Конструкционные полимерные композиционные материалы (1760,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.2

Ю.А. Михайлин КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 2-е издание, исправленное и дополненное Санкт-Петербург, 2010

Стр.3

УДК 66.06 ББК 35.719 М69 М69 Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. — СПб.: Научные основы и технологии, 2010. — 822 стр., ил. ISBN 978-5-91703-003-6 В книге приведена информация о принципах создания, составах, структуре, свойствах, ассортименте конструкционных полимерных композиционных материалов, в основном использующих в качестве наполнителей непрерывные минеральные, полимерные, углеродные волокна и текстильные формы из них (нити, ленты, ткани). Рассмотрены армированные термореактивные и термопластичные стекло-, органо-, углепластики (ВПКМ), поливолокнистые (гибридные) ВПКМ, многослойные металл-полимерные (супергибридные) материалы. Особое внимание уделено применению конструкционных ВПКМ различных типов, экономическим вопросам разработки и применения ВПКМ. Книга адресована специалистам, связанным с разработкой, совершенствованием и переработкой в изделия ВПКМ в различных областях техники, студентам, магистрам, аспирантам, и может быть использована преподавателями факультетов повышения квалификации инженерного состава отраслевых производств. УДК 66.06 ББК 35.719 Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-5-91703-003-6 © Михайлин Ю.А., 2010 © Изд-во «Научные основы и технологии», 2010

Стр.4

Содержание Введение 9 1. Принципы создания, составы, структура и свойства полимерных композиционных материалов 1.1. Структура и свойства полимерных композиционных материалов с непрерывными волокнами в качестве наполнителей (ВПКМ) 1.2. Трещиностойкость ВПКМ 1.3. Усталостная прочность ВПКМ 1.4. Эксплуатационные свойства ВПКМ и их оптимизация 1.5. Термоустойчивость ВПКМ 1.6. Термопластичные ПКМ (ТПКМ) 1.6.1. Особенности ТПКМ — гетерофазных полимерных композиций 1.6.2. ТПКМ с порошкообразными наполнителями 1.6.3. ТПКМ с дискретными волокнами 1.6.4. ТПКМ с непрерывными волокнами 1.6.4.1. ТПКМ, формируемые из пленочных препрегов 1.6.4.2. ТПКМ, формируемые из волоконных препрегов Литература 2. Связующие для ВПКМ 2.1. Тенденции развития термореактивных связующих 2.2. Термопластичные связующие Литература 3. Полимерные волокна и полимерные композиционные материалы на их основе 3.1. Полимерные волокна 3.1.1. Волокна из ароматических полиамидов 3.1.1.1. Технология получения полиарамидных волокон 14 15 34 43 52 76 78 82 86 88 95 96 100 104 107 118 183 195 199 208 209 210

Стр.5

6 3.1.1.2. Строение и структура полиарамидных волокон 3.1.1.3. Свойства полиарамидных волокон 3.1.1.4. Волокнистые полуфабрикаты из арамидных волокон 3.1.1.5. Применение волокон из полиарамидов 3.1.2. Волокна на основе жесткоцепных полимеров 3.1.3. Волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) 3.1.3.1. Теоретические предпосылки получения высокомодульных волокон из гибкоцепных полимеров 3.1.3.2. Технология получения волокон из СВМПЭ через гель-состояние 3.1.3.3. Ассортимент и свойства волокон из СВМПЭ 3.2. Материалы на основе полимерных волокон Содержание 217 222 236 247 251 257 260 267 283 286 3.2.1. Полимерные композиционные материалы с полимерными волокнами в качестве наполнителей (органопластики, кевларопластики) 288 3.2.1.1. Организация взаимодействия между компонентами в органопластиках 290 3.2.1.2. Термореактивные органопластики 293 3.2.2. Полимерные композиционные материалы с полимерными «матричными» волокнами 317 3.2.2.1. Тенденции развития термопластичных композиционных материалов (ТКМ) 3.2.2.2. Волоконная технология ТКМ 3.3. Применение материалов на основе полимерных волокон Литература 4. Углеродные волокна и композиционные материалы на их основе 4.1. Аллотропные и переходные формы углерода 4.1.1. Алмаз (sp3 4.1.2. Графит (sp2 4.1.3. Карбин (sp-гибридизация) 4.1.4. Углеродные наноструктуры 4.1.4.1 Фуллерены 4.1.4.2. Углеродные нанотрубки 4.1.4.3. Углеродные нановолокна 317 320 327 334 338 341 4.1.4.4. Углеродные наноструктуры в нанотехнологии 4.1.5. Углеродные и графитизированные волокна 4.2. Углеродные волокна на основе гидратцеллюлозы 4.2.1. Целлюлоза -гибридизация) 341 -гибридизация) 341 342 342 342 344 348 348 358 367 367 4.2.2. Технология получения углеродных волокон из гидратцеллюлозных волокон 375 4.2.3. Ассортимент, свойства и применение промышленных углеродных волокнистых материалов (УВМ) на основе ГЦ-волокон 4.3. Углеродные волокна на основе полиакрилонитрила 4.3.1. Полиакрилонитрил (ПАН) и ПАН-волокна 4.3.2. Технология получения углеродных волокон из ПАН-волокон 384 390 391 394 4.3.3. Структура и свойства углеродных и графитизированных волокон из ПАНволокон 409

Стр.6

Содержание 4.3.4. Ассортимент и свойства промышленных углеродных волокнистых материалов на основе ПАН-волокон 4.4. Углеродные волокна из пеков 4.5. Обработка поверхности углеродных волокон 4.6. Углепластики 4.6.1. Конструкционные свойства углепластиков 4.6.2. Термореактивные углеволокниты 4.6.2.1. Конструкционные свойства промышленных углеволокнитов на основе термореактивных связующих 4.6.2.2. Водопоглощение углеволокнитов 4.6.2.3. Электрофизические свойства углеволокнистых материалов и углеволокнитов 4.6.3. Термопластичные углеволокниты 4.6.4. Применение углепластиков Литература 7 420 440 454 471 474 491 491 506 514 4.6.2.4. Теплофизические и другие эксплуатационные свойства термореактивных углеволокнитов 527 534 558 574 5. Минеральные наполнители и полимерные композиционные материалы на их основе 5.1. Тенденции развития ПКМ с минеральными наполнителями 5.1.1. Микродисперсные минеральные наполнители и ПКМ на их основе 580 580 581 5.1.2. Нанодисперсные минеральные наполнители и нанокомпозиты на их основе 585 5.1.2.1. Полимерные нанокомпозиты с природными модифицированными минеральными наноразмерными наполнителями 586 5.1.2.2. Полимерные нанокомпозиты с синтетическими минеральными наноразмерными наполнителями 5.2. Минеральные волокна на основе SiO2 . Стеклопластики 5.2.1. Стеклянные волокна и текстильные формы из них 5.2.2. Организация взаимодействия между компонентами в стеклопластиках. Аппретирование. Аппреты 5.2.3. Свойства стеклопластиков 5.3. Базальтовые волокна и материалы на их основе 5.4. Карбидокремниевые волокна и материалы на их основе 5.5. Керамические поликристаллические волокна и материалы на их основе Литература 6. Поливолокнистые (гибридные) полимерные композиционные материалы 6.1. Упругопрочностные свойства поливолокнистых ВПКМ при статическом и динамическом нагружении 6.1.1. Упругие характеристики поливолокнистых ВПКМ 595 5.1.2.3. Полимерные нанокомпозиты с металлическими наноразмерными фазами 598 5.1.3. Минеральные волокна и ПКМ на их основе 599 605 605 620 637 648 662 681 687 692 695 695

Стр.7

8 6.1.2. Прочностные характеристики поливолокнистых ВПКМ 6.1.3. Синергические эффекты в поливолокнистых ВПКМ 6.1.4. Ползучесть поливолокнистых ВПКМ (ПВПКМ) 6.1.5. Ударная вязкость и трещиностойкость поливолокнистых ВПКМ 6.1.6. Динамическая усталость и демпфирующие свойства поливолокнистых ВПКМ 6.2. Конструкционные свойства промышленных поливолокнистых ВПКМ (ПВПКМ) 6.2.1. Углестеклопластики 6.2.2. Углеорганопластики 6.2.3. Органостеклопластики 6.2.4. Другие типы поливолокнистых ВПКМ 6.3. Применение поливолокнистых ВПКМ Литература 7. Многослойные металлополимерные (супергибридные) материалы Содержание 704 714 718 718 725 730 735 738 744 747 749 753 755 7.1. Металлоорганопластиковые многослойные материалы (Алоры, Arall) 758 7.2. Металлостеклопластиковые многослойные материалы (Сиалы, Glare) 769 7.3. Другие типы металлополимерных многослойных материалов 7.4. Применение металлополимерных многослойных материалов Литература 772 775 779 8. Экономические проблемы разработки и применения ПМ, ПКМ, ВПКМ 781 8.1. Производство и потребление полимерных материалов и их компонентов 8.2. Стоимость ПКМ, ВПКМ и их компонентов 8.3. Эффективность использования ВПКМ в конструкциях Литература Приложение. Критерии оценки технологических и эксплуатационных свойств полимерных и полимерных композиционных материалов 1. Критерии оценки технологических свойств 2. Критерии оценки эксплуатационных свойств 781 791 795 807 809 810 811

Стр.8