В настоящее время наиболее распространенными армирующими компонентами при создании композиционных материалов яв­ляются стеклянные, полиамидные, асбестовые волокна, бумага (целлюлозные волокна), хлопок, сизаль, джут и другие нату­ральные волокна. Все большее место в технологии производства композитов занимают такие материалы, как углеродные, графито­вые, борные, стальные волокна и усы (очень короткие армиру­ющие волокна, обычно кристаллические). Выбор того или иного армирующего наполнителя определяется ценой, составом и тех­нологическими требованиями, предъявляемыми к свойствам АП.

Большое количество стеклопластиков применяется при изго­товлении различных коммерческих товаров (например, в автомо­биле - и приборостроении). Одним из основных направлений использования таких КМ является производство ракет, самоле­тов, надводных и подводных обшивок кораблей. Стекловолокно является основным видом армирующего материала для упрочнения различных пластиков, так как его стоимость невысока.

Из бумаг для целей армирования обычно используется три типа: крафт-бумага, обладающая сравнительно высокими проч­ностными показателями по сравнению с другими видами бумаги; альфа-бумага, используемая в электротехнике, и бумага из вторсырья, обладающая низкой чувствительностью к влаге и хорошими механическими свойствами.

Хлопковые волокна сочетают в себе высокие прочность, по - годостойкость, технологичность и достаточную жесткость. Тол­щина и масса материала могут меняться в зависимости от того, какие свойства хотят получить от КМ.

Полиамидные (нейлоновые) волокна используются для арми­рования обычно в виде тканей. Они образуют прекрасные электро­изолирующие слоистые материалы, применяемые в электронной промышленности. Эти волокна обладают низкой смачиваемостью, хорошей устойчивостью к истиранию и хемостойкостью.

Асбестовые волокна наряду с прочностью, устойчивостью к действию открытого пламени, обладают тепло - и хемостой - костью [15—28]. Сизаль и джут используются как в сочетании со стекловолокном, так и независимо для снижения стоимости материалов при строительстве складов и т. п. 20

Углеродные и графитовые волокна обладают целым рядом особенностей по физико-техническим и химическим свойствам. Эти волокна имеют высокие предел прочности (временное сопро­тивление ав) и модуль упругости Е при растяжении, что опре­деляет их промышленную ценность (табл. 1.1).

1.1. Свойства наиболее распространенных металлических и неметаллических армирующих материалов

Примечания: 1. Борные волокна содержат сердцевину из борида вольфрама.

2. «Усы» обладают очень высоким пределом прочности и сверхвысоким мо­дулем упругости при растяжении: окись алюминия — сгв = 12,4 ГПа; гра­фит — сгв = 20,7 ГПа, Е = 690 ГПа; железо — ав = 13,8 ГПа.

Термореактивные связующие (полиэфирные, фенольные, поли - имидные и эпоксиды) наиболее часто используются в стеклопла­стиках. В последнее время все большее внимание привлекают КМ на основе термопластов (в частности, поликарбонаты, АБС-сопо­лимеры, полиацетали и полистирол), армированные короткими волокнами.

В качестве армирующего наполнителя используются также разнообразные материалы: алюминиевые порошки (окись алюми­ния), асбест, карбонат и силикат кальция, продукты целлюлоз­ного производства, хлопок в различных формах, стекловолокно, стеклосферы, Граниты, порошок окиси железа, слюда, кварц, сталь, карбид кремния, окись титана и карбид вольфрама. Выбор наполнителя диктуется требованиями, предъявляемыми к мате­риалу и технологии получения АП. В качестве армирующего на­полнителя могут быть использованы и длинные волокна.

Положительный эффект применения наполнителей выражается в увеличении прочности и жесткости материалов, улучшении теплопроводности и теплостойкости, повышении износостойкости и ударной вязкости; уменьшении коэффициента линейного расши­рения, амплитуды экзотермических пиков и пористости; улучше­нии поверхности и в отдельных случаях в удешевлении материа­лов. Однако введение наполнителей вызывает появление и отри­цательных свойств. Наполнители накладывают ряд ограничений на технологию получения КМ и сокращают «время жизни» не­которых связующих.