 70...75 %, конструкционного слоя и наружного слоя, ана­логичного первому. Полиэфирные связующие в защитных слоях ар­мируют штапельными стеклянными матами с массой 1 м², равной 40...60 г, эпоксидные связующие могут быть не армированными.

Для химически стойких слоев кислотостойких стеклопластиков целесообразно применять алюмоборосиликатные стекла типа 7-А и щелочные типа ЩС. Химическая стойкость изделий из стеклоплас­тиков в значительной степени зависит от плотности пластиков и наличия трещин и пор в них.

Хранение полиэфирных стеклопластиков в пресной и морской воде в течение 5 лет вызывает снижение разрушающего напряжения при растяжении на 10... 13 %, при сжатии - на 10... 15 %, при изгибе - на 15...17 %; модуля упругости - на 6...10 %.

Механические свойства стеклопластиков после выдержки их в воде до 1 года и последующего высушивания практически полнос­тью восстанавливаются.

Несущие конструкции из стеклопластиков, по сравнению с ме­таллическими из высокопрочных металлов, имеют ряд преимуществ:

- меньшая трудоемкость изготовления;

- более короткий цикл изготовления;

- низкая стоимость изделий;

- высокая удельная прочность;

- регулируемая анизотропия свойств материала;

отсутствие требований высокой квалификации персонала.

Теоретическая прочность стеклянных волокон составляет 1000...

1400 кгс/мм² (10 000...14 000 МПа), а для плавленого кварца -

2500 кгс/мм² (25 000 МПа). Снижение прочности против теорети­ческой объясняется наличием трещин на поверхности волокон и мик­родефектов структуры.

Сейчас наиболее прочные волокна - на основе магний- алюмосиликатного стекла: ~ 500...600 кгс/мм² (5000...000 МПа) при плотности р = 500...3000 кг/м³. В настоящее время применяются вы­сокомодульные стекла типа ВМС и высокопрочные - типа ВМП.

Для намотки корпусов РДТТ используются жгуты (ровинги), при­чем на них достигается прочность на 10 % выше, чем на основе крученых нитей. Это объясняется тем, что в ровингах волокна параллельны между собой, а в нити - они скручены. Чаще всего намоточные изделия получа­ют «мокрым» способом, хотя можно применять и «сухой», но он не на­шел широкого распространения, особенно для эпоксидных связующих.

Основным недостатком стеклопластиковых конструкций является то, что не все дефекты, допущенные при изготовлении, поддаются ремонту [5,10].

Дата добавления: 2015-07-16