Kompozyty ceramika i polimer - wykład

POLITECHNIKA WARSZAWSKA  WYDZIAŁ CHEMICZNY      ZAKŁAD  TECHNOLOGII  NIEORGANICZNEJ  I  CERAMIKI                             „Kompozyty ceramika – polimer”  Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego              Prowadzące:  Mgr inż. Paulina Bednarek  Mgr inż. Anna Danelska  2    I.  Czym są kompozyty?    W literaturze przedmiotu trudno znaleźć spójną i jednoznaczną definicję kompozytu  (materiału kompozytowego). Definicja z 1967 roku (Krock i Broutman) mówi, że kompozyt  charakteryzuje się następującymi cechami:    •  Jest materiałem wytworzonym przez człowieka,  •  Musi się składać, z co najmniej dwóch różnych, (pod względem chemicznym),  materiałów z wyraźnie zaznaczonymi granicami rozdziału między komponentami,  •  Komponenty kompozytu tworzą go przez udział w całej objętości,  •  Kompozyt powinien mieć właściwości różne od jego komponentów.    Ta, czteroczłonowa definicja, choć merytorycznie poprawna i cytowana w większości  opracowań, wyklucza jednak ze swego zakresu kompozyty naturalne, takie jak np. drewno a  także materiały platerowane i warstwowe. Stąd potrzeba jej zmodyfikowania i rozszerzenia na  potrzeby nowoczesnej nauki o materiałach. Najczęściej   kompozyt  definiowany jest jako  materiał utworzony z co najmniej dwóch komponentów (faz) o różnych właściwościach w  taki sposób, że ma właściwości lepsze i (lub) właściwości nowe (dodatkowe) w stosunku do  komponentów użytych osobno lub wynikających z prostego sumowania tych własności –  kompozyt jest materiałem zewnętrznie monolitycznym, jednakże z widocznymi granicami  między komponentami . Jeśli dana właściwość kompozytu jest bardziej korzystna niż suma  właściwości jego poszczególnych komponentów, mówi się o tzw. efekcie synergii.  Występowanie tego efektu przemawia za stosowalnością kompozytów jako nowoczesnych  materiałów o licznych zastosowaniach we współczesnej technice.       II.  Podział kompozytów    Brak ogólnie akceptowanej definicji kompozytów utrudnia dokonanie ich pełnej  klasyfikacji w sposób niebudzący zastrzeżeń. Poniżej przedstawiono kilka różnych  możliwości klasyfikacji kompozytów.       3    Podział w zależności od pochodzenia:  •  Kompozyty naturalne  •  Kompozyty zaprojektowane i wytworzone przez człowieka      Podział ze względu na przeznaczenie:  •  Kompozyty konstrukcyjne  •  Kompozyty o szczególnych właściwościach chemicznych czy fizycznych      Podział według rodzaju osnowy:  •  Kompozyty o osnowie niemetalicznej:  - polimerowej  - ceramicznej  - półprzewodnikowej  •  Kompozyty o osnowie metalicznej   

(…)

… duroplasty stosowane jako osnowa kompozytów polimerowych:
• Epoksydy
• Żywice melaminowo – formaldehydowe
• Poliestry
5
• Żywice fenolowo – formaldehydowe
• Silikony
Produkowane w skali masowej termoplasty, takie jak np. polietylen czy polipropylen, są
tańsze niż duroplasty, a wzmocnienie ich odpowiednich komponentem w ramach
wytwarzania kompozytu, może nadać im oczekiwane właściwości materiałów
konstrukcyjnych. Termoplasty wykazują większe efekty płynięcia pod obciążeniem czy pod
wpływem działania wysokiej temperatury niż duroplasty, co jednak ułatwia ich przetwarzanie
czy recykling materiałowy.
Przykładowe termoplasty stosowane jako osnowa kompozytów polimerowych:
• Poliamidy
• Polistyren
• Poli(chlorek winylu)
• Polipropylen
• Poliwęglan
III.2. Włókna i proszki stosowane jako napełniacze…
…. Od rodzaju proszku zależy także silnie odporność tworzywa na
ścieranie. Wielkość ziaren proszku powiązana jest znacząco z kruchością kompozytu – Im
grubsze ziarna, tym większa kruchość materiału. Za pomocą dodatku różnych proszków
można także modyfikować przewodność czy rozszerzalność cieplną kompozytów.
Szczególnie przydatne do tego typu zastosowań są proszki metali.
*****
Ciekawym przykładem powszechnie…
… i wykonanie ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest sporządzenie kompozytów ceramika-polimer o osnowie
polimerowej z napełniaczami ceramicznymi oraz określenie wpływu ilości i wielkości ziaren
proszku napełniacza na właściwości otrzymanych mas kompozytowych przed utwardzeniem
oraz wytrzymałość na rozrywanie odlanych z kompozytu elementów.
1. Przygotowanie kompozytów:
a. Osnowa polimerowa: żywica epoksydowa Epidian 6…
….
Ponadto sieciowanie duroplastów podnosi ich odporność na działanie rozpuszczalników i
długotrwałe obciążenia.
Przykładowe duroplasty stosowane jako osnowa kompozytów polimerowych:
•
Epoksydy
•
Żywice melaminowo – formaldehydowe
•
Poliestry
5
•
Żywice fenolowo – formaldehydowe
•
Silikony
Produkowane w skali masowej termoplasty, takie jak np. polietylen czy polipropylen, są
tańsze niż duroplasty…
... zobacz całą notatkę