ИСТИНА

Известно, что самыми распространеннными матрицами для композитов (ПКМ) являются эпоксидные связующие, состоящие из эпоксидных олигомеров и отверждающих агентов, которые обеспечивают композитам на их основе высокие прочностные характеристики и жесткость. Однако такого рода ПКМ недостаточно гибкие и имеют невысокую устойчивость к знакопеременным и ударным нагрузкам (ударная прочность и трещиностойкость). Следовательно, существует научно-техническая проблема - как увеличить эластичность и ударные показатели композитов, не ухудшив, а, по возможности, и улучшив при этом их прочностные характеристики. Известны два пути решения этой проблемы: первый - эластификацией эпоксидной матрицы с помощью физической или химической её модификации; второй - использованием другой матрицы-наиболее подходящей для этих целей являются уретановые связующие. Актуальность, новизна и практическая значимость работы обусловлена тем обстоятельством, что для создания ПКМ (угле- и стеклопластиков), обладающих улучшенными прочностными и ударостойкими характеристиками, в сравнении с традиционными эпоксидсодержащими композитами, мы используем эпоксиуретановые (ЭУ)- и уретановые (ПУ)-связующие, адаптированные для применения к методам прямого прессования и вакуумной инфузии. Необходимо отметить, что- во-первых: модификация эпоксидных олигомеров уретановыми фрагментами, приводящая к получению ЭУ-матриц осуществлялась нами с помощью перспективного безизоцианатного метода с использованием ди-и- трифункциональных олигоэфирциклокарбонатов (торговое название-Лапролаты) и аминных отвердителей; во-вторых: впервые в России осуществлено использование ПУ-матриц для получения ПКМ методом вакуумной инфузии. Цель данной работы заключается в создании эпоксиуретановых и уретановых связующих, получении опытных образцов ПКМ на их основе и проведении их испытаний. В результате проведения НИОКР получены следующие результаты: - осуществлен подбор наполнителей и исходных компонентов для получения ЭУ и ПУ- связующих; - разработана методика изготовления эпоксиуретановых и уретановых связующих, адаптированных к требованиям методов прямого прессования и вакуумной инфузии; - проведено исследование реологических свойств указанных связующих; - осуществлено изучение процессов отверждения связующих и проведена оценка их времени жизни методами реокинетики и ДСК. - отработаны технологии получения угле- и стеклопластиков на основе ЭУ- ПУ- матриц методами прямого прессования и вакуумной инфузии. Впервые в России получены образцы угле-и стеклопластиков на основе полиуретановых связующих; - установлена необходимость проведения стадии пост-отверждения композитов на основе ЭУ-и ПУ-матриц, после выемки их из формующих оснасток; - проведено детальное изучение физико-механических свойств образцов: отвержденных полиуретановых и эпоксиуретановых связующих; угле-и стеклопластиков на основе ЭУ-матриц, полученных методом прямого прессования и вакуумной инфузии; угле-и стеклопластиков на основе ПУ-матриц, полученных методом вакуумной инфузии; - на основании этих исследований установлено, что: 1) отвержденные ЭУ-матрицы и ЭУ-стекло- и углепластики, полученные методом прямого прессования показывают лучшие прочностные и ударопрочные характеристики нежели соответствующие образцы на основе не модифицированной эпоксидной смолы и коммерческого компаунда ЭТАЛ-29; 2) ЭУ-стекло- и углепластики, полученные методом вакуумной инфузии показывают лучшие прочностные и ударопрочные характеристики нежели композиты на основе коммерческих эпоксидных компаундов Этал-Инжект и Т20/60 ; 3) стекло- и углепластики на основе ПУ-матриц превосходят по ударопрочным показателям соответствующие образцы стекло- и углепластиков на основе коммерческого компаунда Этал-Инжект; прочностные свойства ПУ-стеклопластиков при растяжении и изгибе сопоставимы со стеклопластиками на основе коммерческого компаунда Этал-Инжект, но уступают показателям Т20/60; - определен температурный диапазон эксплуатации композитов на основе эпоксиуретановых и уретановых матриц.