Промышленные материалы для матриц
В качестве полимерных матриц (связующих) для композиционных материалов используются как термопластичные, так и термореактивные смолы. Однако в настоящее время первые применяют в меньших количествах, чем вторые. Полисульфон — наиболее типичный термопласт для препрегов. Термореактивные смолы в виде лаков используются только при «мокром» формовании слоистых пластиков. Эти смолы, а также твердые реактопласти на В-стадии отверждения служат материалами для препрегов. Некоторые полиимидные препреги содержат мономерные реагенты, которые сополимеризуются на В-стадии и отверждаются.
Полисульфоновые препреги—это сухие жесткие материалы. Температура их формования выше 193 °С. Их подвергают формованию при повышенных температурах для того, чтобы добиться получения хорошо отформованных поверхностей. Иногда такие КМ формуют вручную с помощью подогретого распылителя. Часто слои материала по отдельности формуют с эластичной диафрагмой, а затем завершают процесс формования в автоклаве. После этого их укладывают стопкой на заранее отформованную поверхность и формуют с эластичной диафрагмой при температуре ~204 °С и давлении ~1380 кПа. Материал переходит в вязкоте - кучее состояние, и в результате образуется монолитный слоистый пластик.
Применение термопластичных препрегов дает следующие преимущества:
Неограниченный срок годности при хранении;
Расплавление в течение нескольких минут в условиях равновесия;
Свойства при повышенных температурах практически не зависят от влажности.
Открытым остается вопрос, имеют ли модифицированные каучуком эпоксидные смолы какие-нибудь преимущества перед термопластами в процессе их эксплуатации при высоких температурах после выдержки в очень влажной среде. Разрабатываемые в настоящее время модифицированные эпоксидные смолы сулят очень радужные перспективы в отношении высокотемпературных свойств после экспозиции в условиях высокой влажности. Кроме того, новые эпоксидные смолы способны очень хорошо перерабатываться.
При «мокром» формовании слоистых пластиков и получении конструкций методом намотки волокном рекомендуется использовать лаковые типы эпоксидных, полиэфирных и фенольных смол без добавления инертных растворителей. Последнее связано с тем, что оастворители, улетучиваясь в процессе отверждения, увеличивают вероятность образования в КМ пустот. Можно все же применять разбавленные растворителем пропитывающие полимерные композиции, так как большинство инертных растворителей улетучивается, в то время как промышленные препреги продолжают находиться в В-стадии, т. е. сохраняют необходимые технологические свойства и с ними еще можно легко обращаться. Если по условиям формования слоистых пластиков не допускается содержание растворителей в препрегах, то для пропитки волокна используют смолы в В-стадии в виде горячего расплава. Поли - 84
имидные смолы, содержащие незаполимеризовавшиеся мономерные вещества, применяются для пропитки армирующих материалов в жидком виде. Затем они частично полимеризуются на самом волокне, что обеспечивает получение препрега с необходимыми характеристиками.