Воздействие температуры |
Армированные пластмассы работают в широком диапазоне температур с максимальными перепадами от —54 до +121 °С в конструкциях военного назначения и при еще более высоких температурах, если имеются какие-либо дополнительные источники тепла, кроме естественных. Прочность и жесткость обычно не изменяются при низких температурах, а в некоторых случаях даже увеличиваются. При отрицательных температурах полимеры становятся менее гибкими и в результате этого более чувствительными к усталостному разрушению под действием переменных механических нагрузок. Все смолы имеют определенные пределы рабочих температур и разрушаются в большинстве случаев при неправильном подборе матрицы (связующего) для данных температурных условий. Термическая усталость, или многократные циклы нагрев—охлаждение, может вызвать появление локальных механических напряжений в результате последовательных тепловых расширений и сжатий. Это явление в случае несовместимости смолы и армирующего материала может оказаться основной причиной разрушения.
Высокие температуры могут вызвать деструкцию смол, а почти все химические реакции ускоряются с повышением температуры. Армированные пластмассы могут применяться и при высоких температурах, но, повторяем, только при правильном выборе полимерной композиции. Если температурные максимумы эксплуатации превышают 121 °С, то большинство матриц, перерабатываемых при комнатной температуре, оказываются непригодными. Применяемые в настоящее время промышленные смолы, отверждающиеся при высоких температурах, можно эксплуатировать при температурах, превышающих 316 °С. Один из наиболее легкодоступных и, в большинстве случаев, надежных видов информации, который можно получить из производственной литературы, — это допустимый температурный диапазон эксплуатации материала. Пределы рабочих температур для некоторых смол приводятся Д. Росато [18]. Выбирая смолу для конкрет - 292 ных условий эксплуатации, необходимо подобрать ее так, чтобы она полностью отвечала требованиям именно этих условий, правда, как правило, за счет ухудшения каких-то других свойств.
При повышении температуры свойства композиционного материала не меняются до достижения точки начала размягчения связующего. При достаточно сильном нагреве твердая матрица достигает температуры стеклования, когда полимер переходит из стеклообразного состояния в высокоэластическое. При этой температуре наблюдается заметное ухудшение механических свойств матрицы. В большинстве областей применения нельзя допускать нагрев матриц выше температуры стеклования.