Файл: Вульф Б.К. Авиационные неметаллические материалы (пластмассы и резина).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 0
мореактивный пенопласт ФФ. В условиях длительной эксплуа тации они могут нагреваться до температур порядка 150°; одна ко при кратковременном тепловом воздействии эти температу ры значительно возрастают. Например, для пенопласта ФФ до пускается кратковременный (до 3-х часов) нагрев в трехслойных конструкциях до 300°.
Недостатком пенопласта ФФ является его повышенная хруп кость. Поэтому были разработаны пенопласты ФК-20 и ФК-40,
в состав которых входит |
н и т р и л ь н ы й каучук ; |
последний |
сообщает пенопластам |
повышенные эластичность и вязкость; |
|
при этом уменьшаются прочность и теплостойкость. |
Механиче |
ские свойства пенопластов этого типа можно, следовательно, ме нять в широких пределах, изменяя содержание в них каучука
(фиг. 19).
Фиг. |
18. Относительное |
изме |
Фиг. |
19. |
Зависимость предела |
нение |
механических |
свойств |
прочности при сжатии и удель |
||
пенопласта_ ПС-1 при |
различ |
ной ударной вязкости пенопла |
|||
|
ных температурах. |
стов |
ФК |
от содержания кау |
|
|
|
|
|
|
чука. |
Для повышения прочности этих пенопластов при обычной и повышенной температурах в их состав вводят алюминиевый порошок.
На фиг. 20 в качестве примера показана графически тепло стойкость пенопласта ФК-20-А20, содержащего 20% алюминие вой пудры. Предельная рабочая температура этого пенопласта достигает 350°.
Следует отметить, что фенольно-формальдегйдные пено пласты не вызывают коррозии соприкасающихся с ними в кон струкции металлов.
Полисилоксановые пенопласты относятся к числу наиболее термостойких и термостабильных. Так, например, пенопласт К-40 на основе кремнийорганической смолы допускает нагрев до 200° в течение 200 часов и до 300° в течение 5 часов.
50
При обычной температуре его механические свойства невы соки (см. таблицу 7), однако эти свойства почти не меняются после длительных нагревов до температур 200—250°. Кроме то
го, прочность может |
быть зна |
ё-ь,нг1спг |
|
|
|
|
а^гт/сп |
|||||||
чительно |
увеличена путем |
до |
|
|
|
|
||||||||
У_ __ . |
-* ч |
,а |
|
|
0,3 |
|||||||||
бавки наполнителей — алюми |
35 |
|
|
|
|
0,7 |
||||||||
ниевой пудры, молотого кварца |
30 |
|
ё-Ъ |
, ч |
|
|
0JS |
|||||||
и других. |
|
|
|
пено |
а |
|
|
|
0J5 |
|||||
Полисилоксановые |
го |
|
|
|
|
\ |
ч \ |
Щ |
||||||
пласты |
обладают очень хоро |
15 |
|
|
|
|
|
0,3 |
||||||
ю |
1 |
|
|
|
|
|
—*—О? |
|||||||
шими |
теплоизоляционными |
5 - |
|
|
|
|
|
0J |
||||||
свойствами, |
с чем |
связана вы |
оо |
1 |
100 |
|
гоо |
|
зоо |
ш х |
||||
сокая стойкость по |
отношению |
о |
|
|
||||||||||
к тепловым ударам. |
|
|
|
|
Фиг. |
20. |
Зависимость |
механических |
||||||
Хорошим сочетанием физи |
свойств |
пенопласта |
|
ФК20-А20 |
||||||||||
ко-механических и технологиче |
( |
1 = |
0,2 г/см3) от температуры, |
|||||||||||
з -ь — предел прочности |
|
при сжатии; |
||||||||||||
ских свойств обладают недав |
а ■ |
удельная ударная вязкость |
||||||||||||
но разработанные |
пенопласты |
п о л и у р е т а н о в ы х |
смол, |
|||||||||||
ПУ-101 и ПУ-Д01А на основе |
||||||||||||||
Эти пенопласты |
образуются |
путем |
с а м о в с п е н и в а н и я |
|||||||||||
жидких исходных продуктов |
диизоцианата и полиэфира. |
|||||||||||||
Д и и з о ц и а н а т ы |
представляют производные изоциановой |
|||||||||||||
кислоты |
(Н — N =i С = ,0); |
часто применяется, например, |
мета- |
|||||||||||
толуилендиизоцианат: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
/ \ с н 3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
OCN I\ ' NCO |
|
|
|
|
|
|
|||
В качестве п о л и э ф и р о в |
используют продукты взаимо |
|||||||||||||
действия |
некоторых |
|
двухосновных |
кислот, |
например, |
для |
||||||||
получения |
жестких |
пенопластов,— фталевой |
|
|
со о н |
|||||||||
|
|
со о н , |
||||||||||||
или ‘ адипиновой |
|
СН2 - |
СН2 - СООН\ |
|
|
|
||||||||
\ |
СН2 — С Н ,- СООН/ |
|
многоосновных |
|||||||||||
|
|
|
или |
глицерина |
||||||||||
спиртов — этиленгликоля (СНгОН • СН2ОН) |
||||||||||||||
(СН2ОН • СНОН ■СН2ОН). |
|
в реакционную смесь, помимо |
||||||||||||
При получении полиуретанов |
диизоцианата и полиэфира, вводят также катализаторы и эмуль гаторы.
В итоге реакции п о л и м е р и з а ц и и образуются |
сильно |
разветвленные молекулы п о л и у р е т а н о в о й с м о л ы |
и одно |
временно происходит вспенивание за счет выделения у г ле к и с-
лог о |
газа. |
После смешения исходных жидких продуктов при темпера |
|
туре ~ |
30° композиция быстро заливается в форму, где она |
окончательно самопроизвольно вспенивается. |
|
4 * |
51 |
Для увеличения термостойкости пенопласт подвергают про греву в течение нескольких часов при температуре около 150°.
Полученные таким образом полиуретановые пенопласты от личаются сравнительно высокой прочностью, теплостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами; они стойки к дей ствию органических растворителей и не вызывают коррозии авиационных сплавов.
Свойства некоторых авиационных пенопластов приведены в таблице 7.
|
Т а б л и ц а 7 |
Сравнительные свойства авиационных |
пенопластов |
(при удельном весе д —0,2 |
г / с м 3) |
Марка |
Тип смолы |
Предел прочности при |
растяжении аь? кг/см2 |
Предел прочности при сжатии |
кг/см2 |
Удельная ударная вязкость а, кг-см/см2 |
: |
|
| |
|
|
Температура применения, °С
ПС-1 |
Полистирол |
42 |
30 - 45 |
1,7 |
— 60 до 4- 60 |
ПХВ-1 |
Поливинилхло- |
45 |
2 6 - 3 6 |
1,6 |
— 60 до + 60 |
|
рид |
ФФФенольно-
|
формальд. |
12 |
40 |
0,2 |
— 60 до 4-150 |
ФК-20 |
ФФ + нитриль- |
17,5 |
20 |
0,7 |
до 120 |
|
ный каучук |
||||
ФК 20-А 20 |
ФК 20 + 20 % А1 |
7,2 |
26,5 |
0,7 |
до 350 |
|
пудры |
||||
К-40 |
Полисилокса- |
|
|
0,25 |
'4 |
|
новая |
8 |
8 |
до 200(200 час) |
|
ПУ-101А |
Полиуретановая |
18 |
27,5 |
0,55 |
— 60 до 4- 170 |
К пенопластам близко примыкают новые материалы" типа п е н о к е р а м и к и , отличающиеся весьма высокой т е п л о с т о й
к о с т ь ю. |
Так, например, |
рабочая температура |
пенокерамики |
ВКП-1, уд. |
веса 0,6 г/см3, |
в условиях длительной |
эксплуатации |
достигает 500°. Такую пенокерамику получают путем вспенива ния и обжига композиции при температуре до 1250°.
Пенокерамика отличается хорошими диэлектрическими ха рактеристиками и обладает высокой стойкостью к концентриро ванным кислотам, щелочам, органическим растворителям и авиационным маслам.
Применение пенопластов
Наиболее широко пенопласты применяются в качестве лег кого заполнителя армированных конструкций типа «металл-пе
52
нопласт» или «стеклотекстолит— пенопласт». Такие трехслойные панели («сандвичевые» конструкции), в которых промежуточ ным слоем служит пенопласт, по прочности близки к металли ческим конструкциям, но значительно легче.
Как заполнители, пенопласты используются в конструкции рулей, высоты и направления, элеронов, тормозных щитков, не которых шпангоутов фюзеляжа и лопастей винтов; в последнем
случае, помимо увеличения жесткости, улучшаются также виб рационные характеристики. На фиг. 21 показано применение пенопласта, как заполнителя в конструкции крыла самолетамишени.
Фиг. 21. Пластмассы в конструкции крыла самолета-мишени
(по зарубежным данным):
1 — стеклотекстолит; 2 — пенопласт; 3 — металлический лон жерон.
Весьма эффективным оказалось использование пенопластов в конструкциях о б т е к а т е л е й р а д и о л о к а ц и о н н ы х а н тенн.
Обычно последние изготовляются из пенопластов, армиро ванных стеклотекстолитом. На фиг. 22 показана схема одной из конструкций таких обтекателей, а на фиг. 23 — их внешний вид. Такие обтекатели отличаются легкостью, прочностью и хорошей радиопрозрачностью.
Наиболее целесообразно для изготовления обтекателей при.
53
менять самовспенивающиеся п о л и у р е т а н о в ы е пено
пл а с т ы .
Вкачестве легкого заполнителя пенопласты нашли приме
нение также при изготовлении д и э л е к т р и ч е с к и х решет-
Фиг. |
22. |
Схема |
|
конструкции |
|
носовой |
части |
обтекателя ан |
|
||
|
|
тенны: |
наконечник; |
|
|
1 — металлический |
|
||||
2 — наружная |
оболочка из |
|
|||
стеклотекстолита; |
3 — внутрен |
|
|||
няя |
оболочка |
из |
стеклотек |
Фиг. 23. Антенные обтекатели трехслойной |
|
столита; 4 — заполнитель из пе |
конструкции типа «стеклотекстолит — пено |
||||
|
|
нопласта. |
пласт — стеклотекстолит». |
Фиг. 24. Конструкция диэлектрического ре шетчатого зеркала для антенной установки: 1— рефлектор; 2 — стеклотекстолитовая оболочка; 3 — однонаправленная метал лическая решетка; 4 — заполнитель из пе
нопласта.
ч а т ы х з е р к а л или отражателей в а н т е н н ы х у с т а в о в - ках на самолете (фиг. 24 и 25).
54