Исследование взаимодействия на границе раздела фаз стержневых армирующих наполнителей и полимерной матрицы 3D углепластика «Грани»

Описан технологический прием сборки многомерных структур на основе стержней круглого сечения, получаемых из синтетического волокна методом пултрузии, который позволяет варьировать схемы армирования и изготавливать композиционные материалы с заданными свойствами пространственной анизотропии. Спецификой этого приема является разделение операций пултрузионного формирования микроструктуры углепластика в объеме армирующего стержня и последующее совмещение собранного из стержней армирующего каркаса с полимерным составом, образующим матрицу материала. Таким образом, первоначальное смачивание поверхности филаментов и вовлечение в процесс образования границы раздела фаз происходят при контакте с функциональным полимером, применяемым для изготовления стержня. В настоящее время технология изготовления армирующих стержней основана на использовании водного раствора поливинилового спирта. В работе показана возможность применения низковязких эпоксидных компаундов в качестве альтернативы поливиниловому спирту (ПВС). Рассмотрены вопросы выбора связующих, обеспечивающих взаимодействие на границе раздела матрица - поверхность стержня, а также влияния различных видов полимеров, применяемых для изготовления стержней, на свойства матрицы. Практическая значимость работы заключается в рассмотрении возможности увеличения прочностных свойств композита с учетом технологических возможностей метода сборки армирующих стержневых структур.

объемно-армированный полимерный композиционный материал, трехмерно-армированный углепластик, взаимодействие на границе раздела фаз, микроструктура углепластика, реализация прочности, стержневой армирующий наполнитель, bulk-reinforced polymer composite material, 3D reinforced carbon plastic, interaction at the interface, microstructure of the carbon fiber, strength implementation, rod reinforcing filler

1. Tong L., Mouritz A. P., Bannister M. K. 3D Fibre Reinforced Polymer Composites. - Oxford: Elsevier Science Ltd, 2002. P. 241.

2. Stig Fredrik. 3D-woven Reinforcement in Composites: PhD. - Stockholm, 2012. - 38 p.

3. Гареев А. Р., Малинкин Д. А., Колесников С. А. Исследование структурных дефектов 3D углепластика «Грани» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 12. С. 23.

4. Торнопольский Ю. М., Жигун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-армированные композиционные материалы. - М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

5. Инфракрасные спектры поглощения полимеров и вспомогательных / Под ред. В. М. Чулановского. - Ленинградское отделение «Химия», 1969. - 356 с.

6. Краузе С. Полимерные смеси. Т. 1 / Под ред. Д. Пола, С. Ньюмена. - М.: Мир, 1981. - 552 с.

7. Кербер М. Л., Головкин Г. С., Горбаткина Ю. А. и др. Полимерные композиционные материалы. - СПб.: изд. «Профессия», 2008. - 460 с.