WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 


«композиций на основе полиаминоимидного связующего и асбеста В.Н. Кириллов Е.А. Азаренок Г.Н. Тихонова Б.А. Киселев В.Н. Степанова Август 1987 Всероссийский институт ...»

ВИАМ/1987-199913

Исследование режимов отверждения

композиций на основе полиаминоимидного

связующего и асбеста

В.Н. Кириллов

Е.А. Азаренок

Г.Н. Тихонова

Б.А. Киселев

В.Н. Степанова

Август 1987

Всероссийский институт авиационных материалов (ФГУП

«ВИАМ» ГНЦ РФ) – крупнейшее российское государственное

материаловедческое предприятие, на протяжении 80 лет

разрабатывающее и производящее материалы, определяющие

облик современной авиационно-космической техники. 1700

сотрудников ВИАМ трудятся в более чем 30 научноисследовательских лабораториях, отделах, производственных цехах и испытательном центре, а также в 4 филиалах института. ВИАМ выполняет заказы на разработку и поставку металлических и неметаллических материалов, покрытий, технологических процессов и оборудования, методов защиты от коррозии, а также средств контроля исходных продуктов, полуфабрикатов и изделий на их основе. Работы ведутся как по государственным программам РФ, так и по заказам ведущих предприятий авиационно-космического комплекса России и мира .

В 1994 г. ВИАМ присвоен статус Государственного научного центра РФ, многократно затем им подтвержденный .

За разработку и создание материалов для авиационнокосмической и других видов специальной техники 233 сотрудникам ВИАМ присуждены звания лауреатов различных государственных премий. Изобретения ВИАМ отмечены наградами на выставках и международных салонах в Женеве и Брюсселе. ВИАМ награжден 4 золотыми, 9 серебряными и 3 бронзовыми медалями, получено 15 дипломов .



Возглавляет институт лауреат государственных премий СССР и РФ, академик РАН, профессор Е.Н. Каблов .

Статья подготовлена для опубликования в журнале «Пластические массы», № 1, 1988 г .

Электронная версия доступна по адресу: www.viam.ru/public Исследование режимов отверждения композиций на основе полиаминоимидного связующего и асбеста В.Н. Кириллов, Е.А. Азаренок, Г.Н. Тихонова, Б.А. Киселев, В.Н. Степанова Нетканые материалы широко применяются в различных отраслях промышленности [1, 2]. В частности, нетканые материалы на основе асбестового сырья используются в качестве наполнителей конструкционных пластиков, обладающих низкой плотностью, высокой технологичностью и хорошими физико-механическими свойствами [3, 4]. Однако высокое содержание адсорбционной и конденсационной влаги в асбестовом волокне затрудняет выбор оптимального режима отверждения композиций на его основе .

Представляло интерес определить оптимальный температурно-временной режим отверждения материала, состоящего из наполнителя – нетканого непрошивного асбестового холста, сформированного аэродинамическим способом, и полиаминоимидного порошкообразного связующего марки ПАИС-104 [5] .

Температурно-временные параметры отверждения композиции выбирали с помощью методов термогравиметрического (ТГА) и дифференциальнотермического анализа (ДТА), метода торсионного маятника [6] и дилатометрических методов [7]. ДТА и ТГА проводили на дериватографе фирмы «МОМ» в воздушной среде со скоростью повышения температуры 5°C/мин. Объектами исследования служили навеска порошкообразной смолы ПАИС-104 и навеска композиции из смолы и хризотилового асбеста массой 0,8 г. При дериватографическом исследовании температурно-временные параметры режима отверждения выбирали по результатам последовательно проведенных опытов в динамических и изотермических условиях нагрева .

Температуре отверждения соответствовал максимум на кривой ДТА;





длительность протекания этого процесса определяли по кривой ТГА в момент окончания потери массы образца при найденной температуре отверждения .

Динамические механические испытания образцов в виде нити, пропитанной полиаминоимидным связующим, проводили на торсионном маятнике КМ-20-1М .

Термический коэффициент линейного расширения образцов размером 6553 мм измеряли на бесконтактном оптическом дилатометре [8]. Изменение размеров этих образцов определяли с помощью горизонтального микроскопа с разрешающей способностью 5 мкм в проходящем свете. При использовании дилатометрического метода фиксировали относительное удлинение образца, отвержденного в определенном температурно-временном режиме. Для этого образец полуфабриката помещали в измерительную ячейку дилатометра и оценивали относительное удлинение при различной температуре. Скорость нагрева до начальной температуры отверждения (200°С) составляла 5°C/мин .

Затем создавали изотермический режим. Результаты этого испытания дают качественную информацию о полимеризационных процессах, протекающих в материале. При изотермическом режиме испытания уменьшение относительного удлинения образца свидетельствует о протекании процессов сшивания, а его отсутствие – об их завершении .

Физико-механические характеристики материалов определяли по ГОСТ 4648–71, ОСТ 1.96045–71 и ГОСТ 4647–80 .

Рисунок 1. Дериватограммы чистого связующего ПАИС-104 (1, 1'), образца полуфабриката, отвержденного при 120°C в течение 5 мин на прессе при давлении 150 кПа (2, 2'), образцов полуфабриката, термообработанных при 100°C, 30 мин (3, 3'), при 100°C, 30 мин и при 180°С, 40 мин (4, 4'), при 100°С, 30 мин, при 180°С, 40 мин и при 225°С, 1 ч (5, 5') Анализ данных ТГА и ДТА показал, что потеря массы чистого связующего ПАИС-104 отсутствует до температуры 300°C (рис .

1, кривая 1'). Следовательно, отверждение связующего протекает без выделения летучих продуктов, а экзотермический эффект в интервале температур 160–280°C (кривая 1) подтверждает полимеризационный характер отверждения связующего [7, 8]. При введении наполнителя характер отверждения связующего изменяется .

Термогравиметрическое исследование наполненной системы проводили на образцах полуфабриката, полученного отверждением материала на прессе в течение 5 мин при 120°C и давлении 1500 кПа (кривая 2). Потеря массы, начинающаяся с 50°C и достигающая максимальной величины при 100°C, вероятно, связана с выделением адсорбционной влаги. Для ее удаления систему следует термообработать при 100°C в течение 30 мин. Выделение летучих из термообработанных образцов наблюдается начиная с температуры 120°C и достигает максимума при 180°C (кривая 3). Время, необходимое для удаления летучих продуктов при этой температуре, составляет 40 мин .

Экзотермический пик при 225°C на кривой ДТА образца, термообработанного при 100°C в течение 30 мин и при 180°C в течение 40 мин (кривая 4), свидетельствует о незавершенности процесса полимеризации .

При исследовании свойств композиции методом торсионного маятника в изотермических условиях при 225°C установлено, что время, необходимое для стабилизации жесткости системы, составляет 60 мин. Таким образом, полимеризационные процессы в материале на основе асбестового нетканого материала и полиаминоимидного связующего завершаются в следующих температурно-временных режимах отверждения: 100°C – 30 мин, 180°C – 40 мин, 225°C – 60 мин (кривая 5). Асбопластик, изготовленный по этому режиму, обладает более низкими механическими характеристиками, чем система, отвержденная по режиму, применяемому для получения стеклопластиков на основе исследуемого связующего (180°C – 3 ч, 225°C – 4 ч) .

Это можно объяснить недостаточной степенью отверждения материала. Для подтверждения этого предположения исследовали свойства исходной композиции, состоящей из асбестового волокна и полиаминоимидного связующего, на хроматографе с пиролитической приставкой в интервале температур 100–250°C. Полученные результаты [5] свидетельствуют о том, что при этой температуре связующее отверждается без выделения летучих продуктов, однако непрерывно выделяется вода, что, вероятно, влияет на результаты ТГА и ДТА .

Начинающаяся со 140°C усадка материала, отвержденного по режиму, выбранному по результатам исследования методами ТГА и ДТА (рис. 2), также свидетельствует о незавершенности процессов полимеризации системы, что подтверждается результатами механических испытаний и экстрагирования (степень отверждения материала составляет 76%). При этой же температуре несколько снижается относительное удлинение материала, отвержденного по режиму, применяющемуся при получении стеклопластика на основе связующего ПАИС-104. Поскольку основные процессы полимеризации в связующем протекают при 180°C (данные ТГА и ДТА), изучали влияние длительности отверждения при этой температуре на степень завершенности процесса структурообразования. Относительное удлинение и основные механические характеристики материалов определяли дилатометрическим методом при длительности отверждения 5 и 7 ч. При увеличении времени отверждения до 12 ч механические показатели материала практически не изменяются. Установлено (см. рис. 2), что лучшими свойствами обладает композиция, отвержденная в течение 7 ч. О завершении процессов сшивания можно судить по росту плотности материала .

Сократить время отверждения образцов можно за счет повышения исходной температуры отверждения до 200°С. По результатам дилатометрического исследования (рис. 3) видно, что за время нагрева материала от 100 до 200°C скорость протекания полимеризационных процессов возрастает (резко уменьшается относительное удлинение), при изотермической выдержке при 200°С происходит релаксация образца .

Длительность изотермического режима, равную 3 ч, определяли в момент завершения процессов структурообразования и релаксации (при этом относительное удлинение образца равно нулю, см. рис. 3). После этого образец нагревали до 225°C и выдерживали в течение 4 ч (при этом относительное удлинение также равно нулю) .

–  –  –

Материал, отвержденный по предложенному режиму, по механическим характеристикам превосходит асбопластики, отвержденные по другим исследованным режимам .

Список литературы:

1. Тихомиров В.Б. Нетканые клееные материалы. М., Легкая промышленность, 1966 .

2. Plasty a Kauck, 1979, v. 16, No 11, p. 323 .

3. Stojceski. chem. Abstr., 1979, v. 91, No 6, p. 44 .

4. Composites, 1969, v. 1, No 1, p. 28–34 .

5. Киселев Б.А. и др. Пласт. массы, 1979, №4, с. 18 .

6. Акимов С.В., Баркова М.Б. Пласт. массы, 1969, №9, с. 65 .

7. Телешов Э.И., Праведников А.Н. Пласт. массы, 1980, №10, с. 19.




Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г...»

«Интернет-журнал "НАУКОВЕДЕНИЕ" Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале http://publ.naukovedenie.ru Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru УДК 656.13:004.89 Воробьев Андрей Игоревич ФГБОУ ВПО "Московский автомобил...»

«АВТОМОБИЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР DW50 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Предисловие 2. Технические характеристики 3. Комплектация 4. Вид изделия и составные части 5. Информация по безопасности 6 . Работа с устройством 7. Техническое и гарантийное обслуживание...»

«СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРОВ ЖУРНАЛА "ВЕСТНИК ИЖЕВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА" ЗА 2009 ГОД № 1 МАШИНОСТРОЕНИЕ УДК 623.45 Козлов В. В. (V. V. Kozlov), кандидат технических наук, профессор. Пермский военный институт внутренних войск МВД России Метод ор...»

«ГОСТ 25912.0-91 УДК 691.328-41:006.354 Группа Ж33 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ПЛИТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ПАГ ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ Технические условия Reinforced concrete prestressed slabs PAG for aerodrome pavement. Specifications ОКП 58 671...»

«Музыкотерапия, как эффективный метод оздоровления дошкольников. Музыка обладает магической силой и может усмирить дикаря, смягчить камень или согнуть кряжистый дуб. У. Конгрив, британский драматург, 18 век....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Кафедра АПП и АСУ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Методические указания для студентов, обучающихся по специальности 220301 "Автоматизация технологических процессов и производств", всех форм обучения Кемерово 2008 Соста...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.