Связаться с приемной комиссией

Меню раздела

Основное меню

Для уровней подготовки:
Бакалавриат

Композиционные материалы

Уровни подготовки:
  • Бакалавриат

Общая трудоемкость курса, акад.ч.: 72

Лекции, акад.ч.: 16

Практические занятия, акад.ч.: 16

Самостоятельная работа, акад.ч.: 40

Вид итогового контроля: Зачет с оценкой

Цели курса:
  • ознакомление обучающихся с моделями и подходами, принятыми для описания свойств и технологии получения композиционных материалов на основе различных матриц;
  • обозначение современных тенденций в развитии теоретических представлений о строении надмолекулярной структуры полимеров;
  • изучение характера изменения структуры материалов при введении наполнителей различной природы;
  • формирование целостного представления о структуре и свойствах композиционных материалов.
Задачи курса:
  • освоение основных положений закономерностей формирования свойств композиционных материалов;
  • ознакомление с влиянием специфики состава композиционных материалов на их способность к переработке;
  • ознакомление с возможностью регулирования свойств композиционных материалов в зависимости от состава и метода переработки с целью получения изделий с заданными свойствами.

Базовые знания:
Программа дисциплины предполагает, что обучающиеся имеют теоретическую и практическую подготовку в области органической и физической химии.

Содержание курса:
1. КМ на основе различных матриц и наполнителей.
1.1. Полимерные композиты.
Современные представления о строении и особенности надмолекулярной структуры полимеров. Полимеры аморфные и кристаллизующиеся. Условия образования различных видов надмолекулярных структур, влияние химического строения и внешней среды; возможности их взаимного перехода.
Общие представления о композиционных материалах (КМ), их общие признаки, роль в народном хозяйстве и история создания. Классификация по виду армирующего наполнителя (дисперсные, волокнистые, слоистые, газонаполненные) и способам армирования (ориентированные, неориентированные). Технико-экономическая эффективность использования КМ.
Термопласты для производства КМ.
Термопласты, используемые для производства КМ. Модификация полимерной матрицы: смеси полимеров, малые добавки структурных модификаторов, привитая блок-сополимеризация, прививка функциональных групп и др. Термореактивные связующие.
Термореактивные связующие и их модификации на основе эпоксидных, фенолоформальдегидных, фурановых, полиэфирных, кремнийорганических олигомеров, полиимидов и др. для производства армированных пластиков. Общие требования. Получение, свойства, условия отверждения. Выбор в зависимости от метода переработки и условий эксплуатации изделий.
Металлические композиты.
Керамические и другие неорганические композиты.
Армирующие наполнители.
Производство стеклянных волокон. Их свойства. Виды стекловолокнистых наполнителей: жгуты, ровница, текстильная пряжа, стекломаты, стеклоткани и др. Характеристика. Области использования. Аппреты для СВ. Их назначение, выбор, механизм действия.
Углеродные и борные волокна и материалы на их основе. Получение, свойства, области использования. Органические волокна и КМ на их основе. Арамидные волокна. Получение и свойства, области применения. Наполнители, применяемые для производства полимерных материалов и изделий (органические, минеральные, полимерные синтетические). Общие требования к ним. Сырьевая база. Их получение, свойства, области использования.
2. Явления на границе раздела фаз.
Адгезия и адгезионная прочность; методы их определения. Силы взаимодействия на границе раздела полимер-наполнитель. Методы определения поверхностной энергии и поверхностного натяжения полимеров. Условия смачивания и растекания полимерных связующих по поверхности наполнителей. Пути повышения смачивающей способности связующих. Формирование адгезионного соединения. Влияние чистоты, морфологии поверхности, условий формирования адгезионного соединения: температуры, давления, времени на адгезионную прочность.
Адсорбция адгезива на поверхности субстрата, ее роль в формировании граничного слоя и адгезионной прочности КМ. Основные отличия адсорбции полимеров от адсорбции низкомолекулярных веществ. Диффузионные процессы в полимер-полимерных системах. Поверхностная, объемная, сегментальная, локальная диффузия. Факторы, влияющие на скорость диффузионных процессов. Роль диффузии в формировании адгезионного соединения,
Остаточные напряжения в изделиях из КМ. Причины их возникновения, методы оценки, пути снижения. Основные пути регулирования адгезионной прочности КМ.
3. Реология наполненных систем.
Параметры течения жидкостей. Напряжение сдвига, скорость сдвига, вязкость. Приборы для оценки реологических свойств композиционных материалов. Кривые течения. Аномалия вязкости.
Течение наполненных систем. Уравнение Эйнштейна. Уравнения для течения систем с малой концентрацией наполнителя.
Уравнения для течения концентрированных суспензий. Уравнение Муни.
Описание течения систем с пределом текучести.
4. Физико-механические свойства КМ.
Формирование свойств термопластичных полимеров в процессах стеклования и кристаллизации; роль надмолекулярных структур. Остаточные напряжения и их проявление. Методы регулирования структуры и свойств в процессах переработки термопластов.
Трещиностойкость композиционных материалов, методы ее определения. Теория Лэнга. Зависимость прочности от содержания наполнителей.
Композиционные материалы, содержащие волокнистые наполнители.

Оставить заявку на курс


Название курса *
Это поле обязательно для заполнения
ФИО *
Это поле обязательно для заполнения
Номер группы *
Это поле обязательно для заполнения
Факультет (институт) *
Это поле обязательно для заполнения
Пройдите проверку:*
loading...
Необходимо ваше согласие на обработку персональных данных
Top