Были исследованы изменения свойств слоистых пластиков, изготовленных из асбестовой бумаги и полиорганосилоксанового или алюмофосфатного связующего, из стеклоткани и полиорганосилоксанового или алюмофосфатного связующего, из слюдопластовой флогопитовой бумаги и полиалюмоорганосилоксана и из нитевидных кристаллов и фосфатных связующих, при кратковременном и длительном воздействиях высокой температуры, а также была оценена их влагостойкость.
Свойства слоистых пластиков на основе полиорганосилоксанов и стеклоткани или асбеста
Объектами исследования электрических и механических свойств являлись слоистые пластики СК-9ХК, СК-9ФА, СК-10С, изготовленные на кремнийорганических связующих и стеклоткани, а также слоистый пластик АГВН, полученный из хризотиловой асбестовой бумаги и кремнийорганического связующего.
Рис. 6.1. Температурная зависимость электрических свойств р (а) и Епр(б) слоистых пластиков:
1 - стеклотекстолит СК-9ХК; 2 — СК-9ФА; 3 - СК-10С; 4 - асбогетинакс АГВН
Определены температурные зависимости удельного объемного сопротивления р, электрической прочности Епр, разрушающего напряжения при статическом изгибе δизг и ударной вязкости δуд в диапазоне температур 20—400 °С, а также установлены зависимости этих свойств от времени воздействия температур 300 и 350 °С вплоть до 8000 ч.
Стеклопластики группы СК представляют собой прессованный листовой материал, изготовленный из кремнеземной ткани КТ-11С8/3-ТО (СК-9ХК), стеклоткани Т-10-70 (СК-9ФА) или стеклоткани ТС8/3-ВМ-ТО (СК-10С) и кремнийорганических связующих - модифицированных полиметилфенилсилоксанов (СК-9ХК, СК-9ФА) или полифенилсилоксана (СК-10С). Материалы термообработаны при 150 °С - 3 ч (СК-9ХК), 275 °С - 3 ч (СК-9ФА), 300 °С - 3 ч (СК-10С).
Асбогетинакс АГВН — прессованный листовой материал, изготовленный из хризотиловой асбестовой бумаги, пропитанной кремний- органическим лаком, наполненным оксидами хрома и титана. Прессованные листы АГВН подвергались термообработке при 200 °С - 24 ч.
На рис. 6.1 и в табл. 6.3 приведены температурные зависимости электрических (р и Епр) и механических свойств исследуемых пластиков. Для всех исследуемых пластиков характерна тенденция к снижению р, δизг, δуд при повышении температуры от комнатной до 350 °С. Такой характер температурной зависимости р, δизг и δУд объясняется, по-видимому, тем, что в этом диапазоне температур в кремнийорганических связующих протекает частичная деструкция (окисление органических групп), а в наполнителях удаляются сорбционная вода, продукты окисления проклеивающих веществ и проходят другие изменения.
Таблица 6.3. Температурная зависимость механических свойств слоистых пластиков
Таблица 6.4. Зависимость механических свойств слоистых пластиков от времени старения при 300 °С
Примечание. Значение в числителе - при температуре испытания 20 °С, в знаменателе - при 300 °С.
У асбогетинакса АГВН значение р в исходном состоянии наименьшее, однако при 300-350 °С оно на порядок превышает значение р стеклотекстолитов, практически одинаковое для всех. Значение Епр асбогетинакса значительно выше, чем стеклотекстолитов. Механические свойства в исходном состоянии хуже у асбогетинакса АГВН и стеклотекстолита СК-10С, однако при высоких температурах (300-400 °С) разница между механической прочностью различных исследуемых пластиков значительно уме пытается.
Исследовали зависимости электрических и механических свойств материалов от времени выдержки их при температуре 300 °С (рис. 6.2 и табл. 6.4). Значения р определяли при 100 и 300 °С, Епр - при 20 и 300 °С.
Рис. 6.2, Зависимость электрических свойств р (а) и ЕПр (б) слоистых пластиков от времени старения при 300 °С:
а - измерение при 100 С; б - измерения при 20 °С; а , б' - измерения при 300 °С: 1 - стеклотекстолит СК-9ХК: 2 - СК-9ФА: 3 - СК-10С; 4 - асбогетинакс АГВН 120
Рис, 6.3. Зависимость электрических свойств р (а) и Еар (б) слоистых пластиков от времени старения при 350 °С:
а - измерения при 100 °С; б - измерения при 20 ° С; а , б' - измерения при 350 °С; 1 - стеклотекстолит СК-9ХК; 2 - СК-9ФА; 3 - СК-10С; 4 - асбогетинакс АГВН
Определение значения р при 100 °С вызвано необходимостью удаления влаги, адсорбированной пористыми образцами из окружающего воздуха до помещения их в измерительную камеру и влияющей на результаты определения этой величины.
Как видно из рисунков, для всех пластиков характерны стабильность и даже некоторое улучшение во времени старения электрических свойств. То же можно сказать и о механических свойствах стеклотекстолита СК-10С и асбогетинакса АГВН. Механические свойства стеклотекстолитов СК-9ХК и СК-9ФА, высокие в исходном состоянии, резко снижаются в начале старения, стабилизируясь после 2000 ч.
Таблица 6.5. Зависимость механических свойств слоистых пластиков от времени старения при 350 °С
Примечание. Значение в числителе - при температуре испытания 20 С, в знаменателе - при 350 С.
На рис. 6.3 и в табл. 6.5 приведены зависимости электрических и механических свойств исследуемых пластиков от времени старения при 350 °С. Значение р определяли при 100 и 350 °С, остальные характеристики - при 20 и 350° С.
В процессе старения при 350 °С уровень свойств ниже, чем при температуре 300 °С; замечена тенденция к ухудшению некоторых свойств в процессе старения.
После 8000 ч старения при 350 °С лучшие электрические свойства имеет асбогетинакс АГВН, р которого составляет 1010 Ом-м при 100 и 350, °С и Епр — выше 8 МВ/м при тех же условиях, при этом р стекло- текстолитов равно 108 - 109 Ом м при 100 °С и 106 Ом-м при 350 °С, а Епр - 2-3 МВ/м. Лучшими механическими свойствами после 8000 ч старения обладает стеклопластик СК-10С, δизг которого составляет при 20 °С 78 МПа, при 350 °С - 60 МПа и оуд при тех же температурах равно соответственно 18 и 20 кДж/м2, при этом свойства стабильны в процессе всего времени старения. Стабильными были и механические свойства асбогетинакса АГВН, хотя они были значительно хуже: δизг - 40—50МПа, δуд — 8—10 кДж/м2.
Рис. 6.4. Зависимость р слоистых пластиков от времени увлажнения в среде с относительной влажностью 93% при температуре 20 °С: 1 - стеклотекстолит СК-9ХК; 2 - СК-10С; 3 - асбогетинакс АГВН
Исследовалась зависимость удельного объемного сопротивления пластиков от времени пребывания в среде с относительной влажностью 93% при температуре 20 °С (рис. 6.4). Лучшей влагостойкостью обладает материал СК-9ХК, изготовленный на основе кремнеземной ткани.
