Влияние внутренних напряжений на старение полимерных композиционных материалов. Oбзор

Abstract

Обсуждено формирование внутренних напряжений в полимерных композиционных материалах (ПКМ) из-за различий модулей упругости и коэффициентов термического расширения полимерных матриц и армирующих наполнителей, а также из-за набухания при сорбции воды. Рассмотрено влияние термоциклов на внутренние напряжения и прочность материалов в сухой атмосфере и при увлажнении. Показано, что термоциклирование вызывает периодические скачки внутренних напряжений, являющиеся разновидностью низкочастотного механического циклического нагружения, при котором изменение прочностных показателей является следствием образования микротрещин в полимерных матрицах. Относительные изменения пределов прочности, модулей упругости, температуры стеклования, коэффициента диффузии влаги и других физических показателей ПКМ пропорциональны логарифму числа термоциклов и зависят от формы и размеров образцов, амплитуды, условий и продолжительности термоциклирования. При увеличении продолжительности внешних воздействий происходит релаксация внутренних напряжений, уменьшающая их вклад в старение ПКМ.