Plastics_10_2018

w w w . p l a s t i c s . r u 40 СПЕЦТЕМА/ КОМПОЗИТЫ: ЛЕГКИЕ, ПРОЧНЫЕ, БЕЗОПАСНЫЕ П Л А С Т И К С № 1 0 ( 1 8 3 ) 2 0 1 8 Развивающийся сектор Композиты, или композиционные мате- риалы — искусственный продукт, получае- мый из двух и более разнородных веществ посредством физических и химических ме- тодов обработки и характеризующийся боль- шим разнообразием свойств и применений. Как правило, в современных композицион- ных материалах обязательно наличие матри- цы (основного компонента) и наполнителя (армирующих веществ). Перечень наполнителей в них чрезвы- чайно широк — от бумаги, древесины, на- туральных волокон, металлических листов и проволоки до химических волокон, сте- кловолокна, стеклотканей и стекложгутов, матов, рубленых волокон, каучуков; в по- следние годы их число пополнил широкий спектр наночастиц. Основное назначение наполнителей—обеспечение высоких проч- ностных показателей композитов. Число ма- триц значительно меньше, чаще всего они представлены пластмассами, керамически- ми материалами, металлами, бетоном и не- которыми другими промышленными про- дуктами. Матрица, передающая натяжения в различные области наполнителя, в конечном счете задает монолитность и общую стабиль- ность всему композиционному материалу. Характеристики его во многом связаны со свойствами используемых в его составе ве- ществ, но эта зависимость далеко не пря- молинейна. Путем экспериментирования и комбинирования состава ингредиентов всегда можно получить композит с заранее заданными свойствами. Это ценное качество оказывает решающее воздействие на разви- тие многих видов современной техники. В то же время само изготовление композицион- ных материалов концентрирует в себе важ- нейшие достижения научно-технического прогресса в области материаловедения и технологий переработки. Подходы к производству композитов едва ли можно считать новыми, посколь- ку они имеют более чем вековую историю. Например, коммерческий выпуск одной из крупнотоннажных групп композиционных материалов—стеклопластиков—был освоен еще в 1943 году в США компанией American Cyanamid. В настоящей статье речь пойдет главным образом о полимеризационных композиционных материалах — ПКМ. Это наиболее важный и быстро развивающийся сегмент, значительно более динамично раз- вивающийся, в отличие от других. Строго го- воря, к композиционным материалам также относятся металлические сплавы и некото- рые строительные смеси, но самыми коммер- чески успешными становятся сегодня именно ПКМ. Их стремительный взлет объясняется двумя причинами: новые материалы на базе эпоксидных смол, полиамида, полиуретана, углеродных волокон и так далее обладают не- виданным ранее потенциалом применения, кроме того, постоянно повышаются каче- ственные и эксплуатационные характери- стики изделий из полимерных композитов. Материальная база этого сектора постоянно развивается, например, в последнее время на рынке появились видыкомпозитов, содержа- щие армирующие наполнители из полимеров ипредставляющие собойполностьюсинтети- ческие полуфабрикаты (органопласты). Спектр свойств Важнейшими физико-механическими показателями ПКМ являются следующие: — легкий вес. Плотность подавляюще- го большинства полимерных композитов в 3 раза меньше плотности магния или алю- миния и в 5-6 раз меньше, чем у черных ме- таллов. Удельный вес изделий из полимеров, армированных стеклопластиками, колеблет- ся в диапазоне 0,4-1,8 г/см 3 . Но особенно низкой плотностью отличаются изделия, армированные углеродными волокнами; — прочность. По удельной прочности большинство ПКМ не уступают металлам; Переработка полимерных композитов по-прежнему является недешевым делом, так как имеет длительный цикл формования и зачастую низкий уровень автоматизации. Использование дешевых наполнителей и повышение их объема в конечном счете приводят к ухудшению качества изделий. Поэтому разработчики технологий и производители оборудования находятся в постоянном поиске новых подходов к переработке данных материалов Динамика технологий переработки ПКМ Владимир ГЛУХОВ, независимый эксперт Фото ENGEL