Білім және ғылым
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 12.1-сурет.
- Газбен толтырылған полимерлердің құрылымы мен қасиеттері
12-тарауГАЗБЕН ТОЛТЫРЫЛҒАН ПОЛИМЕРЛЕР Газбен толтырылған полимерлер гетерогенді жүйе болып табылады. Олар полимер және газ фазаларынан тұрады. Газ ретінде ауа немесе кез келген басқа газдар қолданылады. Газды және полимерлік фазалардың көлемдік қатынасы 0,1:1-ден 30:1-ге дейін өзгеруі мүмкін. Газбен толтырылған полимерлер көбіктіпластар, кеуекпластар, интегралды және синтактылы көбіктер деп жіктеледі (12.1-сурет). Көбіктіпластарда газ ұяшықтары бір-бірімен бірікпейді, яғ- ни материал жабықкеуекті құрылымды болады. Кеуекпластар ашықкеуекті құрылымда, яғни ұяшықтар бір-бірімен бірігеді. Бұлай болу шартты түрде ғана, өйткені газбен толтырылған полимерлерде жабық және ашықкеуекті ұяшықтар кездеседі. Интегралды көбіктерде материалдың сыртқы қабаты біртұтас, монолитті, ал ішкі қабатында ұяшықтар бар. Синтактылы көбіктердің құрамы ерекше. Олар жабықкеуекті құрылымда, бірақ ұяшықтар полимерді газбен көбіктендіру арқылы алынбаған, ұсақ шар тәрізді бөлшектердің қатынасында пішін беріледі. Полимердің араластыру кезіндегі тұтқырлығы төмен, ал араластырып болған соң қатаюы керек. Мұнда кеуек құрылымды қалыптастыру және оларға пішін беру бір уақытта жүргізіледі. Газды ұяшықтардың құрылымы көбіктіпластардың қасиеттеріне едәуір әсер етеді. Ұяшықтың құрылымы газ түзілу механизмі мен жағдайына, газтүзгіш агенттің типіне және полимердің қасиеттеріне байланысты. Газбен толтырылған полимерді алу технологиялары бір-бірінен ерекшеленеді және алдын ала жоспарланған құрылымды материалдар алуға болады. Кеуекті жүйені жан-жақты сипаттайтын қасиетке көбіктің еселігі (Кe ) жатады. Көбіктің еселігі деп газбен 12.1-сурет. Газбен толтырылған полимердің құрылымы. а – жабықкеуекті; б – ашықкеуекті; в – интегралды; г – синтактылы көбік толтырылған композиттің көлемінің (V) бастапқы полимердің көлеміне (V0) қатынасын айтады. Кв V / V0 Әдетте, көбіктену еселігі 1,5 мен 400 аралығында болады. Көбіктіпластар алу үшін белгілі полимерлер қолданылады: полиолефиндер, поливинилхлорид, полистирол, фенол-формальдегид шайыры, карбамид – формальдегид шайыры, полиамид, полиуретан, целлюлоза эфирлері және т.б. Сонымен қатар кеуекті резеңке де алынады, оның эластикалық қасиеті өте жоғары. Газбен толтырылған полимерлердің құрылымы мен қасиеттері Полимерлік көбіктің негізгі морфологиялық бірлігі – газ құрылымдық элемент (ГҚЭ). ГҚЭ дегеніміз бірінші кеңістіктік құрылым, ол бір газ көпіршігінен, оның қабыршағы мен қабырғасынан тұрады. ГҚЭ-қатты және газ фазаларының қарапайым көлемі, белгілі-бір периодтылықпен және жоғары реттілікпен қайталанып, көбіктіпластың құрылымын құрайды. ГҚЭ пішінімен, мөлшерімен, текшелену түрімен және кеңістікте таралу типімен сипатталады. Кез келген көбіктің негізгі құрылымдық параметрлеріне жататындар: − композиттегі газдың көлемдік үлесі немесе көбіктену дәре- жесі; − бірлік көлемдегі газ ұяшықтары (көпіршіктер) саны; − газ ұяшықтарының мөлшері (диаметр); − ашық ұяшықтар үлесі немесе газ фазасының үздіксіздігі (көпіршік немесе губка). Көбіктіпластардың қасиеттерін осы параметрлер сипаттайды. Көбіктіпластың механикалық, жылу және дыбыс оқшаулағыш қасиеттері газды фазаның үлесі арқылы анықталады. Көбіктіпласты сығу және созу барысындағы беріктігі, серпімділік модулі көбіктену дәрежесі өскен сайын кемиді. Серпімділік модулін (М) Нильсен теңдеуі арқылы есептеуге болады: M1 1 AB2 , M 1 B2 B M1 / M 2 1 , M1 M 2 A 1 1m φ , 2 m мұндағы М, М1 және М2 – көбіктіпластың, полимердің және газдың ГКЭ-дегі сәйкес серпімділік модульдері, А =1,5; φ2 – газды фазаның көлемдік үлесі; φm – көбіктіпластағы газды көпіршіктердің көлемдік үлесі. Көбіктену дәрежесі өскенде ашық газ ұяшықтарының үлесі артады. Бұл көбіктіпластың сіңірушілік қабілетін және өтімділігін жоғарылатады (12.2-сурет). Алайда көбіктіпластың бұл қасиетін, ашық газ ұяшықтарының үлесін реттей отырып, едәуір өзгертуге болады. Ол үшін көбіктену кезіндегі технологиялық шарттарды игере білу керек. Көбіктіпластардың жылу өткізгіштігі өте төмен және ол көбік еселігі артқан сайын кемиді (12.2-сурет). Ұяшықтардың мөлшері көбіктіпластың қасиеттеріне едәуір әсер етеді. Газды фазадағы көпіршіктің мөлшері артқан сайын көбіктіпластың беріктік қасиеті төмендейді және үзілу кезіндегі шектік деформация мәні азаяды (12.3-сурет). Көбіктіпластың сіңіру қасиеттері және олардың өтімділігіне ашық ұяшықтардың үлесі күшті әсер етеді. Неғұрлым осы үлес көп болса, көбіктіпластың өтімділігі және сұйықтар мен газдарды сіңіруі соғұрлым жоғары болады. жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|