Физико-механические свойства сферопластиков в зависимости технологического процесса

Широко применяемым направлением снижения массы является замена традиционных конструкций сотовыми. Однако при этом возникает необходимость упрочнения сотовых конструкций, установки в них различного крепежа и т.п. Наиболее распространенным решением задачи по заполнению полостей и торцов сотовых конструкций, крепления закладных элементов (втулок, фитингов и др.) является использование полимерных сферопластиков. Сферопластики — легкие полимерные композиции на основе, как правило, эпоксидных или фенольных связующих, основным наполнителем которых являются полые микросферы. В составе сферопластиков используют также целевые добавки - высокодисперсные порошкообразные наполнители, пигменты, антипирены и т.п. Широкие возможности предоставляет использование в таких материалах комбинированных дисперсно-волокнистых наполнителей.
Помимо обеспечения процесса соединения элементов сотовых конструкций, сферопластик при эксплуатации участвует в восприятии и передаче действующих нагрузок, сохраняя заданный уровень прочности и долговечности соединения.
Широкие перспективы открывает использование полимерных сферопластиков на основе новых высокопрочных связующих в составе многослойных конструкций с обшивками из угле- или стеклопластика, обладающих высоким уровнем физико-механических, диэлектрических и теплофизических характеристик в различных условиях эксплуатации, в том числе при воздействии высоких температур и в условиях повышенной влажности.


1.Состав и свойства сферопластиков для авиационных сотовых конструкций

Сферопластики (Spheroplastics) – вид полимерных композиционных материалов, которые используются в промышленных разработках.
В качестве наполнителя в материале применяются стеклянные и полимерные микросферы объемом от 0,5 мкм до 200 мкм. Каждая техно задача, где потребуется понижение веса при невысокой теплопроводимости, высочайшей крепости и экономии размера, увеличенной стойкости к эрозии и брутальным средам может быть решена с использованием сферопластиков.
Одним из видов сферопластика считаются полимерные и эпоксидные модельные пасты с разными наполнителями.
Оснащение для модельных паст разрабатывается персонально с учетом технических притязаний клиента и гарантирует широкие способности использования передовых российских и иностранных паст, заполненных микросферами в сочетании с высокодисперсными порошковыми и другими наполнителями.
Качества сферопластиков:
-оригинальные теплоизоляционные качества в сочетании с невысоким водопоглощением;
-увеличенные прочностные свойства, твердость, облегченный вес;
-работа в широком спектре температур, понижение механической вибрации;
-стабильность к средам (морская вода, горючее, масло, нефть), блокировка ИК и СВЧ излучений;
-сбережение больших механических и радиотехнических данных в всевозможных критериях эксплуатации;
-увеличение плавучести и ударопрочности систем.
Использование сферопластиков:
-увеличение крепости и жесткости сотовых панелей в зонах установки крепежа при производстве внутренних систем самолетов, вертолетов, судов;
-создание термический изоляции;
-создание корпусов плавательных систем, буев, спасательных плотов;
-создание термоизолирующих, защитных сферопластиков;
-заполнение изоляционных покрытий и звукозащитных материалов;
-машиностроение: композиты, ремонтные шпатлевки, покрышки, бамперы и панели;
-изготовления оснастки, пуансонов и мастер-моделей;
-создание огнеупорных и звукозащитных материалов;
-обширное использование в кораблестроении, спасибо оригинальным теплоизоляционным свойствам с отсутствующим водопоглащением;
-использование в авиастроении, машиностроении и иных отраслях;
-защитное экранирование оснащения от наружных помех (в медицине и электронике).
Использование модельных паст с сферопластиками:
-прототипирование, создание макетов в естественную величину;
-наращивание мастер-модели и оснастки;
-создание формованных составляющих летательных аппаратов, судов и автомобилей;
-изготовка технической оснастки для ПКМ;
-изготовка крупномасштабных моделей, модели ветряных турбин.
Для подготовки и дозации сферонаполненных материалов, сферопластиков и модельных паст разработан размашистый ряд установок статического и статико-динамического смешения, обеспечивающих переработку материалов в согласовании с паспортными данными.
Созданное оснащение помогает изготовлять фасонные изделия, кубы, листы и изделия большущего объёма с широким спектром кажущейся плотности 250 – 1000кг/м3 для последующей механической обработки.
Имеющие место быть сферопластики на базе эпоксидных и фенольных связывающих имеют высочайший комплекс технологических и физико-механических качеств, регулировка их данных в зависимости от индивидуальностей использования в системы допускается в ограниченных границах.
Образовавшаяся обстановка послужила базой для разработки новых сферопластиков с высочайшими технологическими и эксплуатационными качествами, регулируемыми с учётом конструктивно-технологических и эксплуатационных характеристик изделия.
Большое внимание в нашей стране и за этапом в последнее время уделяется вопросу приготовления имеющих несколько слоев систем с внедрением в качестве нетяжелого заполнителя полимерных сферопластиков, позволяющих получить ряд значимых превосходств по сопоставлению с существующими системами с сотовым заполнителем.
Определенный интерес для приготовления имеющих несколько слоев систем вызывают сферопластики на базе цианэфирных связывающих, владеющие высочайшими механическими, теплофизическими и диэлектрическими чертами в всевозможных критериях эксплуатации, также при воздействии больших температур и увеличенной влаги.
Создание, в первый раз в российской практике, листового сферопластика на базе цианэфирного связывающего разрешило решить важную задачу получения имеющих несколько слоев систем для изделий авиационной техники.[1]
Действенным заключением по созданию сферопластиков с высочайшими технологическими и эксплуатационными качествами работает внедрение в их составе сочетаний полимерных связывающих с дисперсными и волокнистыми наполнителями.
В работе в первый раз проведены изучения, связанные с исследованием ведущих закономерностей сотворения сферопластиков, в первую очередь вопросов обоснованного выбора сочетаний заполнителей и полимерных связывающих, на базе итогов которых выработаны научные расклады к разработке сферопластиков с данным комплексом качеств для изделий авиационной техники.
В составе сферопластиков применены сочетания всевозможных типов заполнителей, выпускаемых предприятиями РФ, и показано воздействие данных частей на структуру и качества сферопластиков.
Решена значимая отраслевая задача по созданию ассортимента сферопластиков на базе недефицитных компонентов: сферопластиков для соединения составляющих сотовых систем и сферопластика для использования в составе имеющих несколько слоев систем авиационного предназначения.
Созданные сферопластики характеризуются сочетанием больших технологических и эксплуатационных свойств; владеют вероятностью их направленного регулировки в зависимости от конструктивного вещества и нрава деятельных нагрузок.
Поставлены главные закономерности сотворения полимерных сферопластиков с важным комплексом качеств с учетом притязаний, предъявляемых в зависимости от конструктивно-эксплуатационных характеристик изделия.
Показано, что с целью обеспечения важного значения качеств в составе сферопластиков важно применить сочетания всевозможных заполнителей - полые стеклянные микросферы, определяющие технологические и физико-механические качества сферопластиков и обеспечивающие вероятность их направленного регулирования; армирующие наполнители для увеличения ряда механических качеств -прочности при сжатии, ударной вязкости и т.п.; наполнители для придания особых качеств - антипирены, пигменты и др.
Показано, что для приготовления сферопластиков морозного отверждения с рабочими температурами до 80 °С для наполнения