Matricea trebuie să aibă o rigiditate suficientă și să asigure lucrul în comun pentru consolidarea fibrelor; puterea sa este determinarea momentului când încărcată nu coincide cu direcția fibrelor orientatsiiey. Deosebit de important este o proprietate a matricei pentru a forma un material solid, în care matricea păstrează integritatea până fibrele de fractură. Astfel, alegerea de liant pentru compozit - o sarcină dificilă, soluția corectă care facilitează crearea de material cu proprietăți tehnologice și operaționale eficiente. Ca materiale matriceale din compozite polimerice, sunt utilizate lianți termorezistenți și termoplastici. lianți termorigide - vâscozitate mică, ușor solubil produse (rășini) capabile întărită prin încălzire sub acțiunea agenților de întărire, catalizatori pentru a forma după întărire un ireversibil reticulat (insolubilă și nefuzibil).
Se obține prin policondensarea fenolilor cu aldehide. În funcție de raportul dintre componente și condițiile de proces, se formează rășini fenol-formaldehidice novolac sau resole.
Acestea sunt materiale dure greu, cu o temperatură de înmuiere de 80. 100 ° C, ușor solubil în alcool, acetonă și alți solvenți. Când se introduc întărirea în rășină și se încălzește, se formează o structură tridimensională (întărire), însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de apă, amoniac și formaldehidă.
În funcție de raportul dintre fenol și formaldehidă și adâncimea reacției, curele pot fi lichide sau solide. Rășinile rezolice solide sunt ușor solubile în 40% alcool etilic 60%. Tratarea rășinilor resole are loc fără participarea întăritorilor, accelerează cu o creștere a temperaturii de încălzire și este însoțită de eliberarea apei, precum și de o anumită cantitate de substanțe volatile. Dezavantajele rășinilor de fenolformaldehidă includ contracția lor în volum mare la întărire (15,25%), asociată cu eliberarea unei cantități mari de substanțe volatile. Pentru a produce un material cu o porozitate scăzută, este necesar să se realizeze turnarea la presiune înaltă.
Acestea sunt esteri saturați (polimaleinați, oligoacrilați, etc.), amestecurile dintre ele sau cu monomeri cu greutate moleculară mică. Poliesterii nesaturați sunt produsele de policondensare a acizilor dibazici nesaturați sau anhidridele lor cu alcooli polihidrici (glicoli). Aceste rășini sunt solide care sunt ușor solubile în diferiți solvenți. În particular, monomerii care sunt capabili să copolimerizeze cu rășini în timpul procesului de întărire sunt utilizați ca solvenți. Legăturile bazate pe rășini poliesterice se pot vindeca atât la temperatura camerei, cât și la temperaturi ridicate. Dezavantaje ale rășinilor poliesterice - nivel scăzut al caracteristicilor mecanice în starea întărită; o ușoară aderență la multe materiale de umplutură; viabilitatea scăzută a lianților; suficient de mare contracție și prezența monomerilor toxici (tip stiren) în compoziție.
Se obține prin policondensarea produselor de hidroliză în comun a amestecurilor de mono-, di-, tri- și tetraclorosilani. Acestea sunt de obicei substanțe fragile solide care conțin până la 10% grupări silanol nereacționate. Aplicarea rășinilor de silicon în fibre se realizează din soluții alcoolice și, mai puțin, din topitură. Întărirea rășinilor siliconice are loc în concordanță cu mecanismul de policondensare ca urmare a interacțiunii grupelor silanolice rămase între ele și cu agenți de întărire în prezența catalizatorilor. Produsele secundare ale reacției de solidificare sunt de obicei apă sau alcool. Rășinile siliconice uzate diferă în mod favorabil de celelalte lianți într-o gamă largă de temperaturi (-200,50 ° C), rezistență la solvenți organici și acizi minerali și proprietăți dielectrice înalte. Dezavantajele rășinilor siliconice includ: proprietăți mecanice scăzute în comparație cu alte rășini la temperaturi scăzute (până la 100 ° C), turnarea produselor sub influența presiunilor semnificative și un ciclu lung de întărire.
Acestea sunt un amestec de produse oligomerice cu grupuri epoxi la capetele legăturilor. Urnă utilizate rășini epoxidice derivate din epiclorhidrină și diphenylpropane (bisfenol A), numită bisfenol (rășină de tip ED) sau de produse epiclorhidrină policondensare metilolfenolov numite poliepoxi sau epoxi-fenol rășini (rășini EF, EM și colab.) - In ultimii ani utilizarea rășini epiclorhidrină și anilină (rășina EA), diaminodifenilmetanul (rășină EMDA), p-aminofenol (rășină UP-610), un derivat al acidului cianuric (rășina EC) și altele. reactivitatea ridicată a grupărilor epoxi și prezența în oligomeri hidro funcții puternice și alte, sunt responsabile pentru o varietate de domenii grupuri regionale în timpul a rășinilor epoxidice. În general, întărire se realizează în prezența unor agenți de întărire și catalizatori și veniturile fără izolarea substanțelor cu greutate moleculară mică și lianți scăzute usadkami.Epoksidnye vrac prezintă o aderență bună la o varietate de fibre, o lungă perioadă de timp poate fi în starea sub-otverzhdeinom, care permite să producă pe baza lor preumezit și produse semiprelucrate parțial vindecate (prepreguri). Dezavantajele rășini epoxidice includ rezistența termică relativ scăzută, ceea ce conduce la o pierdere bruscă a proprietăților de rezistență la temperaturi apropiate de temperatura de tranziție vitroasă a polimerului. Lianții epoxidice modificate au o rezistență termică ridicată, și din materiale plastice pe baza lor pot să rămână în stare de funcționare la temperaturi de 180 și 200 ° C
Astfel de lianți includ polimeri ale căror lanțuri constau din unități aromatice conjugate și heterociclice. Cea mai mare aplicație practică are în prezent polimide. Ca lianți, acești polimeri pot fi utilizați numai în etapele intermediare ale preparării lor, deoarece în stadiul final de formare își pierd plasticitatea și solubilitatea. S-au utilizat inițial lianți de polimidizare polimidici, când s-au degajat o cantitate mare de substanțe moleculare mici și apă, ceea ce a dus la o porozitate ridicată a plasticului (până la 20% în volum). În prezent, se preferă tipul de polimerizare a liantului poliimidă (PI), constând din oligomeri și amestecuri de monomeri care formează imide. Pe lianții de fibre se aplică din soluțiile lor (concentrație 40%). Aceste lianți sunt adecvați pentru combinarea cu fibre prin diverse metode și pe baza acestora este posibil să se producă prepreguri cu vitalitate viabilă. Întărirea lianților PI are loc în intervalul de temperatură 300 ° C. Porozitatea materialelor obținute pe baza lor este de 1,3%. Dezavantajele lianților PI includ dificultăți tehnologice semnificative în fabricarea produselor fabricate din materiale pe baza acestora.
Lianții termoplastici sunt polimeri liniare cu greutate moleculară ridicată (fibre, filme, pulberi) care, atunci când sunt încălzite, se topesc și, după răcirea ulterioară, se solidifică și starea lor după întărire este reversibilă.
Avantajele de proiectare ale compozitelor pe bază de lianți termoplastici includ fiabilitatea produselor din acestea, obținute în primul rând datorită nivelului scăzut al solicitărilor reziduale care se relaxează într-o matrice termoplastică în primele ore după turnarea articolelor. Matricele de fibre termoplastice sunt cele mai eficiente atunci când se combină componente. Utilizarea lor face posibila crearea de compozite cu o regularitate a structurii date, o fixare fiabila a schemei de armare in toate etapele procesarii. Produsele bazate pe astfel de fibre pot fi fabricate prin diverse metode tehnologice
care stabilește, de lichidare, pultruziune și combinarea fibrelor de armare cu componentele se realizează prin țesere, pletenii.Sredi lianți termoplastic loc special în lianți de tip nou, numit rolivsanami, care dau posibilitatea de a combina rezistență la temperaturi ridicate și prelucrabilitate ușoară a liantului compozit. Rolivsany concepute pentru a produce materiale compozite și articole care prezintă o gamă largă de temperaturi de funcționare (270 620 K). Principalul avantaj față de alte liant rolivsanov este o combinație de compoziție slab toxic lichid de plecare, o ușoară separare a produselor secundare volatile în timpul întăririi cu rezistență ridicată la căldură și rezistența atât matricea cât și compozite bazate pe ea.
Similar cu proprietățile fizice și mecanice ale fibrelor de carbon, asigură stabilitatea termică a UUKM și permite cea mai completă implementare a proprietăților unice ale fibrei de carbon din compozit. Metoda de obținere a matricei de carbon determină structura și proprietățile sale. Două metode de obținere a matricei de carbon sunt cele mai utilizate: carbonizarea unei matrice polimerice de către un țagle de preformat din fibră de carbon prin temperatură ridicată într-un mediu neoxidant; depunerea din faza gazoasă a carbonului format în timpul descompunerii termice a hidrocarburilor în porii structurii de fibră de carbon.
Matritele metalice din compozite fibroase sunt ușoare (aluminiu, magneziu, beriliu) și metale rezistente la căldură (titan, nichel, niobiu), precum și aliaje. Cele mai utilizate pe scară largă ca materii matriceale sunt aliajele de aluminiu, care pot fi explicate printr-o combinație reușită de proprietăți fizico-mecanice și tehnologice în ele.
Caracteristici tehnologice ale matricei de aluminiu pot fi împărțite în mai multe tipuri: forjat, turnare, pulbere. Toate metodele de combinare a fibrelor cu elementul de matrice poate fi n-pat fază solidă și metode lichide depunere fază verdofaznye aliniere a fibrelor cu matricea constă în asamblarea matrițelor de pachete compuse din straturi puțin yushihsya de material matrice și fibre și componente ulterior schnenii împreună. Metode de fază lichidă bazate pe utilizarea de diferite tipuri de turnare a materialului topit al matricei furnizând impregnarea (în vid, la presiune normală și ridicată) sistem de fibre pre-stabilite. Formarea tehnicilor de depunere matrice metalică constă în aplicarea fibrelor prin diferite tehnici (în fază gazoasă, chimic, electrolitica-din punct de vedere, și altele asemănătoare) a stratului de metal și umplerea lor interfiber spațiu.
Titan și matrice de magneziu
Matrici de matrice și magneziu. Ca materiale de matrice se utilizează aliaje de magneziu ale mărcilor МА2-1, МА5, МА8 și altele. matrice de titan prezintă o bună prelucrabilitate în timpul deformare la cald, sudabilitate, capacitatea de a menține caracteristicile de rezistență pe termen lung (1050 MPa 360.) la temperaturi ridicate (300 la 450 ° C). Cu toate acestea, aceste materiale păstrează o rezistență ridicată la deformare, chiar și la temperaturi ridicate, având ca rezultat obținerea kneobhodimosti fibre compozite fragile folosesc moduri de deformare superplastic
Materialele ceramice se caracterizează prin puncte de topire ridicate, rezistență la compresiune, care persistă la temperaturi suficient de ridicate și rezistență la oxidare. Aceste proprietăți ale ceramicii, și în special silicatul, de mai multe secole au fost utilizate în fabricarea căptușelii cuptorului și a multor produse refractare. În prezent, cerințele ceramicii ca material structural au crescut semnificativ. Noile tipuri de ceramică pe bază de oxizi foarte rezilienți de toriu, aluminiu, beriliu, zirconiu, magneziu, vanadiu sunt utilizate pe scară largă în inginerie în condiții de funcționare extreme. Este suficient să spunem că punctele de topire ale oxizilor de zirconiu, aluminiu, beriliu, toriu, magneziu și hafniu sunt 2973, 2273, 2873, 3473, 3073 și, respectiv, 3111 K. Împreună cu ceramica refractară au o rezistență ridicată la tracțiune și rezistență la vibrații și șoc termic. Astfel de proprietăți sunt inerente, de exemplu, la unele metale.