Orgaanilised komposiitmaterjalid, kontrolltöö 2 (0)

Q: Kuidas kõvendatakse küllastamata polüestervaike?

Vastus leiad õppematerjalist: Orgaanilised komposiitmaterjalid, kontrolltöö 2

Tallinna Tehnikaülikool - Materjaliteadus - Orgaanilised komposiitmaterjalid

1 Hindamata

Esitatud küsimused

Kuidas kõvendatakse küllastamata polüestervaike?

Komposiidi kordamisküsimused

Termoreaktiivsete maatriksvaikude üldomadused

madal molekulmass
funktsionaalrühmi sisaldavad oligomeerid
madala (kuni keskmise) viskoossusega, mis vajavad kõvnemiseks katalüsaatorit ja/ või kõvendit või kõrgendatud temperatuuri.
Sageli on mehaaniliste omaduste maksimaliseerimiseks vajalik järelkõvendmine, eriti siis, kui kõvenemine toimub allpool klaasistumistemperatuuri Tg.
Tulemuseks on ristseotud, välistingimustele ja lahustitele vastupidav, kõrgete mehaaniliste omadustega jäik maatriksvaik.

Võrdlus termoplastidega. Tabel 5.osa lk 16.

Epoksüvaigu saamise klassikaline reatsioon: reak. võrrand 5.osa lk 2 (esimene).

Epoksüvaikude omadused:

Suur kõvadus ja tugevus
Hea adhesioon enamiku materjalidega
Vee ja kuumakindlus
Kõvenemisel ei teki lendprodukte, järelikult kontraktsioon ja sisepinged on väiksed
Rabedus (hästi modifitseeritavad elastomeeride ja termoplastidega) ja plastifitseeritavad
Probleem: epoksüplastide jäikus ja rabedus- elastomeeridega segamine näiteks ei anna piisavat efekti.

Epoksüvaike kasutatakse umbes 0,8 milj tonni aastas kvaliteetsete liimidena, pinnakatetena, valuvaikudena, komposiitmaterjalide maatriks -vaiguna jne.
Kõvendid: Jaotatakse reagendid, mis liituvad epoksüvaiguga ja katalüsatori, mis kutsuvad esile epoksüvaigu ristsidumise katalüütiliselt.
Reagendid: (arvestatakse moolisuhet)

Aluselised : primaarsed, sekundarsed amiinid ; polüamiidid; alifaatsed, aromaatsed, tsükloalifaatsed, hetero -tsüklilised amiinid.
Happelised: polüfenoolid, tioolid, anhüdriidid

Katalüsaatorid:

Tertsiarsed amiinid, BF3, kompleksid .

Multifunktsionaalsed epoksüvaigud:

Epoksüdeeritud novolakid- baseeruvad epikloorhüdriidil ja pf vaigul. Eelis: parandatud termiline ja keemiline vastupidavus, võrreldes klassikalise epoksüvaiguga. Tg kõrgem. Keemilise püsivuse tõttu kasutatakse seda materjali konservi-purkide sisepinna lakina. (klassikaline MV).
Glütsidüül-amiinovaigud – tetraglütsidüül-metüleendianiliin (TGMDA) on kasutusel lennunduses KM valmistamisel. Probleem: madal Tg.

5. Novolaki tüüpi fenoolformaldehüüdvaigud. Saamine, omadused, kasutamine.
Novolakvaigud sünteesitakse happelises keskkonnas: pH7
Saadakse madala või keskmise viskoossusega vesilahuste kujul.
Omadused:
• Lahustuvad alkoholides.
• Kõvendamine katalüsaatoriga või ilma
• Termooksüdatiivset stabiilsust ja põlemisel tekkivat söehulka saab tõsta, kui komposiidi koostisesse viia B, W või Zr ühendeid.
• Prepegid – immutatakse sarrusega ja tekib lõplik kõvendamine, vaiku tootva tehase toodang.
Kasutamine:
• Kasutades sarrusena klaaskiudu, kevlarkiudu või C- kiudu , toodetakse FST-komposiite lennundusele
• PF vaiguga kaetud puitplaadid järelveetavate suvilate põrandana
• Kihilise paberplastiku aluskiht
• Kertopuu sideaine
• Tekstoliit
• Kiuliste soojusisolatsioonmaterjalide sideaine ( klaasvill , kivivill jne)
7. a) Etaanhape +etanool = tekib ester
CH3COOH + CH3CH2 OH= CH3COOCH2CH3 + H2O
c)
d) akrüülhape + etüleenglükool
CH2=CHCOOH + HOCH2– CH2OH → ..............
8. Kuidas kõvendatakse küllastamata polüestervaike?
1) Kõvendamine on ristsidemete tekitamine.
Stüreeniga kõvenevad ( parafiini -sisaldavad):
kiirendina kasutatakse V2O5 ,
initsiaator: peroksiide või hüdroperoksiide;
inhibiitor : hüdrokinooni (pikendab eluiga)
isolaator : vahad, parafiin (takistavad kõvendi aurustumist)
Akrüülestritega kõvenevad (parafiini-vabad):
*keemilise initsiaatoriga (keemiline)
*fototundliku initsiaatoriga (füüsikaline) – bensoiini rühma ühendites UV-kvandi toimel dissotseerub C-C side. Tekkinud vaba radikaal kutsub esile põiksidemete tekke polüestervaigus – tüüpilise radikaalpolümerisatsiooni. Kasutamine: mööblitööstuses, konstruktsioonmaterjalina, maatriksvaiguna klaasplastide tootmisel, kõrgläikega pinnakattena puidul (klaverid) jne.
9. Millised võimalused on keemilise koostise kaudu reguleerida polüuretaanvaikude (PUR) mehaanilisi omadusi?
PUR-maatriksvaigu saamiseks kasutatakse:
1) adipiinhapet. Kui domineerib adipiinhape, siis saadakse elastsed vahud.
2) ortoftaalhapet. Kui domineerib ortoftaalhape, siis saadakse jäik konstruktsioon (nt lakid jne – on väga tugevad).
Nende kahe omavahelisel proportsioonil saab teha vahepealseid materjale (kasutades mõlemaid ning neid omavahel segades/sobitades).
10. Karbamiid -formaldehüüdvaikude saamine, omadused ja kasutamine.
Karbamiidi ( melamiini) ja formaldehüüdi polükondensatsioonil leeliselise keskkonnas saadud vaik .( kuivainesisaldus on 60% )
Kelmemoodustiks on aminoaldehüüdvaik, millega sünteesitakse aminorühmi sisaldava ühendi ja formaaldehüüd reaktsioonide abil.
Omadused :

vaba formaldehüüd
Ebapiisav veekindlus
Kelme elastsus ei ole piisav

Kasutamine :

katalüütlakkides
Põhiline liim puidu- ja liimitööstuses
Lamineerimismaterjalid
Vahtplastid
Aminoplastide maatrikvaik

11. Vaba formaaldehüüdi probleem.
Probleem seisneb selles,et see tekitab allergiat.
12. Klaaskiud sarrusena. Plussid ja miinused
Levinud sarrus ( 98% kõigist armeerivatest materjalidest )
Plussid:

Odav
Kõrge tõmbetugevus
Kõrge keemiline vastupidavus
Eeskujulikud elektrisolatsiooni omadused

Kasutatakse : klaasvill ( soojustusisolatsioonimaterjal )
Miinused :

Madal tõmbemoodul e. Deformatsioon liiga suur
Suhteliselt kõrge tihedus
Tundlik kulumisele
Suhteliselt madal väsimuskindlus
Kõrge kõvendus
Tundlik NaOH leelisele ja HF-le.

Kasutuses on 2 tüüpi klaaskiude E-klaas ja S- Klaas.
13.Süsinikkiu ehitus ja omadused
Omadused :

Omab erimooduli ja eritugevuse kõrgeimaid näitajaid kiudude hulgas
Säilitab erimooduli ja eritugevuse näitajad ka kõrgematel temperatuuridel .
Ei allu toatemperatuuril vee,lahustite,hapete ja aluste toimele
C-kiu ja vastavate KM tootmise tehnoloogilised protsessid on piisavalt välja arendatud ja maj. Efektiivsed.

Ehitus:

Sisaldab 95....99massi% süsinikku
Struktuuriliselt kujutab endast segu amorfsest C-st ja grafiitsest C-st
C-aatomid paiknevad heksonaalselt paralleelsetel tasapindadel
C-kiud on eriti anisotroopne materjal kuna tasapinnas seovad C aatomeid tugevad kovalentsed sidemed, tasapindade vahel on aga Wan Der Waalsi jõud
Tasapinnad on orienteeritud kiutelje suunas, kuid nende paigutus võib olla : ringjooneline , radiaalne, juhuslik radiaalneringjooneline, juhuslik- ringjooneline

14.Süsinikkiu prekursorid
Süsinikkiudu valmistatakse peamiselt kolme toorme baasil (ehk nn prekursorid)

Rayon-kiud (viskooskiud) – Saadakse viskooskiu termilisel töötlemisel. Tema headeks külgedeks on madal soojusjuhtivus ja tihedus, kõrge termiline stabiilsus, piisav tõmbemoodul ning madal adsorbtsioon (kaks tähendust- valguse neeldumine ja teise aine kogunemine ainult esimese peale). Kasutatakse nt rakettide düüside valmistamisel.
Pigi – Saadakse nafta või kivisöe töötlemisel. Head küljed: negatiivne aksiaalne soojuspaisumistegur, kõrge soojusjuhtivustegur , tõmbemoodul varieeritav laiades piirides (170-830GPa). Kasutatakse nt kosmosetehnikas, lennunduses ja mujal, kus vajatakse jäikasid, soojusjuhitavaid ja stabiilsete dimensioonidega materjale.
PAN – Saadakse PAN-kiu kuumutamisel õhus 220C juures, seejärel kuumutamisel inertses atmosfääris 1000C juures ja lõpuks grafitiseermisel 2000C juures. Saadav süsinikkiud on kõrge tõmbetugevuse sarrus.

Head küljed: kõrge tõmbetugevus (mis on veel reguleeritav termilise töötlemise ja venitamisega 2000C juures), elektri- ja soojusjuhtivus, soojuspaisumistegur, vastupidavus oksüdatsioonile on reguleeritav kristaliinsusega ja defektide elimineerimisega. Kasutatakse kaubatoodetena 3 põhikujul: paralleelselt koos 1000-160 000 üksikkiudu; tükeldatud kiududena ja jahvatatuna. Saadaval ka kahedimensionaalsena ja kombineeritud teiste sarrustega.
15. Klaaskiu apreteerimine . Apretid.
Eesmärk: 1) Klaaskiu ja maatriksi faasidevahelise sideme füüsikaliseks ja keemiliseks tugevdamine. 2) Kiu pinna kaitsmine vee ja agresiivsete vedelike suhtes.
Apreteerimine: riide , naha, paberi jm töötlemine keemiliste ainetega. See annab neile või taastab nende nägusa välimuse, elastsuse, jäikuse, läike, vee-ja tulekindluse, sileduse, kortsumuse.
Klaaskiu apreteerimine: 1) Kiudu kaitsva meti ( mett ) eemaldamine

Apreti hüdrolüüs

Apreti keemiline sidumine klaaskiuga (apreti ühe funktsionaalsuse ärakasutamine)

Apreteeritud klaaskiu viimine maatriksi sisse ja apreti keemiline sidumine maatriksvaiguga (teise funkts. ärakasutamine)
Peamised apretid: Silaanid (räniorgaanilised vedelikud-vähemalt 2 funktsionaalsusega, millest üks on suunatud maatriksile, teine sarrusele), Kroom(III) kloriid
Konkreetsed näited: (A-1100) γ-aminopropüültrietoksüsilaan H2N-(CH2)3-Si-(OC2H5)3 ← maatriks epoksüvaik.
(A-151) Vinüültretoksüsilaan H2C=CH-Si(OC2H5)3 ← maatriks polüestervaik.
/Veel näiteid on loengumaterjali 7.ptk lk 2/
16. Süsinikkiu apreteerimine.
Eesmärk: Süsinikkiu pealispind on keemiliselt inertne ja seetõttu vajab aktiveerimist. Töötlemisel kasvab kiu eripind , sest pinna mikropooride arv kasvab – sisuliselt kasvad maatriksi ja sarruse kontakspunktide arv.
Töötlemismeetodid:
1.OKSÜDATIIVSED -1)tekitatakse kiu pinnal happelisi funksionaalseid rühmi(-COOH,-OH)
2) Kiudu töödeldakse *gaasiga(õhk, O2, O3 või CO2 jne); *vedelikuga (HNO3 lahus;
Na-kloraadi lahus jne)
2.MITTEOKSÜDATIIVSED- variant 1: vahevaik- kiu pind kaetakse polümeer kelmega, mis oma funktsionaalsete rühmadega suudab reageerida maatriksvaiguga(nt stüreen, polüamiid)
Variant 2: Elektropolümerisatsioon ehk C-kiud on üheks elektroodiks monomeeride happelises lahuses.
Variant 3: Kombineeritud meetod – oksüdatsioon + polümeeriga katmine.
17. Kevlarkiu apreteerimine
Kevlarkiu pind on inertne enamike maatriksvaikude suhtes. Probleemi lahendamiseks on osutunud efektiivseks kaks tehnoloogiat:
• Plasmatöötlus, mis vähendab küll tõmbetugevust, kuid parandab komposiitmaterjali näitajaid tervikuna . [ plasma on positiivsetest ja negatiivsetest laengukandjatest ning aatomitest koosnev keskkond, milles erinimeliste laengukandjate tihedus on võrdne. Plasma tekitatakse elektrikaare või kõrgsagedusliku elektrivälja abil. Plasmatöötluse protsessid kulgevad väga kiiresti : (10-2 ...10-5 s; T

.DOCX Laadi alla originaalfail 6 lk · .docx · 33 allalaadimist

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #1

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #2

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #3

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #4

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #5

Orgaanilised komposiitmaterjalid-kontrolltöö 2 #6

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 6 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2012-03-07 Kuupäev, millal dokument üles laeti

33 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

mai Õppematerjali autor

Teise kontrolltöö kordamisküsimuste vastused

orgaanilised komposiitmaterjalid teine kontrolltöö kordamisküsimused vastused

Sarnased õppematerjalid

docx

Maatriksvaigud epoksüvaikude baasil

Sisukord Maatriks 2 Komposiitmaterjali maatriks 2 Plastmaatriks 2 Termoreaktiivsete maatriksvaikude üldiseloomustus 3 Epoksüvaigud 3 Epoksüplastid 6 Multifünktsionaalsed epoksüüdid 7 Epoksüvaigu kõvendid 8 Reagendid 8 Katalüsaatorid 8 Modifikaator 9 Kasutatud allikmaterjalid 10 Maatriks Maatriks annab materjalile vormi, monoliitsuse ning tagab koormuse ümberjaotumise armatuuri elementide (kiudude) vahel. Maatriksi koostise järgi eristatakse komposiitmaterjale järgmiselt: metallmaatriksiga (MMKM), sh ka dispersioontugevdatud ja pseudosulamid, plastmaatriksiga (PMKM), keraamilise maatriksiga (KMKM) ja s

Komposiitmaterjalid

docx

Polümeer Komposiitmaterjalide omadused.

TL MXX0050 Test 1 kordamine loenguslaidide põhjal . Polümeer Komposiitmaterjalide omadused. Kasutada omal vastutusel. Komposiitmaterjalid on kahest või enamast faasist koosnevad heterogeensed materjalid. Üks faasidest on kõva ja tugev nö vaik maatriks. Teine elastne ja plastne armatuur süsinikkiud/klaaskiud. Polümeerkomposiitide puhul on maatriks polümeerne aine. Polümeerne aine ise on selline milles olevad molekulid on seotud korduvate kovalentsete elementidega. Merevaik, plast,kumm, silikoon. Young´s Modulus ehk elastsusmoodul näitab elemendi jäikust

Kiuteadus

doc

Lennundusmaterjalid

Komposiidid 1. Mida nimetatakse komposiitmaterjalideks ja tema peamised komponendid. Komposiitmaterjalid on kahest või enamast osast (faasist) koosnevad materjalid. Faaside omadused ja orientatsioon on järsult erinevad ja materjali koostamisel kontrollitavad. Komposiitmaterjalid on heterogeense koostisega ja nende omadused on ette antud. Tavaliselt on üks faasidest kõva ja tugev (armatuur e. sarrus), teine plastne ja sitke (maatriks). 2. Milline on kummi koostis. Kummi peamine koostisosa on kautsuk (naturaalne või sünteetiline), mis määrab kummi peamised omadused. Peale kautsuki on koostis veel vulkaniseerivad ained (väävel, seleen), vananemisvastased ained (parafiin, vaik), plastifikaatorid (parafiin, vaseliin), täitematerjalid

Materjaliteaduse üldalused

doc

Materjaliõpetuse kursus tekstiilikiud

kuusekäbid: soomustega pikad nöörid. Joonis lk.70. Need soomused ei ole küll väga korrapäraselt paigutatud. Siid on ainus looduslik kiud, mis on väga ühtlane ja seetõttu ei ole teda mikroskoobi all lihtne eristada teistest: tehis- ja sünteeskiududest eeskätt. Tehis- ja sünteeskiud on väga ühtlased. Nende läbimõõt on praktiliselt muutumatu, nad on läikivad, nende pinnal võivad olla pikivaod. Selgesti tunneb mikroskoobi all ära klaaskiu: see on palju peenem kui orgaanilised kiud. 2. 2. Põletusproov Põletusproovi on kasutatud juba pikka aega enne tehis- ja sünteeskiudude kasutuselevõttu, kuna ka siis segati villa tsellulooskiududega (lina ja puuvill näit.), mis on palju odavamad. Põletusproovi tulemus on otseselt seotud uuritava kiu (tavaliselt lõnga) keemilise koostisega. Üldiselt põlevad kõik tsellulooskiud hästi, nad põlevad ja hõõguvad edasi ka väljaspool leeki, tekitades kõrbenud paberi lõhna.

Materjaliõpetus

docx

TEHNOMATERJALIDE EKSAM

10000a eKr oli põhilisteks materjalideks kuld, puit ja kivi. 5 sajandi pärast võeti kasutusele vask ning peale seda ka tina ning nende sulatamisel saadi pronks. Sellel sajandil avastati ka klaas ning telliskivid. 1. sajandi alguses avastati raud, paber ning tsement.10 sajandit elati selle teadmisega, kuid siis hakati uusi asju proovima ning avastati ka tulekindlad materjalid. 20.ndal sajandil hakkas tehnika arenema ning tuli palju uut, avastati teras, alumiinium, magneesium, komposiitmaterjalid. 2. Metallide aatom- ja kristallehitus. K8 – ruum kesendatud kuupvõre, nt Fe, C-teras, W, Cr K12- Tahkkesendatud kuupvõre, nt Al, Ni, Cu, Pb, Au, Ag, Pt H12- Kompaktne heksagonaalvõre, nt Zn, Mg, Ti, Co, Be Metalli aatomi ehitus.- Metallilistel elementidel on reeglina välises kihis vähe elektrone (1-3) ja neid hoitakse võrdlemisi nõrgalt kinni. Metallidel on iseloomulik elektrone loovutada.

tehnomaterjalid

docx

Materjaliteaduse üldalused eksamiküsimused

Võimaldab saada keerulise kujuga tooteid. Reaktoplastide korral kasutatakse ka survevalu, kui kõvenev polümeer on piisavalt vedel. Rohkem kasutatakse aga kuumpressimise (pressvormimise) meetodit, kus lähtematerjalist pressitakse detail kuumutatavas vormis (joon 8-16). 8.5.3 Polümeeride kasutamine Polümeere kasutatakse järgmisel kujul: - plastid (kompaktplastid ja kiled); - kummid ja elastomeerid; - kiud ja kiudmaterjalid; - liimid ja sideained; - pinnakattematerjalid; - komposiitmaterjalid jm. Plastid. Kõige laialdasem polümeeride kasutusala ongi kompaktplastide sideainena ja kilematerjalina. Plastides kasutatakse nii termoplastilisi kui termoreaktiivseid polümeere. Valmistatakse väga erinevaid detaile. Vahtplaste (peamiselt vahtpolüstürool) kasutatakse heli- ja soojusisolatsiooniks ning pakkematerjalina. Kile valmistamiseks kasutatakse kõige enam polüetüleeni, aga ka PVC-d ja polüpropüleeni, looduslikest tselluloosi baasil valmistatud tsellofaani.

Materjaliteaduse üldalused

rtf

Materjaliteaduse üldalused 2012 kevad

Materjaliteaduse üldalused

docx

Puiduteadus

Kordamisküsimused „Puiduteaduse“ eksamiks 1. Milline on Eesti metsatagavara ja kui suur oli aastane raiemaht 2010 -2011? Milliste liikide puhul toimub üle- ja milliste liikide puhul alaraie? • Eesti riigi kasvava metsa tagavara on ca 465 tm (metsamaa pindala on 2,2 mln hektarit) • 2010. a. oli raiemaht ca 8,5 mln/m3 ja 2011. a. 9,1 mln/m3 • Alaraie liigid – lepp, haab (lehtpuud) • Üleraie liigid – kuuse ja kase osas ületavad aastased raiemahud metsatagavara 2. Milleks kasutatakse puiduistandustest pärinevat puitu? Millised on istanduste eelised võrreldes tavapärase metsakasvatusega? (Maailma puidutööstuse üks arengusuundadest on puiduistanduste kiire areng. Maailma metsadest ca 5% moodustavad istandused, istanduste pindala kasvab ca 4,5 mln ha aastas (Eesti pindala võrra). Enamik istandusi asub Aasias, Okeaanias, Lõuna-Aafrikas, Tšiilis, Brasiilias ja nt Uus-Meremaal.) Istanduste eeliseks on kiire kasvuga puud, nt eukalüpt saab rai

Puiduteadus

Rohkem sarnaseid