Методические указания и задания по выполнению работы

1. Стеклоткань подвергают термической обработке при 250 – 300 °С в течение двух часов для удаления замасливания, чтобы повысить адгезию пропитывающей композиции к стекловолокну.

2. Приготовить пропитывающую композицию по указанию препода­вателя (табл. 1).

Таблица 1 Составы пропитывающих композиций

Компоненты композиции	Роль компонента	Количество в весовых частях	Рабочий рецепт	Примечание
		Смола эпоксидная ЭД-20	Связующее		10 г
	Дибутилфталат	Пластификатор		2 мл
	Полиэтиленполиамид	Отвердитель	10-12	0,8 -1 мл
		Смола полиэфирная ПН-1	Связующее		10 г
	ПМЭК (перекись метилэтилкетона)	Инициатор	2-4	0,25 мл
	10% -ный раствор нафтената кобальта в стироле	Ускоритель	2-4	0,5 мл
		Смола полиэфирная ПН-1	Связующее		10 г	Поверхность теряет адгезионные свойства Способность к реакции
	Гипериз (гидроперекись изопропилбензола)	Инициатор		0,5 мл
	10% -ный раствор нафтената кобальта в стироле	Ускоритель		1 мл
		Смола полиэфирная НПС-609-21М	Связующее		10 г
	МДИ	Связующее		7 г
	ПМЭК (перекись метилэтилкетона)	Инициатор		0,5 мл
	10% -ный раствор нафтената кобальта в стироле	Ускоритель		0,5 мл

В эпоксидную смолу сначала ввести пластификатор, смесь тща­тельно перемешать, затем по частям добавить отвердитель. В поли­эфирную смолу вводят ускоритель, затем инициатор при тщательном перемешивании.

3. Изготовить методом контактного формования стандартные об­разцы из стеклопластика (различными видами наполнителя) для ис­пытания на разрыв (рис. 1):

а) шаблон покрыть разделительным слоем (водный раствор жид­кого стекла с небольшим количеством мыла или водно-спиртовой
раствор поливинилового спирта) и высушить в термошкафу;

б) поверх разделительного слоя нанести кистью слой пропитывающей композиции, затем стеклоткань и прокатать ее роликом (через целлофан), добиваясь пропитывания связующим и отсутствия пузырей. Таким образом нанести 5-6 слоев, последний слой - пропитывающая композиция;

в) после отверждения стеклопластика (режим отверждения зада­ется преподавателем) готовое изделие отделить от шаблона, выре­зать стандартные образцы для испытания на разрыв (рис. 2). Провести испытания на разрывной машине или гидропрессе.

Схема контактного формования изделия из стеклопластика

X - матрица; 2 - разделительный слой; 3 - поверхностный де­коративный слой; 4 - стеклонаполнитель, пропитанный связующим. Рис. 1

σ_разр=Р/F=50р/F МПа(кг/мм²)

где Р - нагрузка в момент разрыва образца; р - показание манометра, кгс/см²;

F - площадь сечения стеклопластика в месте разрыва, м²;

Рис. 2 Образец из стеклопластика для испытаний на разрыв

г) данные испытания занести в протокол испытаний (табл. 2)

Таблица 2 Протокол испытаний стеклопластиков

Номер образца	Вид наполнителя	Характер приложения разрушающей нагрузки при испы­тании (вдоль ос­новы утка)	Давление в момент разрыва образца по манометру, кгс/см2	Площадь сечения образца в месте разрывам2	Предел прочности на разрыв, MПa (кгс/мм2)	Примечание
I.
2.
3.

д) зарисовать макроструктуру стеклопластиков (увеличение лупы в 4 раза).

Техника безопасности

1. Нанести на руки биологические "перчатки", так как стирол, инициаторы отвердители, смолы раздражают кожу рук.

2. При работе с полиэфирными смолами все операции производить в вытяжном шкафу при приточно-вытяжной вентиляции.

3. Все органические вещества обладают горючестью, поэтому ка­тегорически запрещается применение огня.

4. Перекисные соединения при неосторожном нагревании могут разлагаться со взрывом, это может случиться и при смешивании (в определенных пропорциях) инициатора с ускорителем, поэтому ини­циатор и ускоритель вводят в смолу отдельно с перерывом в 1-2 мин при тщательном перемешивании смеси.

5. В случае попадания пропитывающей композиции на кожу рук или лица необходимо снять композицию тампоном, смоченным спиртом, а затем вымыть пораженное место горячей водой с мылом, высушить.

Контрольные вопросы

1. Какие материалы называются композиционными?

2. Что такое карбоволокниты? Их состав, свойства, применение.

3. Из чего состоят бороволокниты? Где они применяются?

4. Назовите состав органоволокнитов, роль каждого компонента, основные свойства, применение.

Форма отчета

Лабораторная работа № 1.

«Изучение структуры и свойств композиционных материалов»

1. Название, цель работы.

2. Краткие теоретические сведения по композиционным материалам, стеклопластикам.

3. Составы пропитывающих композиций с указанием роли каждого компонента; марку наполнителя (стеклоткани), характера перепле­тения нитей.

4. Технологию изготовления стеклопластика, рис. 1.

5. Рисунок образца стеклопластика для испытания на разрыв и протокол испытаний.

6. Зарисовать макроструктуру исследуемых стеклопластиков, с указанием на рисунке основы и утка стеклоткани.

7. Выводы о влиянии вида наполнителя (характера переплетения нитей), типа связующего, режима отверждения пропитывающих компо­зиций на свойства стеклопластиков.

8. Данные испытаний занести в протокол испытаний, табл. 2.