Влияние содержания частиц графита на структуру композитов на основе ароматического полиамида

Abstract

Известно, что существенное изменение свойств полимерных композиционных материалов на основе термопластичных связующих может быть обусловлено реорганизацией надмолекулярной структуры полимера. Цель работы — исследование структуры графитопластов на основе термостойкого ароматического полиамида и ее влияния на физико-механические свойства композитов. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что графитопласты, в отличие от базового полимера, имеют частично кристаллическую структуру. Методом оптической микроскопии изучена микроструктура графитопластов как в продольном, так и в поперечном сечении. Выявлено равномерное распределение наполнителя в полимерной матрице, что обусловливает изотропность свойств полимерных композиционных материалов. Сравнительный анализ физико-механических свойств графитопластов и известного аналога антегмита показал, что аналог уступает разработанным материалам по прочности в 1,14–1,48 раза; ударной вязкости — 2–5,2 раза; твердости — 1,03–1,3 раза, при одновременном снижении плотности, следовательно, и удельного веса до 25%. Это свидетельствует о перспективности внедрения графитопластов на основе полиамида в качестве композиционных материалов конструкционного назначения взамен существующих аналогов. It is known that a significant change in the properties of polymer composite materials based on thermoplastic binders is due to the reorganization of the supramolecular structure of the polymer. The purpose of the work is to study the structure of graphite plastics based on heat-resistant aromatic polyamide and its effect on the physical and mechanical properties of composites. Using X-ray diffraction analysis, it was found that graphite plastics, in contrast to the base polymer, have a partially crystalline structure. The structure of graphite plastics was studied using optical microscopy in both lateral and cross sections. It is established that fillers in the polymer matrix are evenly distributed, which determines the isotropy of the properties of polymer composite materials. A comparative analysis of the physical and mechanical properties of graphite plastics and the well-known analogue of antegmite showed that the analogue have lower characteristics than developed materials. Strength is 1.14–1.48 times, relative viscosity increment is 2–5.2, hardness is 1.03–1.3 times lower, while the density, and therefore, specific gravity increase up to 25%. This indicates the promising use of graphite plastics based on polyamide as structural composite instead of existing analogues.