Введение
Глава 1. Аналитический обзор 6
1.1 Общий обзор полимерных композиционных материалов, армированных углеродными волокнами 11
1.1.1 Получение углеродных волокон и их свойства 12
1.2 Нанонаполнители для ПКМ и их влияние на свойства композита 16
1.2.1 Синтетические наноразмерные наполнители 17
1.2.2 Слоистые наносиликаты (наноглины) 18
1.2.3 Галлуазитные нанотрубки 21
1.2.4 Углеродные наноматериалы 22
1.2.4.1 Углеродные нанотрубки 23
1.2.4.2 Наноконусы 29
1.3 Влияние нанонаполнителей на кинетику отверждения полимерных связующих 31
1.4 Методы получения нанокомпозитов 34
1.5 Технологии получения композиционных материалов на основе углеродных волокон 42
1.6 Подходы к изучению разрушения полимерных углеродных композиционных материалов 46
1.7 Выводы из аналитического обзора и постановка задачи исследования 50
Глава 2. Экспериментальная часть 52
2.1 Материалы 52
2.2 Получение наномодифицированного связующего 58
2.3 Получение препрегов 62
2.4 Получение нанокомпозитных плёнок 65
2.5 Получение образцов углепластиков 65
2.6 Методы испытания материалов 66
2.6.1 Испытание на вязкость межслоевого разрушения 66
2.6.2 Испытания на прочность при изгибе 70
2.6.3 Реологические испытания 70
2.6.4 Дифференциальная сканирующая калориметрия 72
2.6.5 Динамический механический анализ 73
2.6.6 Термогравиметрический анализ 73
2.6.7 Механические свойства пленок 75
2.6.8 Сканирующая электронная микроскопия 75
2.6.9 Рентгеноструктурный анализ 75
2.6.10 Определение степени отверждения лаковых покрытий гель-золь анализом 76
Глава 3. Результаты и их обсуждение 77
3.1 Получение препрегов методом электростатического нанесения полимерного связующего на углеродную ткань 77
3.1.1 Определение оптимальной степени нанесения связующего на углеродную ткань 80
3.2 Изучение и сравнение свойств углепластиков на основе связующих ЭО, ПФС и ИДА 81
3.2.1 Сравнение термомеханических характеристик углепластиков на основе PОRСHЕR, ЭО и ПФС 81
3.2.2 Исследование термомеханических свойств углепластиков на основе ИДА 85
3.3 Определение режима отверждения углепластиков на основе ЭО 87
3.4 Сравнение механических свойств композитов с различными видами связующих 92
3.5 Определение оптимального режима диспергирования наночастиц в расплаве 94
3.6 Определение степени расслоения частиц ММТ в объеме полимера с помощью рентгеноструктурного анализа 95
3.7 Подбор оптимальных концентраций наночастиц 99
3.7.1 Исследование вязкости расплава наномодифицированного связующего ЭО 99
3.7.2 Морфология и механические свойства эпоксидных пленок, наполненных наночастицами 102
3.7.3 Механические свойства углепластиков с различной концентрацией наночастиц 104
3.8 Термомеханические свойств углепластиков, модифицированных наночастицами 107
3.9 СЭМ исследования сколов наномодифицированных углепластиков 109
3.10 Влияние температуры на термомеханические свойства углепластиков на основе эпоксидных порошковых нанокомпозиций 112
3.11 Влияние многостенных углеродных нанотрубок на поведение обработанных эпоксидных порошковых композиций и механические свойства волоконных армированных композитов 114
Заключение 123
Выводы 125
Список сокращений 127
Список литературы 128
