Физико-механические свойства наполненных полимерных пленок - Разработка композиционного многослойного полимерного радиопоглощающего материала на основе поливинилхлоридных пленок, наполненных диспергированным углеродным волокном

Исходя из области применения радиопоглощающих полимерных материалов, можно утверждать, что наряду с радиофизическими характеристиками огромное значение имеют и их физико-механические свойства. Материалы могут использоваться для изготовления изделий сложной формы, при этом они должны обладать достаточно высокими показателями, в частности прочностью и эластичностью.

В настоящей работе было исследовано влияние электропроводящего наполнителя на прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве монолитных и пористых пленок на основе поливинилхлорида, модифицированных углеродным волокном.

Испытания проводили по методике, изложенной в разделе 2.2. Результаты проведенных исследований представлены на рисунках 43-46.

Анализ полученных данных показал, что для наполненных монолитных и пористых пленок характерна общая тенденция снижения относительного удлинения и прочности при введении углеродного волокна. Следует отметить, что образцы, вырубленные вдоль направления движения ракли, обладают более высокими показателями физико-механических свойств. Это связано с тем, что углеродные волокна преимущественно ориентированы вдоль движения ракли, а его атомы объединены в микроскопические кристаллы, которые выровнены параллельно друг другу, что придает волокну большую прочность на растяжение.

Из диаграмм (рис. 43, 44) видно, что по сравнению с ненаполненными монолитными пленками заметное снижение данных характеристик наполненных пленок, достигается при небольшом содержании углеродного волокна - 0,25 мас. ч. на 100 мас. ч ПВХ. Дальнейшее увеличение степени наполнения пленок углеродным волокном до 0,75 мас. ч. практически не влияет на уменьшение прочностных характеристик. При степени наполнения больше 0,75 мас. ч. наблюдается вторичное снижение показателей физико-механических свойств.

Снижение относительного удлинения при разрыве наполненных пленок является следствием сорбции углеродным волокном пластификатора и снижения его содержания в полимерной матрице. При увеличении содержания углеродных волокон возрастает доля сорбированного пластификатора, возрастает жесткость полимерной матрицы и соответственно снижается удлинение при разрыве, что подтверждается экспериментальными результатами. Однако при этом увеличение жесткости должно сопровождаться возрастанием прочности, которая согласно экспериментальным данным монотонно снижается. Объяснение такого эффекта связано с формированием локальных дефектов полимерной матрицы в местах расположения углеродных волокон, количество которых возрастает с ростом степени наполнения. В местах дефектов появляются локальные участки перенапряжения, что отражается уменьшением прочности по мере возрастания содержания наполнителя.

Содержание углеродного волокна в пористых пленках на основе ПВХ, как показано на диаграммах (рис. 45, 46), влияет незначительно на показатели прочности и относительного удлинения. Однако показатели физико-механических свойств пористых пленок практически в два раза ниже показателей монолитных пленок на основе поливинилхлорида. Это можно объяснить тем, что газонаполненной структуре пористых пленок характерен высокий уровень развития внутренних напряжений. Следовательно, физико-механические свойства пористых материалов в большей степени зависят от пористости: то есть от количества пор, их распределения и отношения свободного объема пор к объему монолитного материала.

диаграмма относительного удлинения при разрыве монолитных пленок на основе пвх, наполненных углеродным волокном

Рис. 43. Диаграмма относительного удлинения при разрыве монолитных пленок на основе ПВХ, наполненных углеродным волокном

диаграмма прочности при растяжении монолитных пленок на основе пвх, наполненных углеродным волокном

Рис. 44. Диаграмма прочности при растяжении монолитных пленок на основе ПВХ, наполненных углеродным волокном

диаграмма относительного удлинения при разрыве пористых пленок на основе пвх, наполненных углеродным волокном

Рис. 45. Диаграмма относительного удлинения при разрыве пористых пленок на основе ПВХ, наполненных углеродным волокном

диаграмма прочности при растяжении пористых пленок на основе пвх, наполненных углеродным волокном

Рис. 46. Диаграмма прочности при растяжении пористых пленок на основе ПВХ, наполненных углеродным волокном

Похожие статьи




Физико-механические свойства наполненных полимерных пленок - Разработка композиционного многослойного полимерного радиопоглощающего материала на основе поливинилхлоридных пленок, наполненных диспергированным углеродным волокном

Предыдущая | Следующая