Органопластики

ОРГАНОПЛАСТИКИ, композиц. материалы, содержащие в качестве армирующего наполнителя орг. волокна в виде нитей, жгутов, тканей, нетканых материалов, матов, войлока, бумаги. Наиб. широко применяют синтетич. волокна (особенно арамидные), реже-прир. и искусственные (см. Волокна химические. Термостойкие волокна].

Характерные св-ва органопластиков: низкая плотн. (1,1-1,4 г/см³), высокие прочностные, диэлектрич., теплоизоляц. характеристики, ударная вязкость, хим. стойкость, радиопрозрачность, более высокая способность демпфировать мех. и звуковую вибрацию, чем у стеклопластиков и др. композиц. материалов. Св-ва определяются природой волокна и связующего, видом, ориентацией и содержанием наполнителя, взаимод. на границе волокно-связующее, технологией изготовления.

Связующими в термореактивных органопластиках служат эпоксид-ные, полиэфирные и фенольные смолы, полиимиды; степень наполнения 40-70%. Наиб. высокими мех. св-вами обладают органопластики на основе арамидных волокон (табл. 1). По уд. прочности при растяжении эти органопластики превосходят стеклопластики в 1,5-1,8 раза, а по уд. модулю упругости - более чем в 2 раза. При растяжении органопластиков на основе непрерывных ориентированных арамидных волокон в интервале от -250 до 200 °С наблюдается линейная зависимость деформации от нагрузки, а также рост модуля упругости с понижением т-ры. При сжатии у арамидных органопластиков, а также при растяжении и сжатии у органопластиков, армированных большинством др. волокон, проявляются пластич. св-ва.

Осн. недостаток арамидных органопластиков-низкая прочность при сжатии вдоль волокон (в 5-10 раз меньше, чем при растяжении).

Арамидные органопластики способны выдерживать в течение 1000 ч статич. нагрузки, по величине равные 90% от разрушающего напряжения при растяжении, длительно работают при повыш. т-рах (180-200 °С), обладают высокой усталостной прочностью. Способность поглощать мех. вибрации и звук в 2-4 раза выше, чем у стеклопластиков, и в 10-40 раз выше, чем у алюминиевых сплавов.

Для арамидных органопластиков характерна низкая диэлектрич. проницаемость ( 3,7-4,2) в широком диапазоне частот (1 кГц-10 ГГц); tg 0,018-0,025, 5·10¹⁵ Ом·см, 5·10¹⁵Ом, дугостойкость 120-130 с, электрич. прочность 250-380 кВ/см.

Теплопроводность органопластиков (наполнитель-ткани, жгуты или нити) в направлении, перпендикулярном слоям, составляет 0,012-0,020 Вт/(см·К), а коэф. линейного термич. расширения вдоль волокон может иметь отрицат. значение (напр., от -2·10^-6 до -4·10^-6 К^-1). Для арамидных органопластиков характерна высокая хим. стойкость к действию орг. р-рителей, смазочных масел, жидких топлив и воды. Арамидные органопластики на основе полиимидных и фенольных связующих обладают огнестойкостью и низким дымовыделением при горении.

Связующим в термопластичных органопластиках служат, напр., по-лиуретаны, полиэтилен, полипропилен, фторопласты, ПВХ (табл. 2); содержание наполнителя 2-70% по объему. Упрочнение термопластов синтетич. волокнами в ряде случаев позволяет повысить ударную вязкость, улучшить сопротивление усталости и растрескиванию под напряжением.

Технология произ-ва органопластиков и изделий из них такая же, как стеклопластиков (см. Полимерных материалов переработка). Оганопластики широко применяют: в авиа- и космич. технике, авто- и судостроении, машиностроении для изготовления элементов конструкций, пулезащитной брони, радиопрозрачного материала; в электро-, радио- и электронной технике-для обмотки роторов электродвигателей, произ-ва электронных плат с регулируемой жесткостью и высокой стабильностью размеров; в хим. Машиностроении - для произ-ва трубопроводов, емкостей; для произ-ва спортивного инвентаря и в др. отраслях пром-сти.

Табл. 1.-СВОЙСТВА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ОРГАНОПЛАСТИКОВ УКАЗАННОГО СОСТАВА

* Прочность при межслоевом сдвиге 30-80 МПа, прочность при сдвиге в плоскости слоев 90-110 МПа, модуль упругости при сдвиге в плоскости слоев 2,0-2,1 ГПа, прочность при смятии 150-300 МПа.

Табл. 2.-СВОЙСТВА ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ОРГАНОПЛАСТИКОВ УКАЗАННОГО СОСТАВА