Эпоксидные композиты с высокими демпфирующими свойствами.

При работе высокоскоростных машин возникают вредные вибрации, снижающие их надежность. Эффективным средством борьбы с вибрациями является применение в конструкциях, подверженных воздействию динамических нагрузок, виброгасящих устройств. Существующие виды виброизоляторов, изготовленных из традиционнььх материалов, имеют большое количество недостатков (высокая стоимость, низкая долговечность, длительность монтажа и наладки). Поэтому эффективным является получение вибропоглощающих материалов из полимерных композитов с применением в их составе комплексных модифицирующих добавок, обеспечивающих высокий уровень вибродемпфирования.

В связи с этим исследованы эпоксидные композиты с высокими демпфирующими физико-механическими свойствами [11.3]. В процессе исследования разработаны научно-обоснованные принципы создания высокодемпфирующих композитных материалов, а также технологии их получения.

Разработана специальная комплексная добавка, позволяющая существенно повысить демпфирующие физико-механические свойства эпоксидных композитов. Выявлены особенности и закономерности изменения вибропоглощающих, а также технологических свойств эпоксидных композитов в зависимости от содержания модифицирующих добавок. Установлен механизм образования микроструктуры демпфирующих композитов. Выявлено основополагающее влияние тупиковых ветвей структурного каркаса на демпфирующие свойства полимерных композитов. Установлен универсальный критический индеке, характеризующий состояние тупиковых ветвей структурного каркаса.

В результате исследований разработаны модифицированные наполненные эпоксидные композиты с высокими демпфирующими физико-механическими свойствами, которые широко используются в настоящее время на станкостроительных предприятиях для изготовления демпфирующих устройств.

применения полимерных композитов в качестве материалов для изготовления демпфирующих устройств. Проанализированы механизмы вибропоглощения полимерных композитов.

Классифицированы полимерные композиты в зависимости от вида применяемых мономеров и отвер дител ей. Установлено, что в качестве матричного компонента для получения демпфирующих композитов целесообразно использовать эпоксидные смолы как матричные материалы, отличающиеся уникальным сочетанием технологических и эксплуатационных свойств.

Проанализированы общие закономерности структурообразова- ния и основные принципы технологии получения полимерных композитов.

Как правило, матричным связующим элементом рекомендована эпоксидная смола марки ЭД-20, отверждаемая аминным отвердителем- полиэтиленполиамином (ПЭПА). В качестве модифицирующих и пластифицирующих добавок рекомендованы полиизоцианат, простой полиэфир (лапрол-805А), раствор каучука (СКН-ЗОКТР), разбавитель - толуол. В качестве наполнителей для эпоксидных композитов могут быть использованы: молотый кварцевый песок с удельной поверхно- 2

стью 230 м /кг; рассеяный молотый керамзит с удельной поверхно-

2 2 2

стью отдельных фракций, равной 0,96 м /кг, 1,92 м /кг, 3,84 м /кг, 2

7,62 м /кг; пылевидная фракция молотого керамзита с полидисперс- ным составом.

При этом следует учитывать, что вибродемпфирующие свойства материалов существенно зависят от соотношения количества отверди- теля и модифицирующих добавок на структуру и от демпфирующих физико-механических свойств эпоксидной матрицы.

Установлено массовое содержание отвердителя, при котором эпоксидная матрица имеет стабильные демпфирующие физикомеханические свойства. По результатам проведенных исследований оптимизировано количественное содержание ПЭПА.

Вибропоглощающие свойства эпоксидной матрицы можно усилить путем ее модификации, которая основана на изменении химического строения получаемой многокомпонентной смеси путем введения целевых реакционно-способных добавок. Введение активной многокомпонентной добавки повышает коэффициент внутреннего трения, динамический модуль упругости, прочность и другие вязкоупругие характеристики.

Эффективным способом изменения температуры стеклования, а вследствие этого и усиления виброгасящей способности эпоксидной матрицы является введение в ее состав реакционно-способного каучука с концевыми функциональными группами. В процессе полимеризации такой многокомпонентной смеси образуется двухфазовая полимерная структура, состоящая из жесткой эпоксидной и диспергированной вязкоупругой каучуковой фазы.

Исследования показали [11.6], что введение эластифицирующей добавки в количестве 10% в состав эпоксидной матрицы существенно усиливает ее демпфирующие, но понижает упругие свойства. Это прослеживается по изменению коэффициента внутреннего трения в пределах 0,012-0,03 и динамического модуля упругости в интервале 4000 МПа-3000 МПа. Последнее оценивается как нежелательный эффект, снижающий жесткость и устойчивость сильно нагруженных вибродемпфирующих конструкций.

При изготовлении демпфирующих композитов целесообразно применять пористый наполнитель для получения лучших демпфирующих свойств.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >