Сучасні напрямки розвитку композитів на основі полімерів
Сучасна техніка пред'являє найрізноманітніші вимоги до полімерних матеріалів. Припустимо, потрібно підвищити міцність і жорсткість полімеру, знизити його вартість, зменшити щільність. З кожною з цих завдань успішно справляються додаванням в полімер різних наповнювачів. Яких саме? Це залежить від конкретних запитів споживачів матеріалу. Наприклад, міцність підвищують введенням в полімер пружних високоміцних волокон, а зниження вартості домагаються, наповнюючи полімер такими дешевими продуктами, як річковий пісок, тирса, цементний пил.
Наповнювачі необов'язково повинні бути твердими. Можна наповнити полімери газом, тоді ми отримаємо газонаповнені полімери - пінопласти. Так вирішується завдання різкого зниження щільності полімерних матеріалів. Багато складніше наповнити полімери рідиною, щоб вона була рівномірно розподілена у вигляді дисперсних крапель, але в літературі можна знайти опис методів отримання і таких матеріалів.
Матеріали, що містять дві або більше фази, іменуються композиційними, або просто композитами. Нагадаємо, що латинське compositio означає складання, твір. Якщо одна зі складових фаз-полімер, а інші - тверді, рідкі або газоподібні речовини, то ми маємо справу з полімерними композиційними матеріалами (ПКМ).
Не слід думати, що ПКМ - винахід останніх років. Перші армовані матеріали на основі полімерів - бітумну смолу, наповнену очеретом,-використовували для будівельних цілей-в Стародавньому Вавилоні більше 5000 років тому. Відомо, що в Єгипті та в державах Месопотамії в третьому тисячолітті до а. е.. з цього ж матеріалу будували річкові судна. Якщо уважно проаналізувати мистецтво муміфікування, поширене в Стародавньому Єгипті, то в основі його також можна знайти спосіб отримання полімерних композитів. Справді, тіло після відповідної обробки обмотували стрічкою з тканини і просочували природного смолою з утворенням жорсткого кокона.
Матриця - безперервна полімерна фаза, в обсязі якої розподілені частки наповнювача, що мають чітко виражену межу розділу з полімером.
Що дає армування полімерів
Один з основоположників сучасної полімерної науки академік В. А. Каргін вважав, що анізотропія властивостей-необхідна передумова для отримання високоміцних полімерних матеріалів. Звернемося зокрема, до біологічним об'єктам: всі тканини, призначені для механічної роботи (Шкіра, кістки і т. д.), являють собою анізотропні В«армованіВ» системи. Іншим прикладом природних армованих структур є деревина, висока міцність якої обумовлена ​​її анізотропної волокнистої природою. Таким чином, армування матеріалів - це загальний принцип створення структур з високими механічними властивостями.
Отже, полімерні композити складаються з двох основних частин: полімеру (сполучного) і наповнювача (армуючого компонента). У Як останнього використовують зазвичай тонкі високоміцні волокна. В...
