Добиться этого достаточно сложно, поскольку такое взаимодействие зависит от многих факторов и, в частности, от состава связующего, строения волокна, технологии изготовления композиционного материала. Улучшению взаимодействия волокна со связующим способствуют аппреты - вещества, влияющие на структуру, свойства и протяженность межфазного слоя. Роль аппретов в формировании межфазного слоя велика: они многократно увеличивают площадь контакта волокнистого наполнителя со связующим, которая достигает 600 мм2 в 1 мм3 волокна. Формирование межфазного слоя происходит в течение определенного времени, причем длительность процесса зависит от вязкости связующего, его молекулярной массы, физико-химических свойств, скорости его отверждения, размеров и структуры пор в волокне и, наконец, свойств аппрета. На рис. 13 показана модель межфазного слоя в армированном полимере, где dт - толщина поверхностного слоя волокна с измененной структурой. Для производства армированных пластиков с заданными свойствами необходимо целенаправленно регулировать структуру и объем граничного слоя путем правильного выбора аппрета для армирующего волокна с учетом свойств связующего. Рис. Модельное представление о межфазном слое в системе полимер - твердое тело Поскольку аппрет напрямую участвует в формировании межфазного слоя, считают, что в состав композита входят связующее, наполнитель и аппрет. Аппреты должны обладать способностью: - хорошо смачивать наполнитель; - проникать в наполнитель и заполнять дефекты на его поверхности; - создавать на поверхности армирующих волокон слой, совместимый с полимерным связующим; - снижать величину остаточного напряжения в промежуточном слое, возникающего вследствие усадочных явлений в процессе отверждения связующего; - перераспределять напряжения в матрице и переносить их на волокна при механическом воздействии на композиционный материал. Силановые аппреты применяются в виде спиртовых, водных и спиртово-водных растворов. Совершенно иные приемы используются для обработки угольных или органических волокон с целью получения композитов с заданными свойствами. Аппретирование углеродных волокон в том смысле, как это делается со стеклянными наполнителями, неприемлемо, поскольку и природа, и структура угольных волокон совершенно иные.
|