Plastics_10_2013

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 2 8 ) 2 0 1 3 w w w . p l a s t i c s . r u 23 использовала фенопласты, наполненные «усами» сапфира, для изготовления стенок камеры сгорания и сопла ракеты, работаю- щей на гидразиновом топливе. Даже при неориентированном расположении «усов», например, в фенопластах, отмечалось увели- чение прочности на 20-50%, а для компози- ций с регулируемым расположением «усов» это значение было еще больше. По объему использования в силовых эле- ментах летательных аппаратов первое место среди армированных пластиков по праву принадлежит стеклопластикам на основе эпоксидных смол. Методом прессования из стеклопластика можно получать не только небольшие изделия—лопатки компрессоров, кронштейны, крышки лючков и другие, —но и крупногабаритные элементы — створки контейнеров, колеса, каркасы рулей, обте- катели, панели крыльев и фюзеляжа. Существенным недостатком стеклопла- стиков в авиации, особенно сверхзвуковой, является их низкая (по сравнению с металла- ми) удельная жесткость. Поэтому для их за- мены расширяется производство углеродо- и боропластиков, обладающих более высокой удельной жесткостью. Уменьшение веса деталей во всех назван- ных выше случаях применения угле- и боро- пластиков находится в пределах от 15 до 50%. По оценкам специалистов, в случае широ- кого использования боропластиков удается снизить массу вертолетов на 35%, военно- транспортных самолетов — на 22% и само- летов вертикального взлета и посадки — на 21%. При этом самолеты, в которых широко применяются ПКМ, дешевле изготовленных целиком из металла. На турбореактивном суперлайнере ком- пании Airbus А-380 композиты составляют до 18% от веса самолета, главным образом это углеродное волокно, или фиброкарбон. В середине 2003 года фирма Airbus Industrie показала фотографии центроплана крыла — основной силовой конструкции большого самолета A380, выполненного из углепласти- ка. Фирма Boeing объявила о создании ново- го 250-местного пассажирского самолета 7Е7 полностью из композиционных материалов. Дальше пошла фирма «Бомбардир», кото- рая заявила, что ее региональные самолеты и самолеты бизнес-класса будут строиться по технологиям фирмы Boeing, то есть станут полностью композитными. А вот Россия имеет приоритет в изготов- лении волокон и нитей из базальта, которые превосходят стеклянные по теплопроводно- сти и жаропрочности в 1,5 раза, по прочно- сти — в 2 раза, по гигроскопичности — в 40 раз. Разрушающие напряжения при рас- тяжении базальтового волокна достигают 480МПа (у стальной проволоки этот показа- тель 280-350 МПа). ПКМ на основе базаль- товых волокон и нитей можно использовать при температурах от -269 до +1000°С. Высокие прочностные свойства компози- тов позволяют реализовать при одинаковых весовых затратах большие удлинения крыла, за счет чего обеспечиваются более высокий уровень аэродинамических характеристик самолета, не достижимых на летательных ап- паратах с металлическим крылом; уменьше- ние расхода топлива практически вдвое, что, в свою очередь, оказывает положительное влияние на ряд других важных показателей, таких как увеличение коэффициента подъ- емной силы, уменьшение сопротивления самолета, уровень вредных выбросов в ат- мосферу, себестоимость перевозок. Теплостойкость и прозрачность… Полимерные материалы для деталей об- шивки самолета, нагревающихся из-за тре- ния о воздух и торможения потока, должны быть термостойкими. Такими термостойки- ми связующими для армированных пласти- ков, кроме модифицированных фенольных и циклоалифатических эпоксидных смол, являются полибензимидазолы. Композиции на основе карбонизован- ных полимеров, содержащие асбестовые и углеродные волокна и выдерживающие тем- пературы 800°С и выше, применяются для изготовления тормозных дисков на авиаци- онных колесах. А теплозащитные, стойкие к испарению и уносу вещества с поверхности под воздействием излучений и обтекающего потока горячего газа (абляционностойкие) покрытия из реактопластов, например, ас- бофенопластов с добавкой высокодисперс- ных порошков бора и графита, способны длительное время находиться в контакте с открытым пламенем, температура которого может быть выше 5000°С. Термостойкие композиционные мате- риалы применяют для облицовки выхлоп- ных труб и экранов ракетных двигателей. Двигатель для самолета важен не менее, чем обшивка. Сверхтермостойкий пластик получают, пропуская полиамидную пленку в вакууме над расплавленным бором. Пары испарившегося бора конденсируются на пленке, образуя сплошной кристаллический слой толщиной до 10 мкм. Затем несколько слоев такой пленки склеивают полиэпоксид- ными смолами. Не уступая титану в проч- ности и жесткости, полиамидный материал на 30% легче. Новый конструкционный ма-