Факторы, определяющие прочность структур. Механизм структурообразования

К свободнодисперсным и связнодисперсным системам, облада­ющим коагуляционной и конденсационно-кристаллизационной структурой, относится большинство различных природных и синтетических материалов, имеющих важное хозяйственное зна­чение. Это металлы, сплавы, керамика, бетоны, пластмассы и др. Знание общих закономерностей образования систем с опре­деленной структурой помогает находить методы управления технологическим процессом получения материалов с заданны­ми свойствами.

Большинство важнейших материалов полученных в обычных условиях, является дисперсными системами. Их структуру со­ставляют мельчайшие частицы (зерна, кристаллы), хаотически сросшиеся между собой. Технология перечисленных материа­лов, как правило, предусматривает предварительный перевод исходного сырья в жидкообразное состояние, которое позво­ляет различными методами регулировать структурно-механи­ческие и другие свойства продукта. Механические свойства твердых тел непосредственно зависят от свойств структуры, которая определяется как атомным и молекулярным строением отдельных кристаллов и зерен, так и их размерами, взаимным расположением, качеством связей между ними, наличием де­фектов, пористости и другими факторами.

Монокристаллическое состояние веществ в природе встре­чается довольно редко. Разработаны методы получения моно­кристаллов многих веществ, в частности металлов и оксидов. Их строение характеризуется дальним порядком, заключаю­щимся в строго определенном расположении атомов или моле­кул по всему монокристаллу. Регулярное строение часто обус­ловливает наличие в кристаллах плоскостей спайности (между гранями с наименьшей поверхностной энергией), в которых действуют значительно меньшие силы связи. Вдоль этих плос­костей монокристалл имеет наименьшую прочность. Типичным примером таких монокристаллов могут служить слюда, графит, сульфид молибдена.

При поликристаллическом мелкозернистом строении плос­кости спайности не совпадают в разных зернах, вследствие чего пределы упругости и прочности поликристаллической структуры значительно выше, чем у монокристаллов упомяну­той структуры. Чем больше размер зерен, тем сильнее сказы­ваются особенности монокристаллов. С ростом дисперсности зерен уменьшается вероятность совпадения плоскостей спай­ности и прочность материала возрастает.

Напряжения, при которых происходит скольжение плоскос­тей спайности, обычно в сотни раз меньше теоретически ожи­даемых из-за наличия дефектов в кристаллической структуре реальных тел. Дефекты неоднородны и хаотически распреде­лены в объеме кристалла или материала и на их поверхности. Они соответствуют областям избыточной энергии Гиббса, и при разрушении твердого тела его можно представить как «за­готовку» будущей свободнодисперсной системы — порошка или суспензии. Как уже указывалось ранее, дробление материала приводит к уменьшению дефектов в структуре частиц, так как разрушение происходит по наиболее опасным дефектам. Отсю­да следует, что прочность частиц и материала из них возрас­тает с увеличением степени раздробленности. Этот вывод по­служил основанием для крылатой фразы: путь к прочности материалов лежит через их разрушение.

Кроме качества структуры отдельных зерен и хаотичности их расположения прочность структуры Рс определяется числом контактов п между зернами, приходящихся на единицу их по­верхности, и прочностью отдельного контакта Рк, т. е. напря­жением, необходимым для его разрыва:

Рс=Ркп (VI 1.45)

Поверхность контактов пропорциональна числу контактов, а также, как ранее было показано, дисперсности. Таким обра­зом, с повышением дисперсности увеличивается поверхность контактов, что способствует увеличению прочности структуры тел.

Несмотря на важное значение перечисленных факторов в обеспечении прочности структур, основная роль в формиро­вании механических свойств тел все же принадлежит межчас­тичным взаимодействиям: качеству этого взаимодействия и его силе, определяющей прочность контактов. При отсутствии при­тяжения между частицами дисперсной фазы (твердыми, жид­кими или газообразными) дисперсные системы ведут себя как ньютоновские жидкости. Ван-дер-ваальсовы силы притяжения между частицами обеспечивают подвижную структуру дисперс­ной системы. Если между частицами образуются химические связи, то пространственная структура становится жесткой и неподвижной. Как показано выше, межчастичное взаимодейст­вие взято за основу классификации структур на конденсаци — онно-кристаллизационные и коагуляционные.

Реологические свойства структуры в материале в большой мере зависят от наличия и качества прослоек среды между частицами, в том числе от присутствия или отсутствия раз­личных активных добавок. «Разжижение» коагуляционной структуры, как это следует из выше рассмотренных ее свойств, может быть обеспечено уменьшением силы сцепления частиц (увеличением агрегативной устойчивости), устранением их анизометричности и изотропным механическим воздействием, например вибрацией (использование явления тиксотропии).

Механические свойства коагуляционных структур определя­ются, главным образом, свойствами межчастичных прослоек. Через эти прослойки действуют силы притяжения между час­тицами, зависящие от расстояния между ними и обусловлен­ные ван-дер-ваальсовыми и водородными связями. Прочность коагуляционного контакта можно рассчитать по формуле:

Рк=Л*г/(12Л2) (VII.46)

Где г — радиус кривизны частиц в месте их соприкосновения. Остальные обозначения имеют тот же смысл, что и в уравнении (VI.113) из теории агрегативной устойчивости ДЛФО.

Прочность одного контакта составляет «10 6 мкН и ниже. Прочность контакта уменьшают силы отталкивания, которые могут иметь разную природу (обусловлены электрическими или упругими сольватными слоями).

Из сказанного выше следует, что прочность коагуляцион­ных структур значительно ниже прочности структур, обуслов­ленных непосредственным сцеплением частиц между собой. Прослойки среды в местах контактов, играющие роль смазоч­ного материала, обеспечивают подвижность отдельных элемен­тов структуры. Материалы с такой структурой обладают высо­кой пластичностью и способностью к ползучести при неболь­ших напряжениях сдвига. Таким образом, увеличивая или уменьшая толщину прослоек среды в местах контакта частиц или изменяя их гидродинамические свойства с помощью неко­торых добавок (модификаторов), можно регулировать в широ­ких пределах механические свойства коагуляционной структу­ры материала.

Так, лиофильность поверхности частиц можно изменять с помощью поверхностно-активных веществ, в том числе высо­комолекулярных. ПАВ и ВМС могут изменять структуру меж­частичных прослоек. Лиофильность поверхности частиц возрас­тает с развитием двойных электрических слоев, их диффузной части, что обеспечивается заменой всех катионов на поверх­ности частиц однозарядными катионами щелочных металлов. Этот метод широко используется, например, для увеличения текучести глинистых суспензий.

Толщина прослоек уменьшается с увеличением концентра­ции дисперсной фазы, что, соответственно, приводит к увели­чению» прочности структуры и одновременно к уменьшению ее пластических свойств. Для сохранения пластичности возраста­ет необходимость в использовании специальных поверхностно — активных веществ, а иногда и в предварительном модифициро­вании поверхности частиц дисперсной фазы.

Межфазные слои играют решающую роль в обеспечении механических свойств систем с газообразной и жидкой дисперс­ными фазами (пены, эмульсии, пористые материалы). В этих системах не может быть непосредственного контакта между частицами. Если такой контакт осуществляется и если диспер­сионная среда не является твердой, то происходит немедленно слияние (коалесценция) капель, пузырей. Формирование струк­тур в таких системах, как и стабилизация, обеспечивается на­личием межфазных структурированных пленок или слоев, об­разованных ПАВ, ВМС или другими стабилизаторами. Именно поверхностные слои придают эмульсиям и пенам упругие свойства. В пористых телах структура определяется свойства­ми твердой дисперсионной среды.

Необходимо отметить некоторую специфику влияния дис­персности на свойства материалов, которые получают из сус­пензий, имеющих жидкую дисперсионную среду. В суспензиях по мере роста дисперсности увеличивается эффективный объем твердой фазы за счет сольватных (гидратных) слоев и умень­шается расстояние между частицами, благодаря чему возрас­тает вероятность попадания их в сферу взаимного притяжения. В то же время рост объема сольватных (гидратных) слоев с увеличением дисперсности не способствует получению плот­ного беспористого материала. Плотность материала возраста­ет при использовании полидисперсных систем: суспензий, по­рошков, у которых в промежутках между относительно круп­ными частицами располагаются мелкие. Получению плотного материала способствует агрегативная устойчивость суспензий.

Конденсационно-кристаллизационные структуры, возникаю­щие при непосредственном контакте частиц дисперсной фазы, как правило, получают из коагуляционных структур при умень­шении толщины межчастичных слоев и их разрыве. Сначала образуются так называемые точечные (или атомные) контакты между частицами, когда площадь контакта не превышает пло­щади нескольких атомных ячеек. Связь в этих контактах кро­ме ван-дер-ваальсовых сил обусловлена также химическими силами. Прочность химических связей можно оценить по сле­дующей формуле:

P‘K=ne2/b2 (VI 1.47)

Где п — число связей, приходящихся на один контакт; е — заряд электрона; Ь — межатомное расстояние.

Атомные контакты переходят в фазовые, при которых хи­мические связи реализуются на площади, в несколько десятков раз превышающей площадь атомных ячеек. На фазовый кон­такт приходится до 100 и более химических связей.

Как отмечалось выше, различие конденсационных и крис­таллизационных структур состоит также в природе связи между частицами. В конденсационных структурах роль «мостиков» играют некристаллические продукты химических реакций, на­пример продукты поликонденсации. Соответственно конденсаци­онные структуры более эластичны, чем кристаллизационные.

Образование конденсационно-кристаллизационных структур может происходить по разным механизмам. Реальные процес­сы структурообразования протекают по нескольким механиз­мам одновременно. Точечные, а затем и фазовые контакты возникают при удалении дисперсионной среды или ее связы­вании, например при образовании гидратов.

Возможен механизм образования фазовых контактов, обус­ловленный пересыщением или переохлаждением системы. На­пример, на первоначальной стадии спекания пары спекаемого вещества, насыщенные по отношению к частицам, будут пере­сыщенными в зоне контакта между частицами (отрицательная кривизна) в соответствии с уравнением Кельвина (11.191). По­этому они конденсируются в местах контакта, и точечные кон­такты между частицами будут переходить в фазовые (рис. VII.16). Такой же механизм образования фазовых кон­тактов может быть и в системах с жидкой дисперсионной сре­дой при наличии в ней растворенных веществ. Интересен механизм, называемый «снежным». Когда частицы фазы оп­лавляются, то вследствие хорошего смачивания жидкость под действием капиллярных сил стремится заполнить поры между частицами и уходит внутрь тела, обеспечивая их связывание. То же самое происходит, когда мы держим в руках комок сне­га. Широкое распространение для обеспечения контактов между частицами дисперсной фазы получило применение свя­зующих материалов, выступающих в роли дисперсионной среды.

2. Образование структур в некоторых твердых телах

Рассмотрим подробнее механизмы образования и регулирова­ния механических свойств твердых материалов, реализуемые в конкретных методах получения таких материалов, как метал­лы и сплавы, керамика, бетон, пластические массы.

Металлы и сплавы представляют собой кристаллизацион­ные структуры дисперсных систем, формирующиеся в процессе образования новых фаз в результате переохлаждения и пере­сыщения расплавов. В твердом состоянии все металлы и спла­вы имеют кристаллическое строение. Переход из жидкого расплава в твердое состояние при охлаждении начинается с возникновения зародышей: атомы металла ориентируются определенным образом в пространстве, образуя кристалличес­кую решетку зародыша. В сплавах компоненты могут открис­таллизоваться, а химические соединения между ними образу­ют свою кристаллическую решетку. В качестве центров кри­сталлизации могут выступать не только возникающие зародыши из самого металла, но и мельчайшие шлаковые и неметалли­ческие включения. Рост числа и размеров кристалликов при­водит к их срастанию и образованию поликристаллической структуры. Так как процесс кристаллизации развивается одно­временно из многих центров, то, естественно, стесненные усло­вия, неравномерность распределения температуры, изменение состава системы при кристаллизации и другие факторы вызы­вают неравномерный рост кристалликов (зерен) и их хаотиче­скую ориентацию относительно друг друга. В результате по­лучается поликристаллический материал, являющийся комплек­сом различно ориентированных кристалликов (зерен) с разны-

Факторы, определяющие прочность структур. Механизм структурообразования

Рис. VII.16. Схема поясняющая образование фазовых контактов между ча­стицами при пересыщениях и переохлаждениях системы.

Стрелками показано направление переноса вещества из зоны положительной кривизны в зону отрицательной кривизны

Рис. VI 1.17. Строение затвердевшего стального слитка:

А — мелкие равноосные кристаллы; Б — крупные столбчатые кристаллы (дендрнты) В — крупные неориентированные кристаллы ми размерами и формой. Чем выше степень переохлаждения расплава и скорость его охлаждения, тем быстрее происходит образование зародышей и тем более мелкозернистую структуру имеет металл. Мелкозернистая структура отличается более вы­сокой механической прочностью.

Структуру типичного слитка металла (сплава), затвердев­шего в изложнице, иллюстрирует рис. VII.17. Наружный слой металла, который соприкасается со стенками изложницы и ох­лаждается в первую очередь, формируется из большого числа мелких зерен. За ним следует слой вытянутых к центру слитка столбчатых кристалликов. Такая форма кристалликов обуслов­лена тем, что скорость их роста наибольшая в направлении, противоположном направлению теплового потока. В централь­ной части слитка обнаруживаются крупные беспорядочно ориентированные кристаллы. В этой части слитка находится основная масса примесей, которые концентрируются при кри­сталлизации металла, начинающейся с его поверхности.

Специальные механические свойства металлов и сплавов достигаются введением в расплав легирующих добавок. Добав­ки стабилизируют кристаллическую фазу зерна, образуют твер­дые растворы с основным компонентом расплава и способству­ют образованию новой дисперсной фазы. Появление твердых растворов между зернами структуры может увеличить ее пла­стические свойства. Упрочняющее действие возникающих дис­персных фаз при введении легирующих добавок можно про­иллюстрировать образованием в хромоникелевых сплавах прн добавлении титана и алюминия кристалликов Ni3Ti и Ni3Al, которые сильно взаимодействуют с твердым раствором сплава. Высокое содержание никеля н хрома в стали обеспечивает получение устойчивой аустенитной кристаллической структуры зерен (ч-фаза), обладающей наибольшей жаропрочностью.

Возникновение фазы из пересыщенных растворов лежит в основе образования конденсационно-кристаллизационных структур при твердении минеральных вяжущих материалов. Исходное сырье в порошкообразном состоянии смешивают с водой до получения тестообразной массы, которая через не­которое время твердеет. При изготовлении бетонов и других строительных материалов вяжущие вещества смешивают с раз­личными минеральными наполнителями (песок, гравий, щебень, шлак), а затем с водой. В результате затвердевания образуется монолитная масса, в которой частицы наполнителя прочно свя­заны затвердевшим вяжущим веществом. В качестве мине­ральных вяжущих используют оксиды кальция и магния с при­месями кремнезема S1O2 н глинозема А1203, полугидратный гипс CaSCU-‘/гНгО (алебастр), двойные соли СаО-А12Оз, ЗСаО-А12.Оз, 3Ca0-Si02, 2Ca0-Si02 и другие, а также различ­ные цементы, представляющие собой смеси мономинеральных вяжущих веществ. Механизм твердения затворенных вяжущих материалов можно рассмотреть на примере алебастра. При растворении в воде полугидратного гипса, который всегда на­ходится в избытке в твердой фазе, получается раствор, пересы­щенный по отношению к менее растворимому двухгидратному гипсу CaS04-2H20. Вследствие пересыщения раствора в нем происходит самопроизвольное образование зародышей — кри­сталликов двухгидратного гипса. Пересыщение раствора под­держивается постоянным растворением твердого алебастра. Процесс идет до тех пор, пока весь гипс не перейдет в дигид — рат:

CaSO<- V2H2O+V2H2O —CaS04-2H20

Зародыши образуются, как правило, на поверхности частиц наполнителя (гетерогенная конденсация), причем с большей вероятностью в местах контакта между этими частицами (от­рицательная кривизна поверхности увеличивает пересыщение). Процесс срастания частиц в кристаллизационную структуру начинает развиваться с появлением контактных зародышей — мостиков между образовавшимися кристалликами двухгидрат­ного гипса или между частицами наполнителя. Рост этих заро­дышей увеличивает площадь контактов между частицами и тем самым повышает прочность структуры материала.

Большое разнообразие механизмов образования конденса- ционно-кристаллизационных структур характерно для* материа­лов, процесс получения которых заканчивается спеканием. Про­цессы спекания лежат в основе технологии керамики, а также порошковой металлургии. Предварительной операцией является’ формование изделия, включающее составление и получение масс с коагуляционной структурой для изготовления изделий заданной формы и определенного качества.

В технологии керамики более распространены мокрые спо­собы формования, в порошковой металлургии — сухие. В мок­ром способе материал для формования представляет собой сы­рую массу (от 15 до 35% воды), обладающую текучестью или пластическими свойствами. При большом количестве влаги суспензию (шликер) заливают в формы из гипса, которая впи­тывает воду (шликерное литье). После заполнения формы и подсушивания сформованное изделие легко отстает от формы. Для обеспечения большей текучести массы, плотности и проч­ности изделия поверхность частиц суспензии лиофилизируют, добавляя щелочные электролиты или некоторые органические вещества (понизители вязкости). Если содержание воды не превышает —25%, сырая масса обладает пластичностью и ее формование не представляет трудностей. Эта операция может быть выполнена как вручную, так и с помощью формовочных машин.

Сухие способы применяют для формования непластичных керамических масс и порошков, имеющих влажность до 15%. Эти способы заключаются в прессовании масс в форме под высоким давлением. Энергия расходуется на уплотнение заго­товки в результате деформации частиц и их смещения в поры, а также на преодоление сил трения между частицами и о стен­ки формы. При повышении давления увеличивается плотность материала и площадь контакта между частицами (примерно пропорционально). Чем больше поверхность контакта, тем прочнее связь между частицами. Для упрочнения заготовки в нее иногда добавляют некоторое количество связующего.

Важнейшая характеристика порошков — насыпная масса, которая связана с объемом свободной упаковки частиц. Чем больше когезионные силы материала порошка, тем сильнее си­лы сцепления частиц (прочность контакта) и тем хаотичнее они распределены по объему формы, т. е. порошок имеет больший объем свободной упаковки и соответственно меньшую насыпную массу. Если когезия материала порошка мала, то малы и силы сцепления, в результате порошок может уплот­ниться под действием силы тяжести и объем свободной упа­ковки частиц оказывается небольшим. Обычно при формовании металлических порошков объем заготовки по отношению к объему свободной упаковки уменьшается в 3—4 раза. Осо­бенно резкое увеличение плотности происходит в начале про­цесса формования при небольшом давлении, когда частицы за­полняют пустоты заготовки в результате их относительного перемещения. Для достижения плотной упаковки требуется значительное увеличение давления прессования, так как плот­ность заготовки может возрастать или за счет разрушения частиц порошков из твердых металлов, или вследствие дефор­мации частиц из мягких металлов.

Качество материала заготовки во многом определяется рав­номерным распределением частиц дисперсной фазы в системе. От этого зависит идентичность во всех частях изделия таких характеристик, как прочность, твердость и др. Неравномерность распределения частиц вызывает появление напряжений в изде­лии, которые снижают срок службы материала, способствуют неравномерной усадке — искажению размеров, трещинообразо — ванию. Характер распределения частиц дисперсной фазы по объему изделия зависит от его формы и размеров, от свойств и гранулометрического состава суспензии или порошка, от на­личия модификаторов и метода формования. Добавление ад­сорбирующихся веществ в суспензии и смачивающих жидкос­тей в порошки способствует скольжению частиц относительно друг друга и тем самым образованию плотной и ненапряжен­ной структуры с равномерным распределением частиц. В агре­гативно неустойчивых системах равномерное распределение частиц достигается, например, с помощью вибрационного фор­мования. Вибрация разрывает случайные контакты между частицами н обеспечивает постепенное создание более плотной упаковки в суспензиях и порошках. Кроме того, тиксотропные системы с высокой вязкостью н в спокойном состоянии, какими являются бетонные смеси, нельзя перемешать обычными мето­дами. Под действием же вибрации такая структура разрушает­ся, смесь делается текучей, резко уменьшается ее вязкость. Прн этом частицы могут легко перемещаться по объему смеси, т. е. создаются условия для равномерного распределения час­тиц н снятия напряжений в структуре.

Процесс спекания в технологии керамики и порошковой ме­таллургии можно определить как самопроизвольный процесс ликвидации дефектов и заполнения пор, протекающий в по­рошках и пористых телах. Главная движущая сила этого про­цесса — избыточная поверхностная энергия. Спекание начина­ется при небольших температурах со стадии протекания хими­ческих реакций на поверхностях и границах раздела — твердо­фазных реакций. На поверхности частиц металлических порош­ков обычно происходит восстановление оксидных пленок, что обеспечивает непосредственный контакт между частицами ме­талла. С повышением температуры увеличивается давление паров вещества, которые конденсируются в соответствии с урав­нением Кельвина в зонах контактов частиц, где имеется отри­цательная кривизна поверхности. Скорость переноса вещества в этом случае определяется различными видами диффузии, чха — рактерными для пористых тел.

При дальнейшем повышении температуры материал может приобретать пластичность, что приводит к деформированию структуры даже под действием силы тяжести. Эту стадию спекания легко зафиксировать по резкому уменьшению объема тела. Пластическую деформацию можно вызвать н при более низких температурах, применив прессование при высоком дав­лении, что широко используется в порошковой металлургии. Таким образом, материал спекается тем легче, чем ои пластич­нее прн температуре спекания. Различные материалы по-раз­ному проявляют способность к пластическим деформациям. Например, железо уже при температуре, составляющей 2/з от температуры плавления, пластически деформируется под дей­ствием силы тяжести; лед даже при температуре плавления проявляет хрупкие свойства. Поэтому, чтобы вызвать пласти­ческую деформацию, нередко при спекании необходимо дости­гать температур, близких к точке плавления (оиа может пони­жаться с ростом дисперсности). Оплавление пористого тела в первую очередь происходит с внешней его поверхности. Так как заготовка, представляющая собой пористое тело, хорошо сма­чивается собственным расплавом, то последний по мере появ­ления сразу же проникает внутрь пористого тела под действи­ем капиллярных сил. Этот процесс заканчивается, когда все поры окажутся заполненными.

Характер структурообразования в полимерах зависит от энергии межмолекулярного взаимодействия, а также от гиб­кости макромолекул. Неполярные макромолекулы обладают наибольшей гибкостью, и между ними проявляется только дис­персионное взаимодействие. Энергия притяжения, приходящая­ся на одну СН2-группу, составляет всего ~4 кДж, но суммар­ная энергия межмолекулярного взаимодействия превышает энергию химической связи. С увеличением молекулярной массы полимера когезионные силы растут (сказывается аддитивность дисперсионного взаимодействия) и соответственно до известно­го предела повышается его твердость. С повышением темпера­туры увеличивается кинетическая энергия сегментов макромо­лекул, и при достижении энергии притяжения происходит раз­рыв ван-дер-ваальсовых связей сначала между отдельными сегментами, а затем по всей цепи макромолекулы. В результа­те этого появляется способность макромолекул к относитель­ному перемещению. Полимеры с такой структурой текут при повышении температуры, проявляют высокую эластичность, растворяются в соответствующих растворителях.

Описанная структура полимера ведет себя подобно коагуля — ционной структуре. Сходство в поведении этих структур за­ключается в том, что для них характерны химические связи внутри частиц и на порядок меньше силы межчастичного взаи­модействия. С увеличением полярности макромолекул умень­шается их гибкость, а для межмолекулярных взаимодействий становятся характерными все три типа сил Ван-дер-Ваальса. Наличие таких функциональных групп, как —ОН, —СООН, —NH2, обусловливает возникновение более прочных водород­ных связей. С ростом межмолекулярного притяжения полимер превращается в более твердое, менее эластичное и даже хруп­кое вещество, теряющее плавкость и растворимость. Полимеры с химическими связями между макромолекулами (пространст­венно сшитые) нерастворимы и неплавки при нагревании. По свойствам они соответствуют конденсационным структурам.

Механические свойства полимеров зависят не только от их химической природы, степени сшивки пространственной сетки, но и от ориентации макромолекул и надмолекулярных струк­тур, пластификации, степени наполнения и др. Ориентирование цепей макромолекул и надмолекулярных структур приводит к анизотропии свойств полимера. Обнаруживается резкое увеличение его прочности в направлении ориентации. Этот факт широко используется в процессах прядения волокон и по­лучения пластмасс. Ориентирование макромолекул способствует кристаллизации и увеличению прочности полимера.

В качестве пластификаторов применяют низкомолекулярные растворители, которые при введении в полимер распределяют­ся между макромолекулами или между надмолекулярными структурами в зависимости от качества растворителя — пласти­фикатора. В результате уменьшается когезия между макромо­лекулами, образуется подвижная структура, обладающая ма­лой вязкостью и высокой эластичностью.

Наполнители, как правило, увеличивают прочностные пока­затели композиционных полимеров, а также позволяют умень­шить расход основного полимерного компонента, выступающего в качестве связующего. Эффективность упрочнения полимера зависит от количества и дисперсности частиц наполнителя. Механизм упрочнения заключается в адгезии полимера к час­тицам наполнителя и образовании уплотненных поверхностных слоев. В качестве наполнителей широкое применение находят древесная мука, бумага, ткани, сажа, стекловолокно, асбест и др. Особое место занимают газонаполненные материалы — пено — и поропласты.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.