Эпоксидные полимеррастворы для ремонта и защиты строительных изделий и конструкций. Воронков А.Г - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

T
m
T
lg
τ
σ
0
–
13
γ
0
U
Рис. 34. Схема границ
работоспособности
композитных материалов
Отсюда следует, что введение твердых наполнителей, обладающих меньшим коэффициентом термическо-
го расширения, чем полимер, приводит к уменьшению α полимерной матрицы, увеличению значения Т
m
и по-
вышению работоспособности композита в целом (табл. 7).
Ошибка!
С введением полимерных дисперсных наполнителей существенно изменяется лишь силовая константа γ,
остальные три константы композитов (U
o
τ
m
и Т
m
) практически не меняются.
Пластификация не оказывает влияния на величину U
o
при разрушении. При этом, вследствие изменения
физической структуры и снижения концентрации напряжений в материале увеличивается силовой фактор γ, а
из-за уменьшения интенсивности межмолекулярного взаимодействия снижается термостойкость T
m
.
Таким образом, на основании характера поведения термофлуктуационных констант материала при раз-
личных видах модификации эпоксидного полимера можно установить направление наиболее эффективного
способа повышения работоспособности эпоксидных композитов применительно к конкретным условиям экс-
плуатации.
При этом, на первых этапах разработки строительных полимерных композиционных материалов (поли-
меррастворов, полимербетонов и прочее) целесообразно определить значения термофлуктуационных констант
для первоначального (базового) состава композита. По найденным значениям констант материала определяют
параметры его работоспособности при критических (максимально возможных) значениях эксплуатационных
воздействий (нагрузки, температуры) и строят номограмму (рис. 34), с помощью которой можно установить
допустимые границы применения материала при любых заданных значениях нагрузок и температур, а также по
известному характеру поведения констант эпоксидных композитов при модификации полимера, произвести
окончательную оптимизацию состава композита с заданными параметрами работоспособности и эксплуатаци-
онными характеристиками.
Тем не менее, определение качественного и количественного содержания используемых
компонентов ПКМ может потребовать достаточно сложных и трудоемких исследова-
ний, которые не всегда приводят к желаемому
результату. В особенности это касается первых этапов
подбора состава ПКМ, когда необходимо принци-
пиально определиться со способом модификации или
выбрать конкретный модификатор, наиболее отве-
чающий предъявляемым требованиям.
Снижение объема экспериментальных
исследований при оптимизации состава ПКМ
достигается за счет использования методов
математического планирования экспериментов,
применение которых позволяет получить
достоверные данные при минимально возможном количестве экспериментов.
Для получения более наглядного отображения результатов экспериментального поля может быть исполь-
зован способ графоаналитической оптимизации, который дает возможность прогнозировать характер измене-
ния свойств разрабатываемых материалов при применении различных способов модификации ПКМ с учетом
интер- и экстраполяции экспериментальных данных в широком диапазоне содержания в материале различных
модификаторов.
Рассмотрим пример оптимизации состава ПКМ на основе эпоксидной смолы ЭД-20 модифицированной
наполнителем и пластификатором. В качестве наполнителя использованы асбофрикционные отходы (АФО) –
мелкодисперсный полиминеральный порошок размером частиц 4…12 мкм (отходы производства асбестотехни-
ческих изделий). Пластификатором служит маточная смола эпоксидная (МСЭ) – отходы производства эпоксид-
ных смол. Отверждение композиций проводили полиэтиленполиамином (ПЭПА).
Для оптимизации состава ПКМ принят ортогональный композиционный план второго порядка для двух
факторов, в качестве которых приняты содержание в ПКМ наполнителя и пластификатора. В соответствии с
разработанным планом эксперимента проводим кратковременные испытания и получаем экспериментальные
зависимости прочности ПКМ от степени наполнения (рис. 35) и содержания пластификатора (рис. 9) при сжа-
тии, изгибе и срезе.
Рис. 33. Зависимость физических
констант пластмасс от среднего раз-
ме
р
а частиц наполнителя
0
0,4
0,8
1,2
020406080
-48
-36
-24
-12
δ
lgτ
δ=γ/γ
о
d, мм
lgτ
m

Страницы