Доминик В. Росато

В 1979 г. в США было произведено различных композиционных материалов (КМ), или композитов, включая наполненные пласт­массы, более 3,6 млн. т, из которых более 0,9 млн. т приходится на стеклопластики, столько же — на асбонаполненные материалы и около 1,8 млн. т — на композиты, армированные химическими и натуральными волокнами. Общая стоимость производимых материалов превысила 6 млрд. долл.

Нет ничего удивительного в том, что в наше сложное для специалистов время, которое характеризуется бурным развитием отраслей с принципиально новой технологией, экономические рычаги в исследованиях стали существенно более сильными, нежели это было ранее [1, 2]. Существенный прогресс в области КМ, и в особенности армированных пластиков (АП), был достиг­нут в начале 40-х годов, когда были созданы первые высокопроч­ные композиты [3—14].

Еще перед второй мировой войной АП были способны конку­рировать с другими конструкционными материалами. В 1941 г. в США был подписан первый правительственный контракт на создание деталей из прочесанного хлопкового волокна, пропи­танного фенольной смолой. Композит отверждали под давлением 14 МПа. В 1942 г. методом прессования при низком давлении были получены КМ с использованием полиэфирных связующих. В конце второй мировой войны уже успешно применялись КМ, армированные стекловолокнами (СВКМ).

Дальнейшее развитие промышленности, выпускающей АП, привело к тому, что сейчас не существует области техники, где не применялись бы эти материалы. Они используются при созда­нии судов и автомобилей, при строительстве жилья и при обору­довании складских помещений. Специфические свойства различ­ных армированных волокнами пластиков (АВП) расширили тра­диционные области применения полимерных материалов.

На начальных этапах развития производство АП сдержива­лось высокими ценами на сырье и относительно медленными и дорогими способами получения этих материалов. Сегодня в этой области наблюдается такой прогресс, что прирост производства

0 I___________________ _J____ Al Г-"_________ I________ I------------

1900 1920 №0 I960 1980 год

Рис. 1.1. Тенденции роста однонаправленных механических свойств АВП и обычных конструкционных материалов:

1 — отношение предела прочности при растяжении (временного сопротивления) к плот­ности <Ja/p: 2 — отношение предела прочности при сжатии к плотности аС1к/Р - 3 — от­ношение модуля упругости при растяжении к плотности Е/р

Измеряется суммой почти 1 млрд. долл. в год. Кроме объемов производства, совершенствуются качественные характеристики самих АП. На рис. 1.1 показана динамика роста механических свойств АВП; отчетливо прослеживается перспектива создания более легких и более прочных материалов.