Введение к работе
Актуальность темы. Развитие современней авиационной, космической, судостроительной и других отраслей техники требует создания конструкционных материалов с высокими удельными упруго-прочностными характеристиками. Етим требованиям удовлетворяют волокнистые компоаиционные материалы, в частности, углепластики.
При создании конструкционных материалов с заданными свойствами задача прогнозирования прочности композитов чрезвычайно актуальна.
Одна из основных проблем, с которой приходится сталкиваться при разработке волокнистых композитов, - недостаточная прочность связи между армирующим волокном и полимерной матрицей. Для реиения этой проблемы проводят модификацию поверхности волокон , направленную на усиление адгезионного взаимодействия с матрицей. Многообразие поверхностных обработок и неоднозначность их влияния ни свойства композитов делают актуальной задачу оценки их зффективности.
Цель работы. Цель работы состоит в оценке влияния модификации поверхности на свойства углеродных волокнистых наполнителей і прошвзяровапги іречнеетк термопластичных композитов на их основе.
Научная новизна:
впервые предложено комплексно оценивать эффективность обработок поверхности углеродных волокнистых наполнителей по реализации их прочности в композите и адгезии к полимерной матрице;
равработан вкспресе-метод определения масштабной зависимости прочности волокнистого наполнителя и оценки его адгевии к полимеру из испытаний композитов с одиночным волокном (а.с.№1704015);
исследовалось кратковременное воздействие низких температур
на свойства углеродных волокон, предложен способ повышения прочности углеволокняетых наполнителей путем криогенной обработки (заявка на изобретение №4759364/26, положительное ренение от 20.08.1991 г.);
обнаружено влияние поверхностных обработок на распределение критических длив волокнистого наполнителя;
исследована реализация прочности углеродных жгутовых наполнителей в термопластичной матрице ПА-12, получена
Емпирическая зависимость коэффициента реализации прочности от параметров масштабной зависимости прочности, модуля упругости и объемного содержания волокнистого наполнителя в однонаправленном композите.
- експериментально подтверждено влияние природы полимерной матрицы на реализацию прочности волокнистого наполнителя в.композите.
Практическая значимость работы. Разработанный експресс-метод определения масштабной зависимости прочности волокон от их длины и оценки адгезии к полимерам позволяет оперативно оценивать влияние модификаций поверхности на свойства наполнителя и на атом основании осуществлять выбор оптимального вида и ремша обработки. Установленные закономерности реализации прочности углеволокнистых наполнителей в однонаправленных композитах позволяют прогнозировать прочность создаваемых материалов и формулировать обоснованные требования к упруго-прочностным свойствам армирующих волокон.
Апробация работы и публикации.?&,териалы диссертации докладывались и обсуждались на УП-й Всесоюзной и УШ-й Международной конференциях по механике композитных материалов (г.Рига, 1990, 1993 г.), на П-й Межотраслевой научно-технической конференции "Углеродные и другие жаростойкие, электропроводные волокна, композиционные материалы и их применение в народном хозяйстве" (г.Мытищи, 1990 г.), на 3-м Советско-Японском симпозиуме по композиционным материалам (г.Черноголовка, 1991 г.}. По материалам диссертации имеется 9 публикаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методических исследований и разработок, изложенных в 2-х глаЕах, экспериментальной части, содержаний 4 главы, заключения и выводов, и списка используемой литературы (144 источника). Работа изложена на 13 страницах, содержит 30 рисунков и 8 таблиц.