Можно ожидать, что армированные стекловолокнистым мате­риалом композиции имеют очень низкую усадку при формовании. Максимальное значение усадки S = 4 мкм/мм является типич­ным, но во многих композициях оно близко к нулю. Основной вклад в эту суммарную невысокую усадку при формовании вносят стекловолокно и неорганические наполнители, имеющие неболь­шую усадку при нагреве. Однако при комбинировании высоко­прочных волокон с малой усадкой и обычных быстроотвержаю - щихся смол, дающих усадку при нагреве, на границе матрицы с волокном развиваются значительные напряжения. Это приводит к возникновению таких вторичных эффектов, как волнистость по­верхности, коробление, поверхностные трещины и внутренние пустоты. Указанные недостатки характерны для композиций, не содержащих загустителей или добавок с низкой усадкой. Про­цесс химического загустевания, реализуемый в ЛФМ и некоторых СКП, уменьшает как усадку при отверждении, так и ориентацию 124

Б

S

З

E

Ж---- »

/

Д

Рис. 15.3. Изменение объема обычной полиэфирной смолы в процессе полимери­зации при 141 °С под давлением 1,4 МПа в присутствии 0,5 % катализатора трет - бутилпероктоата:

А — термическое расширение; Б — усадка при полимеризации и при охлаждении; В — завершение полимеризации (141 °С); Г — охлаждение; Д — окончательный объем; Е — начальный объем; Ж — усадка смолы (7,1 %)

И разрушение волокон при заполнении материалом формы, что приводит в дальнейшем к снижению вероятности образования таких дефектов без изменения механических свойств. Однако для обеспечения очень высокого качества поверхности и почти пол­ного отсутствия короблений необходимо предпринимать и другие меры, в частности вводить в композицию те или иные термопла­стичные материалы, к которым относятся полиэтилен, полисти­рол, поливинилацетат, а также метилметакрилат и др. Механизм действия акриловых мономеров, в частности метилметакрилате, приводящий к снижению усадки, заключается в следующем. Мономер не сшивает полиэфирные макромолекулы, а гомополи - меризуется за счет тепла, выделяющегося при отверждении поли­эфира, что приводит к возникновению пеноподобных окклюзий,

Которые, по-видимому, создают при своем образовании некоторое давление, препятствующее проявлению усадочных явлений при полимеризации полиэфира (рис. 15.3 и 15.4). Точный механизм действия других термопластичных добавок окончательно еще не установлен.

Наиболее заметно преимущества полимерных композиций с низ­кой усадкой проявляются в том, что изделия имеют гладкую по­верхность. Это очевидно из анализа кривых на рис. 15.5, где сравниваются полученные с помощью микрокордера (постав­щик —■ отделение «Майкрометрикэл» фирмы «Бендикс») значения волнистости поверхности образцов из СКП на основе малоуса­дочной и обычной смол [9 ]. Одновременно существенно снижаются и другие обычные недостатки композиций, например коробление.

Несмотря на то, что малоусадочные композиции имеют указан­ные выше преимущества, условия эксплуатации слоистых пла­стиков столь разнообразны, что в каждом случае приходится под­бирать специальные композиции, всесторонняя оценка которых еще не проведена. Как правило, механические свойства малоуса­дочных систем хуже, но несомненно и то, что механические, электрические и химические характеристики, приемлемые для широкого диапазона условий эксплуатации изделий, могут быть достигнуты и в малоусадочных композициях, а для получения из них деталей заданного цвета в композицию можно заранее вводить пигменты или окрашивать готовые изделия при мини­мальной подготовке поверхности. 126