Изучение реологических свойств эпоксидных связующих композиционных материалов
Изучение реологических свойств эпоксидных связующих композиционных материалов: методические указания к лабораторным работам
Данное методическое пособие, разработанное в МГТУ им. Н.Э. Баумана, посвящено изучению реологических свойств эпоксидных связующих, применяемых в производстве композиционных материалов. Пособие предназначено для студентов 3-го курса, обучающихся по направлениям подготовки, связанным с физикохимией и технологией композиционных материалов, основами научных исследований и материаловедением.
Введение в тему: эпоксидные связующие и их свойства
В предисловии подчеркивается широкое применение полимерных композиционных материалов в различных отраслях промышленности, особенно в авиастроении и ракетно-космической технике. Эпоксидные олигомеры, благодаря своим адгезионным и технологическим свойствам, являются наиболее распространенным типом связующих. Важнейшей технологической характеристикой связующего является вязкость, которая определяет метод формования изделий. Пособие акцентирует внимание на том, что большинство жидких термореактивных связующих, включая эпоксидные, относятся к классу неньютоновских жидкостей, чье течение не подчиняется закону Ньютона. Это обусловлено коллоидной природой связующих, содержащих дисперсные частицы микро- и наноразмеров. Знание методов измерения и регулирования вязкости позволяет оптимизировать технологические процессы производства композитных конструкций.
Лабораторная работа №1: измерение вязкости и построение кривых
Первая лабораторная работа направлена на освоение методов определения динамической вязкости связующих и получение практических навыков работы с ротационным вискозиметром. Студенты научатся измерять вязкость, определять зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига и скорости сдвига от вязкости. В разделе "Основные сведения о реологических характеристиках олигомерных связующих" даются определения вязкости, напряжения и скорости сдвига, а также рассматриваются кривые течения и вязкости для различных типов жидкостей (ньютоновских, псевдопластических и дилатантных). В качестве объекта исследования выступает эпоксидная смола ЭД-20, ее характеристики и состав, включая отвердители (в основном, ангидриды) и активные разбавители, такие как лапроксиды, используемые для снижения вязкости. Описаны характеристики используемого оборудования: весов, мешалки и вискозиметра CAP 2000+ фирмы Brookfield, включая инструкции по работе с программой Capcalc.
Лабораторная работа №2: управление характеристиками вязкости
Вторая лабораторная работа посвящена изучению способов управления характеристиками вязкости эпоксидных связующих, в частности, методам снижения вязкости. Студенты научатся самостоятельно регулировать вязкость связующих, определяя зависимость вязкости от типа и содержания активного растворителя. Рассматриваются активные разбавители, их роль и влияние на свойства связующих, а также их преимущества по сравнению с обычными растворителями.
Требования к отчетам и контрольные вопросы
В пособии представлены формы отчетов для каждой лабораторной работы, включающие таблицы для записи результатов измерений и требования к обоснованию полученных данных и выводам. Также приведены контрольные вопросы, охватывающие основные понятия реологии, свойства эпоксидных смол, методы измерения вязкости и способы ее регулирования.
Техника безопасности и литература
В заключительной части пособия изложены правила техники безопасности при работе с эпоксидными смолами, включая общие требования, требования перед началом и во время работы, а также действия в аварийных ситуациях. Приведен список рекомендуемой литературы для более глубокого изучения темы.
- ВО - Бакалавриат
- 22.03.01: Материаловедение и технологии материалов
- ВО - Магистратура
- 22.04.01: Материаловедение и технологии материалов
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Изучение реологических свойств эпоксидных связующих композиционных материалов Методические указания к выполнению лабораторных работ
УДК 678.643 ББК 38.3 И39 ISBN 978-5-7038-4508-0 © МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 УДК 678.643 ББК 38.3 Рецензент д-р техн. наук, профессор М.А. Комков И39 Изучение реологических свойств эпоксидных связующих компо- зиционных материалов : методические указания к выполнению лабораторных работ / Г. В. Малышева, В. А. Нелюб, И. В. Бессонов, Ю. А. Курганова. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 23, [5] с. : ил. ISBN 978-5-7038-4508-0 Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с изучением параметров вязкости, получением кривых течения и вязкости. Приведена методика выполнения двух лабораторных работ. Для студентов 3-го курса МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по направ лениям подготовки 22.03.01 и 22.04.01 по дисциплинам «Физикохимия и технология производства композиционных материалов», «Основы научных исследований», «Материаловедение и технологии современных и перспективных материалов». Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/46/book1515.html Факультеты «Машиностроительные технологии», «Специальное машиностроение» Кафедры «Материаловедение», «Ракетно-космические композитные конструкции» Межотраслевой инжиниринговый центр «Новые материалы, композиты и нанотехнологии» Рекомендовано Редакционно-издательским советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний
Предисловие Полимерные композиционные материалы нашли широкое применение в различных областях промышленности, в том числе в авиастроении, автомобилестроении, судостроении, ракетно-космическом производстве и др. В качестве связующих при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов используют эпоксидные, феноло-формальдегидные или полиэфирные связующие. Наиболее распространенным типом связующих в авиационной промышленности и ракетно-космическом производстве являются эпоксидные олигомеры. Это связано с их хорошими адгезионными свойствами и технологическими характеристиками, что позволяет формовать из них изделия разными технологическими методами. Вязкость связующего является одной из важнейших технологических характеристик связующего и во многом определяет метод формования. В зависимости от способа измерения вязкости она может иметь различную размерность и подразделяется на кинематическую и динамическую. Все типы олигомерных связующих относятся к высоковязким системам и характеризуются только величиной динамической вязкости. Большинство жидких термореактивных связующих (эпоксидных, полиэфирных и т. п., используемых при получении изделий из стекло-, угле- и органопластиков), относятся к классу неньютоновских жидкостей, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Такое поведение олигомерных связующих, относящихся к структурированным системам, обусловлено их коллоидной природой, т. е. наличием в их составе дисперсных частиц микро- и наноразмеров. Знание метода измерения вязкости связующих и способов ее регулирования позволит оптимальным образом проектировать технологические процессы производства композитных конструкций. В настоящем учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с изучением реологических свойств олигомерных связующих, предназначенных для получения изделий из стекло- и углепла
Похожие