Авиа

Архив рубрики «ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПРЯЖА»

Цинковые и стронциевые кроны— являются универсальными; они тормозят коррозию ‘ на поверхности стали и легких металлов (алюминиевых и магниевых сплавов), образуя окисиые пленки. Другие пигменты, такие, как цинковая пыль, будучи по отношению к железу (стали) анодом, создают для нее при про-никновении влаги протекторную защиту [цинк разрушается (расходуется), железо сохраняется].

Ряд пигментов (цинковые белила, свинцовые кроны), поглощая   ультрафиолетовые лучи, защищает лакокрасочную пленку от их разрушающего действия. Алюминиевая пудра отражает эти лучи, повышает влагонепрони-цаемость и также предохраняет пленку от разрушения. Такие пигменты, как металлические порошки, белые пигменты, отражают 95 — 98 % падающего на них света и обеспечивают поддержание на окрашиваемой поверхности температуры на 15 — 30 °С ниже, чем на покрытиях другой   окраски. В ‘ эмалях содержится 100—150% пигментов (в расчете на 100% пленкообразующего).

Грунты содержат 70— 80% пассивирующих пигментов (иногда с добавлением наполнителей). Грунты образуют’ первый слой покрытия и обеспечивают надежное сцепление его с окрашиваемой поверхностью. Поэтому грунты должны обладать хорошей адгезией’ к подложке и к слоям, которые наносят поверх грунта. Кроме того, грунты должны защищать металл от коррозии, заполнять поры и пр. Шпатлевки имеют пастообразную консистенцию и содержат до 200 % наполнителей и пигментов. Их применяют в случае необходимости выравнивания поверхности. Для надежной защиты окрашиваемой поверхности наносят многослойные покрытия. Их называют системами покрытий. На рис. 116 приведена типовая система покрытий противокоррозионного назначения.

Основные свойства лакокрасочных материалов и покрытий определяются пленкообразующими веществами. По виду пленкообразующего лакокрасочные материалы делят на масляные, битумные, смоляные и эфироцел-люлозные.

Плетеными шнурами называют изделия, полученные путем взаимного переплетения на шнуроплетных машинах нескольких, часто восьми, нитей крученой пряжи. Для некоторых целей их вырабатывают с сердцевиной из группы нескрученных между собой нитей. Хлопчатобумажные и льняные плетеные шнуры выпускают диаметром 4—12 мм и прочностью 550—4050 Н.

Шнуры, отбойку и канатики применяют для обмотки деталей шасси и штурвала, для крепления полотняной обшивки фюзеляжей и сидений самолетов, крепления тепло- и звукоизоляции, шнуровки чехлов и др. Для строп парашютов выпускают специальные плетные шнуры из натурального шелка, синтетических волокон или хлопка. Веревки представляют собой трех- или четырехпрядные "крученые изделия из льна, пеньки или хлопка диаметром 4,5—28 мм и прочностью 1,05—28,6 кН.

Канаты — это крученые изделия максимальных сечений; их вырабатывают из пеньковой, манильской, сизальской * или хлопчатобумажной пряжи или из синтетических нитей (капроновых, лавсановых или полиэфирных), называемых в канатном производстве каболками.

Каболки, преимущественно правой крутки, «бельные» или «смольные» (т. е. непросмоленные или пропитанные горячей смолой) скручивают в пряди левой крутки; три или четыре пряди, скрученные вместе правой круткой, образуют канат «прямого спуска-» или «тросовой работы».

Скрученные три каната тросовой работы образуют так называемый «отворотный» канат или канат левой крутки «кабельтовой работы». Канаты вырабатывают диаметрами 6,37—143,3 мм и прочностью 3,12—1024,86 ГН. Их применяют для буксировки планеров, при изготовлении плавучих якорей гидросамолетов, мишеней для воздушной стрельбы и некоторых других целей.

Она очень низка, поэтому они плохо смачиваются смолой-связующим и получаемые из них карбопластики обладают невысокой прочностью сцепления волокна со связующим. Поверхностную энергию волокна повышают травлением окислителями (азотной кислотой) и другими методами. Например, прочность при сдвиге карбопластиков, характеризующую сцепление волокна со связующим, повышают в 3—3,2 раза, удаляя до пропитки эпоксидной смолой имеющийся на поверхности низкомодульного карбоволокна замасливатель и нанося на него специальные вещества— аппреты. Четырехкратного повышения прочности при сдвиге однонаправленного эпоксидного карбо-пластика достигают предварительным выращиванием из газовой фазы на поверхности высокомодульного волокна перпендикулярно его продольной оси короткого «ворса» из тончайших ультравысокопрочных нитевидных монокристаллов («вискерсов») карбида кремния. Такая «ворсеризация» или «вискеризация» волокна, повышая его сцепление со связующим, увеличивает прочность карбопластика не только при сдвиге, но в отдельных случаях также при сжатии и изгибе в поперечном направлении.

Углеродные волокна, как это видно из табл. 38, обладают наивысшими значениями удельных механических свойств среди лучших современных непрерывных волокон и благодаря их малому диаметру (5— 12 мкм) легко перерабатываются. Технико-экономические предпосылки организации их массового производства более благоприятны, чем других неорганических жаростойких высокомодульных волокон. По этим причинам многие считают углеродные волокна одним из наиболее перспективных армирующих наполнителей для композиционных материалов конструкционного и теплозащитного назначения, используемых в. производстве летательных аппаратов.

Почти любому кристаллическому веществу — металлу, углероду и др. — может быть придана форма коротких нитевидных кристаллов-усов или монокристаллических нитей; в зависимости от кристаллической морфологии материала они   могут  иметь   треугольную,   шестиугольную и другие формы поперечного сечения. Высокая прочность нитевидных кристаллов, как это обнаружено в 1952 г., превосходит в сотни раз прочность исходного кристаллического тела и в 5—10 раз прочность наиболее прочных волокон бора и углерода; она приближается к теоретическим пределам прочности атомного сцепления.

Синтетические волокна получили наибольшее и все возрастающее применение: полиамидные, полиэфирные и полиакрилнитрильные — при изготовлении высокопрочных текстильных материалов, полипропиленовое — для крученых изделий и фильтров, политетрафторэти-леновое — для изделий наивысшей, химической стойкости.

Выдающееся достижение современной синтетической химии и технологии — получение новейших неплавких и неподдерживающих горения волокон из ароматических полиамидов (фенилон, номекс, кевлар и др.). По проч-

ностным, тепловым свойствам и применению эти волокна конкурируют с неорганическими, поэтому их свойства для сравнения приведены в табл. 38. Хризотил-асбест устойчив в щелочных средах; ам-фиболовые асбесты, кроме того, обладают также кисло-тостойкостью и содержат, кроме окислов кремния и магния, окислы железа, а иногда и натрия.

Благодаря высокому содержанию в асбестах кристаллизационной и гигроскопической влаги они имеют хорошие абляционные (теплозащитные) свойства, и материалы на их основе применяют для этих целей в производстве летательных аппаратов и двигателей. Высокие фрикционные свойства асбестовых материалов используют в тормозных устройствах и фрикционных передачах. Невоспламеняемые текстильные асбестовые материалы применяют для защиты от огня и для электроизоляции.

В промышленном масштабе выпускаются углеродные волокна, называемые также карбоволокнами, получаемые пиролизом (высокотемпературной обработкой в инертной среде) главным образом непрерывных органических волокон. Производят карбоволокна также из смол, нефтяных и каменноугольных пеков, лигнина и других углеродсодержащих исходных веществ.

Наибольшее распространение в крупных индустриальных странах получили карбоволокна из полиакрил-нитрильного (ПАН) волокна и из вискозного гидратцел-люлозного (ГЦ) корда.

Углеродные из ПАН волокна, нити производят двух типов: высокопрочные карбонизованные при температурах 900—1500° С и высокомодульные графитированные при температурах 2000—2800°С. Следует отметить, что продукты термического разложения ПАН волокна очень токсичны.

Углеродные высокопрочные, высокомодульные нити из вискозного корда выпускаются в  США  марок  Торнель-40, 50, 60, в меньшем объеме 70, 75 и 100 с возрастающими от Торнель-40 к .Торнель-100 прочностью и модулем упругости.

Менее прочные и жесткие, _более дешевые из углеродных волокон применяют^ в пластиках теплоизоляционного и других несиловых назначений. Важнейшие свойства высокопрочных и высокомодульных карбоволокон приведены в табл. 38. Исключительно высокая прочность усов объясняется такой малой площадью их поперечного сечения, при которой невозможно существование дефектов кристаллической решетки, способствующих скольжению плоскостей атомов относительно друг друга. Например, для усов чистого железа зависимость прочность — диаметр представлена на рис. 117. Такие зависимости уже обнаружены для многих кристаллических и аморфных тел, в том числе и для стекла.

Стеганые между двумя полотнищами ткани, изготовленной обычно из того же волокна, что и рыхлый внутренний слой ваты, теплоизоляционные материалы могут иметь и наивысшую теплостойкость, присущую образующим их волокнам. Однако стеганые материалы вследствие слеживания (уплотнения) ваты быстро теряют рыхлость, и их объемная масса оказывается недостаточно низкой. Рыхлопроклеенные материалы изготовляют путем обрызгивания рыхлой ваты раствором термореактивной (фенольной или кремнеор-ганической) смолы. При последующей термообработке смола переходит в те^мостабильное необратимое твердое состояние. Отверж-денные капельки смолы (в количестве ~10% от массы материала) необратимо склеивают волокна в местах их пересечения, фиксируют рыхлую структуру (объемную массу в 10—20 кг/м3) материала и, препятствуя взаимному скольжению волокон, предотвращают уплотнение готового мата. Однако наличие в составе материала компонента органической природы — склеивающей смолы — ограничивает его рабочую температуру.

Ниже приведены типичные свойства текстильных теплозвукоизо-ляционных материалов:

Пряжа, нити и крученые изделия. Аппаратную (угарную) пряжу, толстую и пушистую (83,5— 250 мг/м), применяют преимущественно для изготовления тканей с начесом: байки, бумазеи, хлопчатобумажного сукна. Эти ткани используют для изготовления светонепроницаемых черных -штор, подкладки под чехлы для остекления самолетов, для спецодежды и др.

Эти материалы представляют собой растворы пленкообразующего с добавками, после нанесения которых на подложку возникает твердая пленка — лакокрасочное  покрытие.   Оно  предназначено  для  защиты изделий от воздействия внешней среды (металлов от коррозии, неметаллических материалов от увлажнения и загнивания), в качестве электроизоляционных и декоративно-отделочных материалов.

Защитные лакокрасочные материалы и покрытия

Лакокрасочные покрытия должны быть механически прочными, гибкими, влагонепроницаемыми, должны" иметь хорошую адгезию. До назначению покрытия могут быть атмосферо-, химически- и теплостойкими, стойкими к действию радиации, тропического климата и других факторов,

В зависимости от состава и назначения лакокрасочные материалы подразделяют на лаки, эмали (краски), шпатлевки и грунтовки.

Лаки— растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. Иногда лаки содержат растворяющиеся в пленкообразующем органические красители, которые позволяют сохранить прозрачность пленки.

Лаки, содержащие неорганические пигменты, называют эмалевыми красками или просто эмалями. Пигменты оказывают существенное влияние на .свойства покрытий: придают укрывистость (непрозрачность), повышают механическую прочность, способствуют снижению прони-’ цаемости; некоторые пигменты повышают противокоррозионную стойкость подложки, являясь «пассивирующими» ингибиторами (замедлителями) коррозии. Механизм ин-гибирующего действия их может быть различным. Одни образуют на поверхности металла пассивирующие пленки; так, свинцовый сурик содержащий окись свинца, замедляет коррозию на поверхности черных, металлов вследствие образования нерастворимого гидрата окиси железа.

Неорганические волокна неметаллической   природы выгодно   отличаются   от  органических   высокой   прочностью,    невоспламеняемостью,    высокой    нагревостой-костью и меньшей гигроскопичностью, хотя и превосходят их примерно вдвое по плотности.  По сравнению с металлическими волокнами  (проволоками)  неорганические обладают значительно меньшей объемной массой и поэтому   более   высокими   удельными   механическими свойствами; они превосходят проволоки   нечувствительностью к коррозии, но по стойкости к действию высоких температур существенно им уступают.

Асбестовое волокно получают из природных минералов группы серпентина (хризотил-асбест) и амфибола (голубой асбест, антофиллит и амозит). Оно представляет собой нитевидные монокристаллы диаметром до долей микрометров, иногда трубчатые. До 95% мировой добычи асбеста приходится на хризотиловый (3MgO-2Si02-2H20), из которого получают грубую пряг жу, ткани и ленты, обычно с примесью <С20% хлопка. До 80% волокна имеет длину менее 5,5 мм; его употребляют в качестве наполнителя в порошковых асбопласти-ках, асбоцементах и паронитах на каучуковых связующих.

Стеклянное   волокно — первое  из   искусственных неорганических волокон, получившее широкое про-

мышленное применение. Из расплавленного стекла изготавливают непрерывные (фильерные) волокна диаметром 3—9 и <с20 мкм и штапельные (дутьевое — дискретное или резаное) длиной 50—500 мм и диаметрами’. <0,5 мкм (микроволокно), 0,5—1 мкм (ультратонкое), 1—4 мкм (супертонкое), 3—11 мкм (тонкое), 11—20мкм (утолщенное) и- !>20 мкм (грубое).- Дутьевые волокна частично засорены «корольками» — мельчайшими сферическими остатками капель стекла, не полностью вытянутых в волокна.

Короткие штапельные стекловолокна применяют для изготовления теплозвукоизоляционных .материалов.

Получают подобно дутьевому штапельному стекловолокну дискретной длины путем раздува струи расплава каолина воздухом и потоком раскаленных газов. Каолиновое волокно (50% А1203, 50% Si02) диаметром 3— 10 мкм применяют для изготовления ваты, войлока, матов, бумаги, картона электро- и теплоизоляционного высокотемпературного назначения, фильтров и, в опытном порядке, слабоскрученных нитей — «ровницы».

Борные волокна получают в промышленном масштабе путем газофазного высаживания микрокристаллического бора на вольфрамовую нить диаметром ~12 мкм. В результате диффузии бора в нагретую до 1000° С вольфрамовую нить в сердцевине готового волокна образуются бориды вольфрама WB4 и W2B5, и ее диаметр увеличивается до ~ 16 мкм. Общий же диаметр борного волокна достигает 100 или 140 мкм. Поэтому оно в качестве армирующего усилителя боропластиков сообщает им большую прочность при сжатии, чем тонкие стеклянные и углеродистые волокна диаметром 5— 12 мкм в стеклопластиках и углепластиках.

размером ~2,0 нм, объединенные в более крупные зерна, между которыми заметны границы раздела. Для использования борного волокна в качестве усилителя металлических, в частности алюминиевых матриц, его поверхность покрывают слоем карбида кремния SiC. Такая обработка повышает сопротивление окислению и ухудшению свойств волокна в результате взаимодействия с алюминием при повышенных температурах. Покрытое карбидом кремния волокно диаметром 100 мкм получило название «борсик»; оно имеет плотность <2600 кг/м3 и предел прочности при растяжении 2,75 ГПа.

Углеродные волокна впервые получены в 1882 г. Длительное время их применяли в электрических лампах накаливания, потом заменили вольфрамовой нитью. Лишь около 1960 г. исследования углеродных волокон были возобновлены. Они продолжаются и в настоящее время в связи с использованием этих волокон в качестве усилителей в композиционных материалах конструкционного назначения и прежде всего для авиационной техники.

Битумы — это смесь углеводородов различной консистенции. В лакокрасочной промышленности используют главным образом тугоплавкие, нефтяные (гудроны, пеки) и природные битумы (асфальты) с температурой плавления 125—150°С.

Битумы термопластичны, аморфны, при низких температурах хрупки, в воде и спирте нерастворимы, негигроскопичны, стойки к действию кислот и щелочей.

Битумы чаще всего совмещают с маслами. Масляно-битумные покрытия обладают хорошими электроизоляционными свойствами и теплостойкостью ~ 130 °С. Масляно-битумные лаки применяют как электроизоляционные и защитные в качестве кислотостойких, а с алюминиевой пудрой — в качестве термостойких, моторных. Окраска готовых изделий — это заключительный этап большого технологического комплекса, и этому процессу необходимо уделять серьезное внимание. Нужно не только правильно выбрать вид лакокрасочного материала для определенных условий работы, но и определить наиболее рациональные методы нанесения и сушки покрытия. Покровные лаки служат для образования на поверхности изоляции гладкой, механически и электрически прочной и.стойкой к действию воды и химических реагентов пленки. Специальные виды покровных лаков, так называемые эмаль-лаки, наносят непосредственно "на проволоку, и они служат для изоляции эмаль-проволок. Клеящие лаки предназначаются для склеивания различных частей изоляции, а также приклеивания изоляции к металлу. Для клеящих лаков важна максимальная адгезия к склеиваемым материалам и эластичность лаковой пленки.

Волокна по составу делят на органические"и неорганические, по длине — на короткие (десятки миллиметров), длинные (до 1—2 м) и непрерывные (длина опре-

деляется емкбстью поковки). Зачединицу линейной плотности (толщины) волокон и нитей принят «текс» (Т) — число граммов массы в 1 км длины. Широко применявшийся до настоящего времени для косвенного обозначения толщины метрический номер (№) связан с тексом зависимостью таким образом, чем толще волокно или нить, тем выше ее текс и ниже номер. Обычно толщина’волокна составляет 0,1—0,3 текса (часто 20— 30 мкм), для толстых непрерывных мононитей <100— 200 тексов (до 300—500 мкм).

В табл. 37 представлены важнейшие свойства органических волокон.

Из природных органических волокон в производстве технических изделий (тканей, лент, ремней, крученых изделий) и усилителей для пластмасс, резин и др. наибольшее распространение получили целлюлозные волокна растительного происхождения — хлопок и лен. Более прочное, жесткое и дорогое из них лен — шире применяют в производстве крученых изделий, грубых тканей (парусин) и ремней. Хлопок же является универсальным волокном, используемым в производстве большинства текстильных изделий и материалов.

Из природных органических волокон животного происхождения для изготовления войлока, тканей для обивки мебели, для одежды летнего персонала, ковриков и других целей применяют шерсть, а для тканей куполов, шнуров для строп парашютов и некоторых других декоративных и технических целей — шелк.

Внастоящее время нашли применение:

1) в виде не превышающей 5% добавки для размельчения и соединения зерен в металлах и керамике, инициирования процессов полимеризации и ускорения дей-

ствия катализаторов в полимерах, для дополнительного упрочнения стеклянных, угольных и бороволокон;

2)   в виде 5—50%-ной добавки для упрочнения неориентированным наполнителем литьевых прессованных композиций, требующих трехмерной прочности;

3)  в виде 50—70%-ного содержания частично ориентированного наполнителя для придания двумерной прочности слоистым материалам;

4)   до 70—90%-ного содержания в полностью ориентированных пропитанных пряже и ленте;

5)  до 90—95%-ного содержания в сверхпрочных конструкционных материалах низкой плотности (в виде пучков нитевидных кристаллов, соединенных в точках из контакта соответствующей матрицей-связующим).

Стеганые, рыхлопроклеенные и войлочные материалы

Эти материалы получили широкое применение в качестве тепло- и звукоизоляционных.

Для изоляции ненагреваемы’х или нагреваемых не выше 100— 120° С поверхностей используют стеганые или проклеенные синтетическими смолами легкие рыхлые маты из спутанных, чаще органических волокон: капронового или, в небольших количествах, полых — целлюлозного капока (США) или оленьей шерсти (СССР). Для изоляции небольших поверхностей, подвергаемых в эксплуатации механическим воздействиям, и в качестве прокладочно-уплотнительного, фильтровального, сальникового и полировального материала применяют облегченные войлоки из овечьей шерсти.

Шерстяная пряжа также бывает гребенная (камвольная) — более качественная — и аппаратная (суконная). Шерстяные ткани применяют для внутренней отделки пассажирских самолетов.

Самые тонкие нити — до 1,54 мг/м — имеет шелк-сырец; вискозные нити вырабатывают чаще всего 11—16,7 мг/м, а синтетические полиамидные 3,34; 5,0; 6,7, реже 14,3 мг/м. Для снижения блеска полиамидных нитей их подвергают матированию, добавляя к исходному полимеру двуокись титана. Матированные полиамидные нити имеют пониженную светостойкость, поэтому для изготовления ответственных, например парашютных тканей и’ шнуров, применяют нематированные блестящие капроновые нити.

Пряжу и нити применяют для изоляции электропроводов и шнуров путем их обмотки и оплетки.

Крученые изделия

К крученым изделиям относят: нитки, шпагат, шнуры и канатики, плетеные шнуры, веревки и канаты.

Нитками называют крученую пряжу, подвергнутую и неподверг-нутую специальной отделке — аппретированию, повышающей их гладкость и блеск.

Шпагатом называют толстую пеньковую нитку, изготовленную скручиванием преимущественно двух нитей пряжи. Шпагат подвергают аппретированию и полированию. Его прочность колеблется от 120 до 800 Н.

Шнуры и отбойка представляют собой крученые изделия диаметрами 1—3,6 мм, полученные скручиванием нескольких нитей крученой пряжи (шнуры) или шпагата (отбойка). Скручивание производят в направлении, обратном направлению скручивания нитей крученой пряжи или шпагата. Прочность шнуров и отбойки составляет 145—1100 Н.

Льняные канатики — это три или четыре нити шнура, скрученные между собой; их выпускают диаметром 4—14 мм и прочностью 1,25—12,2 кН.

В качестве пленкообразующих масляных лакокрасочных материалов используют растительные масла (высыхающие и полувысыхающие), представляющие собой сложные эфиры глицерина и органических кислот (гли-цериды). При нанесении на поверхность масла могут высыхать, т. е. образовывать пленку. Высыхание происхо-

дит вследствие присоединения кислорода воздуха по месту двойных связей, имеющихся в молекулах глицери-дов, с образованием сетчатой структуры. Таким образом, масла относятся к необратимым сшиваемым плен-кообразователям. Чем больше двойных связей, тем быстрее идет процесс высыхания.

Для ускорения сушки высыхающие и полувысыхающие масла прогревают (варят) с целью уплотнения (частичной полимеризации) и вводят в их состав катализаторы (сиккативы) в виде окислов и солей поливалентных металлов—¦ кобальта, марганца, свинца, которые ускоряют процесс окисления масел. Вареное масло с сиккативом называют олифой. Олифа представляет собой полуфабрикат для тертых масляных красок.

Масляные покрытия обладают высокой адгезией, эластичностью, виброустойчивостью. Однако они имеют невысокую тепло- и водостойкость, а также низкую химическую стойкость, медленно сохнут. Поэтому в чистом виде их применяют редко, а чаще всего совмещают со смолами и битумами.

Оно непосредственно или после переработки в ткани применяют в качестве усилителей в стеклопластиках  и  для  целей  электроизоляции, двухслойное (полое) непрерывное волокно — в световодах для направленной передачи световой энергии, иногда в виде изображений.  Новые непрерывные  профильные сплошные или полые стекловолокна испытывают в качеств? усилителей. Использование профильных волокон с гексагональной, эллипсоидной, квадратной, прямоугольной или гофрированной формой поперечного сечения позволяет повысить плотность их упаковки в композиции со смолой  в   стеклопластике  и   повысить его прочность,   жесткость   и   газонепроницаемость.   Полые профильные волокна уменьшают плотность композиции,-повышают ее изоляционные свойства, жесткость при изгибе и прочность при сжатии.

Высоконагревостойкими стеклянными и керамическими волокнами являются кварцевое, кремнеземное и каолиновое. Они теряют прочность после нагревания и охлаждения лишь при 1100° С, тогда как асбестовое волокно полностью разрушается уже при 500—600° С. Вместе с тем меньшая гибкость толстого борного волокна Ограничивает возможность получения из боропластиков тонкопрофилированных деталей с малыми радиусами кривизны. На поперечном сечении борного волокна видны радиальные трещины, идущие от сердцевины и сужающиеся к сплошному тонкому поверхностному слою. Трещины образуются в результате внутренних напряжений, возникающих при изготовлении волокна, и снижают его прочность. На электронномикроскопическом снимке поверхности борного волокна видны кристаллы

Это тонколистовые гибкие, прозрачные, преимущественно синтетические полимеры. Толщина пленок 0,01—0,1 мм, реже 0,002 и <С0,5 мм. Их изготовляют из термопластов. Основные свойства и обозначения синтетических пленок представлены в табл. 36. Для многих пленок, кроме того, оценивается стойкость к распространению надрыва, изменяющаяся от 4-—20 г у ТАЦ, двухосноориентированных ПС и ПП, до 100—500 г у ПТФЭ и ПЭ, а также стойкость к много-

кратному двойному изгибу, оцениваемая как хорошая у ПТФХЭ, как очень высокая у ПЭ низкой плотности и достигающая 100 000 циклов у ПЭТФ и 250 000 циклов у ПАМ.

В авиационной технике пленки применяют для изготовления баллонов автоматических стратостатов и шаров-пилотов, консервирующих оболочек для длительного хранения двигателей и т. п. целей. В электротехнике и радиоэлектронике пленочные материалы применяют особенно широко в качестве диэлектриков конденсаторов, обмоточных и монтажных проводов, кабелей и для пазо-

вой изоляции электрических машин. Применяют пленки и в комбинации со специальными сортами бумаги, картона, стеклянными, асбестовыми и синтетическими волокнами и тканями, наклеивают на пленки очень тонкие чешуйки стекла и слюды.

К волокнистым материалам, используемым в авиационно-космической технике, относятся собственно текстильные волокна и нити, а также изготовленные из них нетканые материалы, бумага, войлок, стеганые и рыхло-клееные материалы, крученые и плетеные изделия, ткани, трикотаж и материи. Волокнистую структуру имеет также древесина.

Вытянутые в длинные и тонкие нити цепи макромолекул волокнообразующего полимера получают преимущественную ориентацию в направлении продольной оси; ориентируются в этом же направлении трещины и другие микродефекты, которых в ограниченном сечении волокна очень мало. Поэтому прочность волокон во много раз выше прочности исходного изотропного (неориентированного) тела: например, предел прочности на растяжение стеклянного волокна выше, ^ем исходного массивного стекла примерно в 100 раз. Благодаря этому волокна и волокнистые материалы используют в качестве кар-кассирующих усилителей (наполнителей) в композиционных материалах на смоляных, эластиковых, неорганических (керамических и металлических) матрицах.

Смоляные лакокрасочные материалы — это растворм. смол (синтетических и природных) в органичес::л растворителях.

По сравнению с масляными смоляные покрытия обладают, как правило, более высокой адгезией, более химически-, атмосферо- и влагостойки. Однако многие смоляные лаки довольно хрупки. Поэтому смоляные лаки и эмали модифицируют растительными маслами и вводят в их состав пластификаторы. – Из природных смол в качестве пленкообразующего применяют канифоль, шеллак, а также ископаемые смолы (янтарь, даммару и др.)."Из синтетических же для изготовления лаков можно использовать любые растворимые смолы, и термопластичные, и отверждаемые: Наиболее широкое распространение из термопластичных полимеров получили перхлорвиниловые, акриловые, по-листирольные и др., из отверждаемых — фенолофор-мальдегидные, эпоксидные, алкидные, кремнийорганиче-ские, полиуретановые и др.

Эфироцеллюлозные термопластичные лакокрасочные материалы

Их приготовляют на основе нитроцеллюлозы (чаще всего), этилцеллюлозы, ацетилцеллюлозы и ацетобути-ратцеллюлозы.

Нитроцеллюлозу (коллоксилин) получают обработкой клетчатки азотной кислотой. Нитроцеллюлоза термопластична. Она хорошо растворяется в органических растворителях — ацетоне, кетоне, эфирах. Нитроцеллю-лозное покрытие быстро высыхает (за 30 мин), отличается блеском, хорошей твердостью, достаточной атмо-сферостойкостью, маслобензостойкостыо. Недостатки нитролаков и нитроэмалей — высокая горючесть,-низкая теплостойкость покрытий и неустойчивость к действию ультрафиолетовых лучей. Нитролаки и нитроэмали применяют для окраски приборов, станков, деревянных поверхностей и др.

Паропроницаемость лакокрасочных покрытий за 10 сут составляет, мг/см2: этилцеллюлозного 180, нитро-целлюлозного 68, акрилового 62, алкидного холодной сушки 40, алкидного горячей сушки 23, полиуретанового 20, перхлорвинилового 6, эпоксидного 3, фторсополимер-ного 1,5.

Меньше теряют в прочности при повышенных температура’х по сравнению с обычными поликристаллическими волокнами (рис. 118).

Прочность медленно падает с температурой, и лишь при температуре размягчения резко возрастает масса, необходимая для сохранения постоянной прочности. Как видно на рис. 118, углерод — идеальный материал для производства усов: его нитевидные кристаллы диаметром 1 мкм выдерживают нагрузку около 20,0 ГПа, которая не снижается до температуры ~ 2200° С.

В табл. 39 приведены важнейшие свойства неметаллических и металлических усов.

Из данных табл. 39 видно, что из-за высокой плотности металлических усов их удельные прочностные и жесткостные характеристики существенно уступают свойствам неметаллических. Кроме того, усы из железа, никеля и меди окисляются, а их прочность при длительном хранении во влажной атмосфере снижается. Лишь усы хрома, по-видимому, противостоят воздействию влаги. Пониженные свойства природных монокристаллов асбеста (табл. 39) объясняются в значительной мере теми повреждениями, которыми сопровождается их получение из минерала змеевика при освобождении от пустой породы.

Недавно получены новые паутинообразные экспериментальные монокристаллы (cobweb whiskers), которые настолько малы, что неразличимы даже в лучших оптических приборах и наблюдаются только в виде голубого облака, образованного в   результате  рефракции   света.

Благодаря более совершенной структуре прочность пау-тиновидных нитевидных кристаллов теоретически может соответствовать ядерным силам   и   достигать   350 ГПа.

Вследствие высокого значения температуры размягчения кварца (1670° С) и узкого интервала ее изменения получают малопроизводительным и дорогим «штабиковым» методом. Вытянутое из кварцевых цилиндриков (штабиков) волокно выпускают в виде коротковолокнистого штапеля или непрерывных нитей. Штапельное кварцевое волокно применяют для изготовления ваты, матов, бумаги, картона или фильтров. Из непрерывного волокна получают нити, ленты и ткани, армированные композиционные материалы Непрерывное кварцевое волокно при плотности 2200 кг/м

имеет средний предел прочности при растяжении 2,0— 3,0 ГПа, модуль упругости 73 ГПа. Дорогие кварцевые волокна применяют главным образом в специальных ответственных случаях. Кремнеземное (кварцоидное и рефразил) волокно диаметром 5—10 мкм получают из стекловолокна промышленных составов путем обработки соляной или серной кислотой. Травление кислотами приводит к выщелачиванию всех окислов, кроме кремнезема, образующего 98,6—99% состава полученного волокна. Пористое кремнеземное волокно в 2—3 раза менее прочно, чем кварцевое, но благодаря существенно меньшей стоимости находит широкое применение для целей теплоизоляции и теплозащиты. Высокая твердость бора (>9 ед. по десятибалльной шкале Моо-са) обеспечивает незначительные потери прочности волокна вследствие истирания при переработке. Свойства борного волокна приведены в табл. 38.

Очень распространены для окраски различных приборов в настоящее время молотковые эмали, образующие на поверхности узор, напоминающий чеканку молотком. Молотковые эмали изготавливают на основе меламиноформальдегидных     смол,     пигментированных

алюминиевой пудрой. В качестве узорообразователя применяют высокомолекулярные кремнийорганические соединения. Рисунок чеканки молотком проявляется’ в сыром состоянии через 1—2 мин после окраски. Окончательную сушку проводят при 100.—120° С в течение 30 мин. Пленка отличается высокой прочностью, эластичностью и атмосферостойкостыо.

Компаунды — смеси полимеров (иногда с добавками минеральных наполнителей), которыми в жидком виде пропитывают, заливают или. обмазывают изделия (конденсаторы, электрические обмотки, кабельные муфты, полупроводниковые выпрямители и др.).

Жидкие в момент применения компаунды затвердевают: термопластичные — при охлаждении их. расплава, а отверждаемые — чаще всего при нагревании вследствие химических реакций, вызывающих превращение олигомеров или линейных полимеров в сетчато-простран-ственные.

Преимущество компаундов перед электроизоляционными лаками заключается главным образом в отсутствии, летучих растворителей, что обеспечивает получение плотной, герметичной изоляции, обладающей высокими влагостойкостью, электрической прочностью, вибростойкостью. Для повышения нагревостойкости в состав компаундов вводят минеральные наполнители, чаще всего пылевидный кварц.

Для приготовления компаундов применяют битумы, полистирол, полиуретаны, эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические смолы и другие полимеры.

Пряжей называют скрученные короткие или штапельные волокна. Нити, в отличие от пряжи, получают скручиванием непрерывных волокон. Скручиванием двух или нескольких нитей или пряж изготавливают крученую,нить или крученую пряжу. Пряжу и нити применяют для изготовления тканей, трикотажа или крученых изделий.

Хлопчатобумажная или хлопковая пряжа бывает кардная, гребенная или аппаратная. Основную массу составляет кардная пряжа средней толщины, вырабатываемая линейной плотностью 11,75—100 мг/м. Из нее изготовляют миткали и бязи — ткани, применяемые для производства текстолита, ситца, и ряд вспомогательных технических тканей.

Гребенную хлопчатобумажную пряжу, более тонкую (3,7— 15,4 мг/м), вырабатывают из более длинных волокон. Она имеет более высокую удельную прочность и большую гладкость, чем кардная. Из гребенной пряжи изготовляют ткани ответственного назначения (для полотняной обшивки и оклейки фанерной обшивки некоторых летательных аппаратов, для куполов грузовых парашютов и для прорезиненных оболочек аэростатов), а также электроизоляционные ленты и некоторые лакоткани.

Льняную пряжу мокрого прядения, гладкую и тонкую, применяют при изготовлении льняных тканей для полотняной обшивки легких самолетов, для оклейки воздушных винтов и производства высокопрочных ниток, шнуров и веревок. Более пушистую, оческовую пряжу сухого прядения используют для изготовления брезентовых тканей.

Из всех разновидностей лакокрасочных материалов (грунты, шпатлевки, эмали, лаки) в качестве электроизоляционных чаще всего используют лаки (режёэмали).

Электроизоляционные лаки по виду применения делят на пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки служат для пропитки пористой и волокнистой изоляции с целью вытеснения воздуха и влаги из пор и из .промежутков между волокнами. В результате пропитки повышаются нагрево- и влагостойкость, электрическая и механическая прочность изоляции.

К пропиточным относят также лаки для пропитки тканей и бумаги с целью получения лакотканей и лако-бумаги.

Разделение электроизоляционных лаков на пропиточные, покровные и клеящие условное, так как часто один и тот же материал может выполнять различные функции, например пропитывать слои ткани и склеивать их.

Электроизоляционные лаки и эмали, так же как и материалы, используемые для защиты от коррозии, могут быть изготовлены на основе растительных масел, битумов, эфиров целлюлозы, термопластов и отверждае-мых смол.

Для декоративной отделки приборов и радиотехнической аппаратуры часто применяют покрытия с морщинистым рисунком (например, эмаль «муар»), позволяющие скрыть неровности окрашиваемой поверхности без применения шпатлевок, толстый слой которых плохо удерживается на тонких и гибких стенках корпусов и

крышек.