СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 10
ВВЕДЕНИЕ 11
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 13
1.1 Клеевые технологии в авиастроении 13
1.2 Пленочные клеевые материалы 18
1.2.1 Требования, предъявляемые к пленочным клеям 18
1.2.2 Особенности технологии получения пленочных клеев 20
1.2.2 Физико-механические свойства пленочных клеев 29
1.3 Модификаторы эпоксидных смол в клеевых пленках 36
1.3.1 Роль дисперсных минеральных наполнителей
(монтмориллонита) в совершенствовании свойств пленочных клеев на основе эпоксидных смол 37
1.3.2 Формирование фазовой структуры смесей на основе эпоксидных
олигомеров и наносиликатов (монтмориллонита) 43
1.4 Заключение к главе 47
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
2.1 Объекты исследования 49
2.2 Методы исследования 53
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 60
3.1 Исследование реологических характеристик 60
3.2 Исследование процесса отверждения 69
3.3 Исследование теплофизических свойств 71
3.4 Изучение липкости клеевой плёнки 73
3.5 Определение физико-механических характеристик 75
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛЕЕВОЙ ПЛЕНКИ 79
4.1. Конструктивно-технологический анализ композиционного изделия
«Носок стабилизатора» 79
4.2. Разработка 3D - модели изделия 82
4.3. Метод придания формы и метод формования 83
4.4. Разработка формообразующей оснастки 87
4.5. Выбор материалов. Составление схемы укладки слоев 92
4.6. Выбор необходимого оборудования и вспомогательных
материалов для реализации технологического процесс 92
4.7. Разработка технологического процесса изготовления изделия 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 98
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
В настоящее время технология склеивания остается основным способом создания неразъемных соединений при изготовлении элементов конструкций летательных аппаратов. В отличие от других методов соединения склеивание конструкционными клеями является эффективным методом, наиболее простым технологическим способом соединения, дающим экономию массы и производственных затрат. Однако пленочные клеи гораздо удобнее и безопаснее в эксплуатации, поэтому интересен процесс создания именно пленочных клеев. Широкое применение в авиационной промышленности нашли эпоксидные пленочные клеи благодаря ряду преимуществ перед клеями на основе других смол. Учитывая широкую сферу применения и отсутствие универсальных пленочных эпоксидных клеев существует интерес в разработке и создании улучшенных составов для пленочных клеев в соответствии с требованиями условий эксплуатации.
Необходимые требования могут быть достигнуты благодаря сочетанию самых различных комбинаций компонентов пленочного клея. Перспективным методом повышения эксплуатационных свойств клея является его модификация неорганическими наночастицами. Типичными и наиболее широко используемыми наноразмерными наполнителями являются слоистые алюмосиликаты, такие как, монтмориллонит, гекторит, каолин и др. Добавление глинистых материалов может оказывать большое влияние на технологические, механические и физические свойства. В частности, монтмориллонитовые глины уже известны как модификаторы различных систем и способствуют улучшению эксплуатационных характеристик, в сочетании с антипиренами понижают горючесть и повышают огнестойкость материалов, в некоторых составах улучшают адгезию, ударные свойства и трещиностойкость, могут выступать в качестве катализаторов и понижать температуру отверждения, что позволит сделать процесс склеивания технологичнее и дешевле исходя из уменьшения энергозатрат.
В последнее время интерес и объем исследований использования глинистых минералов, в частности монтмориллонитовых глин, значительно выросли. Однако из-за отсутствия сведений о влиянии глинистых материалов на пленочный клей, а также их широкого разнообразия данная область является практически не изученной, поэтому исследование свойств пленочных клеев, модифицированных монтмориллонитовыми глинами, является актуальной.
Немаловажным является сам процесс введения глины для достижения её более мелкодисперсного распределения и равномерности влияния на свойства. В настоящее время исследуются различные способы введения, среди которых имеют место и растворители, и ультразвук. Однако предложенный метод в данной работе позволяет добиться лучшего распределения частиц монтмориллонитовой глины в смоле, а не просто перемешиваться, за счёт чего и будут достигаться равномерность как распределения мелких частиц, так и свойств.
В ходе данной работе были сделаны следующие выводы:
- исследовано влияния чистого монтмориллонита и активированных ПАВами на реологические свойства эпокидной смолы и смеси эпоксидных смол. По отношению к низковязкой смоле в основном наблюдалось повышение вязкости, а по отношению к смеси двух смол, вязкость которой повысилась за счёт второй смолы, для 1% содержания наполнителя в системе наблюдалось понижение вязкости, для 2% содержания наполнителя в системе вязкость лишь одного образца повысилась по сравнению с вязкостью чистой композиции смол. Введение наполнителя в исследуемых процентных содержаниях повышает вязко-упругие свойства, т.к. наблюдалось повышение модуля упругости в 10 раз модифицированных смоляных композиций по отношению к модулю упругости композиции двух смол без модификатора;
- доказана возможность получения клеевых пленок на основе эпоксидных смол с содержанием монтмориллонита;
- на основе полученных данных предложен режим отверждения, который составляет 30 мин. при Т=88°С, 1ч. при Т=150°С и 1ч. при Т=180°С;
- влияние исследуемых концентраций наполнителей на теплостойкость оказалось не существенным;
- введение монтмориллонита способствует повышению прочности при сдвиге клеевых соединений до 25% при исследованных концентрациях
- разработан комплект документов для изготовления «Носка стабилизатора» с применением клеевой пленки.
Таким образом, на основе всех полученных данных в ходе данной работы предлагается состав эпоксидного пленочного клея с содержанием активированного ПАВом монтмориллонита в количестве 2%.
