Эпоксидные полимеррастворы для ремонта и защиты строительных изделий и конструкций. Воронков А.Г - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

При определенной степени наполнения происходит фазовый переход матрицы из объем-
ного состояния в пленочное, затрагивающий весь объем композита, что приводит к повыше-
нию прочности композита. При высокой концентрации наполнителя значительно увеличива-
ется дискретность пленочной структуры матрицы, что обусловлено дефицитом полимерного
связующего и приводит к общему понижению прочностных характеристик материала.
Согласно полиструктурной теории композиционных материалов структура полимерных
композитов с дисперсным наполнителем склонна к самоорганизации с образованием класте-
ров [13]. Под кластером понимается группа частиц наполнителя, разделенных тонкими про-
слойками полимера, полностью находящимися в пленочной фазе. Кластерные структуры из
дисперсных частиц образуются вследствие протекания процессов (диффузионных, седимен-
тационных и т.п.), связанных с самопроизвольным относительным перемещением частиц на-
полнителя, а также в результате вынужденного их движения при перемешивании. Процесс
кластерообразования начинается с взаимодействия двух частиц. Ввиду того, что структура
граничного слоя формируется в результате стремления частиц наполнителя снизить свою
поверхностную энергию, энергетически более выгодно, когда граничные (фейзонные) слои
отдельных частиц начинают взаимодействовать. Это приводит к неравномерному распреде-
лению частиц, но способствует компенсации энергетического избытка. Частицы начинают
формироваться таким образом, чтобы полимер в пространстве между ними полностью пере-
ходил в ориентационно-упорядоченное состояние с образованием линейных кластеров (рис.
5).
Ошибка!
Рис. 5. Схема кластерообразования в полимерном композите:
а – образование линейного кластера (1 – элементарный двухчастичный
кластер); б – преобразование неустойчивого линейного кластера
(1 – линейный кластер, 2 – кольцеобразный кластер)
Увеличение длины линейных кластеров происходит до определенных размеров, после
чего он становится гидродинамически неустойчивым и распадается на несколько малых ли-
нейных кластеров или образует кольцеобразный кластер (рис. 5, б). Кольцеобразные класте-
ры группируются между собой с образованием пространственных ячеистых кластеров, пред-
ставляющие собой искаженные сферы, периферийный слой которых состоит из частиц на-
полнителя, чередующихся с пленочной фазой матрицы, а внутренняя область свободна от
частиц и содержит матрицу в объемном состоянии. Если наполнитель полидисперсен, то в
процессе его совмещения с полимером мелкие частицы «захватываются» поверхностью
крупных частиц, в результате чего возникают плотные клубковые кластеры.
Кластеры, свободно распределенные в объеме материала и не связанные между собой, не
производят упрочняющего действия. При разрушении они могут служить стопором трещин,
снижая их скорость распространения, что приводит к повышению трещиностойкости компо-
зитов. Увеличение прочности происходит в том случае, когда в объеме композита образуется
а
)
б
)
1
2
1
2
r
c
2
r
c

Страницы