Излагане на влага

Влагата присъства постоянно във всяка среда, както в тази, в която се получава композитният материал, така и в тази, където винаги се използва. Влияние на влагата върху компонента­Изследвано е подробно и е известно, че причинява постепенно разрушаване на свързващото вещество. Влагата се намира в различни форми и с течение на времето прониква във всички органични материали чрез контролиран дифузионен процес, докато в­Материалът няма да достигне равновесна концентрация на влага. Нагряването може да причини структурни промени в матрицата, които увеличават способността й да задържа вода. Като правило влагата влошава механичните свойства на матрицата. Отстраняването на влагата от епоксидни смоли чрез бавно изсушаване на матрицата води до възстановяване на механичните

Фигура: 19.2. Зависимост от температурата на стека­обработка на епоксидна смола от съдържащи­съдържание на влага C

Свойства на материала преди е­работно ниво. Влага ig­играе ролята на ефективен­укрепвател на смола, който омекотява матрицата и по-долу­стъклото притиска температурата ѝ­вания. Напоследък, поради значително увеличение на обема на­пластмаси на епоксидна смола в авиацията­космически превозни средства­tah специално внимание ude­изследването на влиянието на влагата върху тях. Можете да преброите--
Установено е, че влагата разрушава вторичните връзки между полимерните вериги, но не засяга първичните връзки. Този процес е обратим и не води до фатално разрушаване на матрицата. Единствената последица от идентифицираните ефекти на влагата върху композитни материали е, че дизайнерът трябва да ги разглежда заедно с други фактори на околната среда. Както е показано на фиг. 19.2, влагата значително понижава температурата на преминаване на стъклото на поли­размерна матрица. С увеличаване на влажността температурата на стъкло преминаване Tc пада.

Ефектът на влагата върху механичните свойства на епоксидни смоли, подсилени със стъклени и въглеродни влакна е изследван в последните трудове 114]. Композитен. AS/3501-6 от епоксидна смола и въглеродни влакна е произведен като 18-слоен (0 °, 45 °; 90 °; 8; 8; 2) панел и е втвърден при следните условия­viyah: 60 ° C, относителна влажност 98% - влага-топлинно стареене в продължение на 3 дни. при 60 ° C и относителна влажност­98% - 2 часа при 127 ° C. Увеличението на съдържанието на влага в материала в резултат на излагане във влажна среда за 90 дни и след 40 цикъла на излагане на топлина е показано на фиг. 19.3 срещу 19.4.

Фигура: 19.3. Увеличение на масовото поглъщане на влага С материал L5/3501-6, състоящ се от епоксидна смола и въглеродни влакна, в резултат на излагане t във влажна среда при 60 ° C и относителна влажност 98%: i - без покритие; 2,3 - покрити с фолио, съответно след и по време на втвърдяването; 4 - криви, получени чрез директно измерване; 5 - корекция за корозия на фолиото

В резултат на абсорбцията на влага козината намалява­технически характеристики на композитни материали (Таблица 19.1). Намаляване на сухотата при 127 ° C след 90 дни. експозицията във влажна среда достига 44%, а след 40 термични цикъла - 49% (фиг. 19.5). Съответното намаляване на якостта на опън в хоризонта­локалното срязване при 127 ° C е 51 и 56% (фиг. 19.6). Резултатите от тези изследвания са особено важни за свръхзвука­когато околната температура достигне 127 ° C за относително кратко време. При използване на конструкции, изработени от подобрен композит

Фигура: 19.4. Зависимост на масовото поглъщане на влага с панели (152.4X 152.4 mі от епоксидна смола и въглеродни влакна от броя на термичните цикли N (72 h, 60 ° C, относителна влажност 98%; 2 h, 127 ° C):

покрит с материал Alumazit-Z; 2 - непокрит; 3, 4 - покрити с фолио, съответно, след и по време на втвърдяването

А „при 127 ° С, МРа

Tsd (на хоризонта­

Tal shift) в

Бележки. 1. Условия на работа: контролна проба - нас - изсушена; излагане във влажна среда prn 60 ° C, относителна влажност 98%; един термичен цикъл - задържане за 3 дни при 60 ° С и относителна влажност 98%, след което 2 часа при 127 ° С.

2. Материал L5/3501-6 с ориентация от 18 слоя влакна (± 4570790707 ± 45 °), състоящ се от епоксидна смола и въглеродни влакна.

3. Покрития: след втвърдяване - с алуминиево фолио 2024TZ с дебелина 0,05 mm от двете страни на композитния материал; по време на втвърдяване - отгоре с перфорирано фолио 5036 с дебелина 0,08 мм и отдолу с обикновено фолио­гой 2024TZ с дебелина 0,05 мм.

Изискват се материали извън техните дизайнерски възможности­dimo ги предпазват от влиянието на влагата, което води до намаляване на якостта.

Разработени са два метода за покритие, които могат да предпазят ламинатите от проникване на влага [14]. И двата метода се основават на използването на алуминиево фолио, но в един от тях върху втвърдения ламинат се нанася твърдо фолио (wto­типична операция по залепване), а във втората - тя се комбинира с ламината по време на неговото втвърдяване. Когато се използват тези покрития, поглъщането на влага от подсилена пластмаса след­задържането във влажна среда и след термичните цикли ще намалее­измества с почти 65% (вж. фигури 19.3 и 19.4). Последващи изследвания­Изследванията показват, че при боядисване на фолиото спадът на абсорбцията на влага може да бъде още по-голям. Намаляване на абсорбцията на влага - Shcheniya допринася за по-добро запазване на якостните свойства

10 P/R Да. Любина 289

Фигура: 19.6. Запазване на процента на максимална якост при хоризонтално срязване DtSd AT 127 ° C от ламинирана пластмаса след излагане при различни условия (абсорбцията на влага е посочена в проценти):

1 - начална стойност на TSD - 100%; 2 - след задържане във влажна среда в продължение на 90 дни; 3 - след 40 термични цикъла; а - непокрит; b, c - покрити с фолио * съответно след и по време на втвърдяването

Композитен материал (вж. Таблица 19.1). На фиг. 19,5 чао­Показано е как се увеличава запазването на якостта на огъване и на фиг. 19.6 - Запазване на якостта на срязване на материала с покрития от двата вида след излагане на влажна среда и термични цикли. Резултатите от все още продължаващите изследвания показват, че при прилагане се постига още по-голям ефект­боядисано фолио. Работата, извършена по-рано във фирма Grumman и на други места, показа, че органичните покрития­продуктите от епоксидна смола и въглеродни влакна не осигуряват нивото на защита от влага, необходимо за предотвратяване на критично намаляване на якостта­в резултат на абсорбирането на влага.

---