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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

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