В волокнистых полимерных композиционных материалах матрица служит для передачи и перераспределения механических усилий между отдельными частицами дисперсной фазы, защиты наполнителя от внешних воздействий, создания монолитности материала. Все эти функции связующего зависят от его взаимодействия с наполнителем в процессе получения и эксплуатации композита - соотношения свойств компонентов, смачивания, адгезии, изменения свойств при взаимодействии компонентов.
Связующее в виде расплавов, растворов, дисперсий (порошков, эмульсий, суспензий), волокон или пленок сочетается с армирующими волокнистыми наполнителями при получении армированных волокнистых полуфабрикатов (премиксов, препрегов, прессовочных, заливочных и других композиций) или в процессах формования заготовок и изделий методами смешения, пропитки, напыления, механического соединения. Важное значение при этом имеет равномерное распределение матрицы (связующего) между частицами наполнителя или армирующего компонента. Оно зависит от смачиваемости компонентов, вязкости связующего и его поверхностной энергии. На стадиях переработки полуфабрикатов вид, количество и распределение связующего определяют технологичность материала - формуемость, объемную усадку и другие характеристики.
Полиэфирные смолы малотоксичны в отверждённом состоянии, но обладают наиболее низкими механическими и термическими свойствами. Наибольшей прочностью и высокой адгезией к армирующим волокнам среди реактопластов обладают эпоксидные смолы, поэтому их предпочтительно использовать для изготовления более нагруженных изделий. Они также достаточно термостойки. При модификации этих смол фенольными связующими их показатели заметно улучшаются. Однако эпоксидные смолы относятся к весьма дорогим среди указанных реактопластов. Кроме того, они могут выделять в небольших количествах токсичные вещества.
Эпоксидная смола применяется в наиболее нагруженных деталях, а полиэфирная в декоративных панелях.
В последнее время получают распространение винилэфирные смолы.
Связующее в виде расплавов, растворов, дисперсий (порошков, эмульсий, суспензий), волокон или пленок сочетается с армирующими волокнистыми наполнителями при получении армированных волокнистых полуфабрикатов (премиксов, препрегов, прессовочных, заливочных и других композиций) или в процессах формования заготовок и изделий методами смешения, пропитки, напыления, механического соединения. Важное значение при этом имеет равномерное распределение матрицы (связующего) между частицами наполнителя или армирующего компонента. Оно зависит от смачиваемости компонентов, вязкости связующего и его поверхностной энергии. На стадиях переработки полуфабрикатов вид, количество и распределение связующего определяют технологичность материала - формуемость, объемную усадку и другие характеристики.
Полиэфирные смолы малотоксичны в отверждённом состоянии, но обладают наиболее низкими механическими и термическими свойствами. Наибольшей прочностью и высокой адгезией к армирующим волокнам среди реактопластов обладают эпоксидные смолы, поэтому их предпочтительно использовать для изготовления более нагруженных изделий. Они также достаточно термостойки. При модификации этих смол фенольными связующими их показатели заметно улучшаются. Однако эпоксидные смолы относятся к весьма дорогим среди указанных реактопластов. Кроме того, они могут выделять в небольших количествах токсичные вещества.
Эпоксидная смола применяется в наиболее нагруженных деталях, а полиэфирная в декоративных панелях.
В последнее время получают распространение винилэфирные смолы.
Сравнение применяемых смол
Смола | Преимущества | Недостатки | Применение |
Эпоксидная | Хорошие электрические свойства Химическая стойкость Высокая прочность | Требуется нагрев при отверждении для максимизации характеристик Высокая стоимость | Авиация Космос Печатные платы |
Полиэфирная | Низкая стоимость Универсальные Хорошие общие характеристики Легче в производстве | Старение | Ёмкости Лодки Трубы |