Заикин А.Е. Полимерные композиционные материалы

Учебное пособие – Казань: Изд-во КНИТУ, 2017. – 294 с.Рассмотрены основные виды полимерных композиционных материалов, общие принципы их создания путем введения в полимеры газообразных, жидких, полимерных и твердых дисперсных и волокнистых наполнителей, взаимосвязь их состава и структуры со свойствами. Описаны способы получения изделий из полимерных композиционных материалов.
Предназначено для магистрантов, обучающихся по программам подготовки «Химия высокомолекулярных соединений», «Пластические массы», «Полимерные пленочные материалы и искусственная кожа», направления 18.04.01 «Химическая технология», изучающих дисциплины «Полимерные композиционные материалы» и «Многокомпонентные полимерные материалы».
Подготовлено на кафедре технологии пластических масс.Содержание
Общие представления о полимерных композиционных материалах
История и причины создания композиционных материалов
Определение Пкм
классификация Пкм
Литература
Адгезия полимеров
Работа адгезии
Адгезионная прочность
Теории адгезии
Литература
Характеристика твердых дисперсных наполнителей
Свойства наполнителей
Классификация дисперсных наполнителей
Литература
Смешение, как способ получения пкм
Общая характеристика процесса смешения
Механизм диспергирования частиц твердого наполнителя при смешении с вязкотекучим полимером
Характеристика качества смешения
Оценка равномерности распределения компонентов
Оценка качества диспергирования наполнителя
Способы повышения качества диспергирования наполнителя при смешении с вязкотекучим полимером
Повышение качества диспергирования наполнителя путем интенсификации процесса разрушения агломератов
Повышение качества диспергирования путем интенсификации процесса смачивания наполнителя полимером
Механохимические процессы при смешении
Способы смешения полимеров с дисперсными наполнителями
Оборудование для смешения пластических масс
Вальцы
Двухроторные смесители закрытого типа
Двухроторные лопастные смесители открытого типа
Экструдеры
Литература
Механические свойства наполненных полимеров
Основные цели введения дисперсных наполнителей в полимеры
Влияние наполнителя на сопротивляемость деформированию
Влияние наполнителя на вязкость
Влияние наполнителя на модуль упругости
Влияние характеристик наполнителя на упругие свойства полимеров
Прочность наполненных полимеров
Теоретические представления о прочности полимеров
Теоретические представления о влиянии порошкообразных наполнителей на прочность полимеров
Предел вынужденной эластичности наполненных полимеров
Влияние наполнителя на предельную деформацию полимеров
Влияние наполнителя на работу разрушения и ударную вязкость полимеров
Влияние наполнителя на температуру хрупкости полимеров
Литература
Полимеры с волокнистыми наполнителями
Механизм усиления полимеров волокнами
Влияние различных факторов на свойства полимеров с волокнистым наполнителем
Влияние содержания наполнителя
Влияние длины волокна
Влияние адгезии между фазами
Влияние ориентации волокон
Влияние соотношения модулей упругости волокна и связующего
Компоненты для Пкм с волокнистыми наполнителями
Волокнистые наполнители
Выпускные формы волокнистых наполнителей
Связующие
Получение наполненных волокнами полимерных композитов (полуфабрикатов)
Получение композитов с короткими волокнами
Получение композитов с бесконечными волокнами (пропитка)
Получение композитов пропиткой низковязкими связующими (реактопластичными олигомерами)
Получение композитов пропиткой высоковязкими связующими (термопластами)
Литература
методы получения армированных волокнами полимерных изделий
Получение полимерных изделий, наполненных короткими волокнами
Получение армированных полимерных изделий напылением
Методы получения полимерных изделий, наполненных бесконечными волокнами
Методы получения изделий укладкой в форму
Изготовление изделий из отдельно взятых бесконечных волокон и связующего
А. Ручная укладка и пропитка
Вакуумная пропитка
Инжекционная пропитка
Методы получения изделий укладкой готового Пкм в форму
А. Методы формования изделий из Пкм с матрицей из реактопласта
А.1. Контактное формование
А.2. Вакуумное формование
А.3. Автоклавное формование
А.4. Гидроклавное формование
А.5. Формование эластичной мембраной
А.6. Компрессионное прессование
А.7. Формование эластичным пуансоном
Б. Формование изделий из Пкм с матрицей из термопласт
Б.1. Штампование
Б.2. Формование эластичной мембраной
Б.3. Формование эластичным пуансоном
Протяжка
Намотка
Технология намотки
Разновидности оправок
Намоточные станки
Намотка изделий из Пкм с термопластичной матрицей
Литература
смеси полимеров
Взаимная растворимость полимеров и адгезия между ними
Адгезия между полимерами и способы ее повышения
Механизм смешения полимеров и размер полимерных частиц
Структура двухфазных смесей полимеров
Механические свойства смесей полимеров
Упругость гетерофазных смесей полимеров
Прочностные свойства гетерофазных смесей полимеров
Усиление хрупких полимеров эластомерами
Термопластичные эластомеры на основе смесей полимеров
Литература
композиции на основе полимеров с жидкостями
Растворимость полимеров в жидкостях
Пластификация полимеров
Влияние пластификатора на различные свойства полимера
Влияние характеристик пластификатора на его пластифицирующую эффективность
Теории пластификации
Требования к пластификаторам
Литература
газонаполненные полимеры
Классификация газонаполненных полимеров
Классификация методов получения газонаполненных полимеров
Методы и принципы получения газонаполненных полимеров через стадию вспенивания
Методы получения газонаполненных полимеров без стадии вспенивания
Получение газонаполненных полимеров через стадию вспенивания
Теоретические основы вспенивания газом, выделяющимся в объеме полимера
Технологические приемы вспенивания
Вспенивание газом, растворенным в полимере под давлением
Вспенивание за счет растворенной в полимере легколетучей жидкости
Вспенивание за счет термического разложения твердых химических газообразователей
Вспенивание за счет газа, выделяющегося при взаимодействии компонентов полимерной композиции
Механическое вспенивание
Методы получения изделий при вспенивании полимеров
А. Экструзионный метод
Б. Литье при низком давлении
В. Заливка в форму
Г. Свободная заливка
Д. Напыление
Е. Компрессионное формование
Ж. Вспенивание гранул с последующим их спеканием
Структура и свойства газонаполненных полимеров
Применение газонаполненных полимеров
Литература