ОРГАНОПЛА́СТИКИ

ОРГАНОПЛА́СТИКИ, по­ли­мер­ные ком­по­зи­ци­он­ные ма­те­риа­лы, со­дер­жа­щие в ка­че­ст­ве ар­ми­рую­ще­го на­пол­ни­те­ля ор­га­нич. син­те­тич. во­лок­на. В за­ви­си­мо­сти от при­ро­ды по­ли­мер­ной мат­ри­цы О. под­раз­де­ля­ют­ся на тер­мо­пла­стич­ные (на ос­но­ве тер­мо­пла­стич­ных свя­зую­щих – по­лио­ле­фи­ны, по­ли­ами­ды, по­ли­эфи­ры, по­ли­эфир­суль­фо­ны и др.) и тер­мо­ре­ак­тив­ные (на ос­но­ве по­ли­мер­ных свя­зую­щих трёх­мер­ной струк­ту­ры – от­вер­ждён­ные по­ли­эфир­ные, эпок­сид­ные, фе­но­ло-аль­де­гид­ные, фу­ра­но­вые, крем­ний­ор­га­нич., по­ли­имид­ные и др. оли­го­ме­ры, а так­же ре­зи­ны).

В ка­че­ст­ве ар­ми­рую­щих ма­те­риа­лов ис­поль­зу­ют­ся те­п­ло-, тер­мо- и ог­не­стой­кие, вы­со­ко­проч­ные и вы­со­ко­мо­дуль­ные во­лок­на на ос­но­ве: аро­ма­тич. по­ли­ами­дов (ара­мид­ные во­лок­на отеч. ма­рок – Вни­ив­лон, СВМ, Ар­мос, Тер­лон и др., за­ру­беж­ных ма­рок – Но­мекс, Кев­лар 29, 49, 149, Тва­рон и др.); же­ст­ко­цеп­ных по­ли­ме­ров (по­ли­ари­ле­ны – по­ли­суль­фо­ны, по­ли­арил­суль­фо­ны, по­ли­фе­ни­лен­суль­фи­ды, по­ли­эфир­ке­то­ны, аро­ма­тич. по­ли­эфи­ры, в т. ч. жид­кок­ри­стал­ли­че­ские, и по­ли­ге­те­роа­ри­ле­ны – по­ли­ими­ды, по­ли­ами­ди­ми­ды, по­ли­эфи­ри­ми­ды, по­ли­бен­зи­ми­да­зо­лы, по­ли­бен­зтиа­зо­лы и др.); вы­со­ко­ори­ен­ти­ро­ван­ных во­ло­кон из сверх­вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­но­го по­ли­эти­ле­на (СВМПЭ) и из али­фа­тич. по­ли­ами­дов. Со­дер­жа­ние ар­ми­рую­щих во­ло­кон за­да­ёт­ся ис­хо­дя из ком­плек­са тех­но­ло­гич. и экс­плуа­тац. свойств и мо­жет варь­и­ро­вать­ся в дос­та­точ­но ши­ро­ких пре­де­лах (от 10–15 до 98% по объ­ё­му).

В за­ви­си­мо­сти от ви­да на­пол­ни­те­ля (во­лок­на, ни­ти, жгу­ты, лен­ты, ма­ты, тка­ни, сет­ки, бу­ма­ги, объ­ём­ные тка­ни, не­тка­ные ма­те­риа­лы, вой­ло­ки и т. д.) О. име­ют ар­ми­ро­ван­ную в од­ном (од­но­на­прав­лен­ные О.), двух (слои­стые или лис­то­вые О.) и трёх (кар­кас­ные О.) на­прав­ле­ни­ях ани­зо­троп­ную струк­ту­ру, ко­то­рая оп­ре­де­ля­ет ком­плекс тех­но­ло­гич. и экс­плуа­тац. свойств, а так­же ме­тод пе­ре­ра­бот­ки О. в из­де­лия. Осн. экс­плуа­тац. ха­рак­те­ри­сти­ки од­но­на­прав­лен­ных прес­со­ван­ных О. на эпок­сид­ной мат­ри­це с со­дер­жа­ни­ем во­ло­кон 60% по объ­ё­му при­ве­де­ны в таб­ли­це. К осн. дос­то­ин­ст­вам О. мож­но от­не­сти: низ­кие плот­ность, те­п­ло­про­вод­ность, зву­ко- и ди­элек­трич. про­ни­цае­мость; вы­со­кие зна­че­ния удель­ной проч­но­сти, мо­ду­ля уп­ру­го­сти, тре­щи­но­стой­ко­сти, уда­ро­проч­но­сти, де­фор­ма­тив­но­сти, ус­та­ло­ст­ной и дли­тель­ной проч­но­сти, виб­ро­устой­чи­во­сти, стой­ко­сти к зна­ко­пе­ре­мен­ным и ди­на­мич. на­груз­кам, ус­той­чи­во­сти к ме­ха­нич. и аб­ра­зив­ным воз­дей­ст­ви­ям, а так­же удель­но­го объ­ём­но­го и по­верх­но­ст­но­го элек­трич. со­про­тив­ле­ния.

О. и из­де­лия из них по­лу­ча­ют по тра­диц. тех­но­ло­ги­ям, ха­рак­тер­ным для ар­ми­ро­ван­ных пла­сти­ков. Осн. ме­то­да­ми пе­ре­ра­бот­ки О. яв­ля­ют­ся: прес­со­ва­ние, на­мот­ка, пул­тру­зия, ин­жек­ци­он­ное фор­мо­ва­ние (RTM-тех­но­ло­гия), ва­ку­ум­ное фор­мо­ва­ние, а так­же совр. ме­то­ды во­ло­кон­ной тех­но­ло­гии. К осо­бен­но­стям тех­но­ло­гии по­лу­че­ния и пе­ре­ра­бот­ки О. мож­но от­не­сти: де­фор­ми­руе­мость во­лок­ни­сто­го по­ли­мер­но­го на­пол­ни­те­ля под дав­ле­ни­ем с воз­мож­ным из­ме­не­ни­ем его фор­мы и раз­ме­ров (пе­ре­про­фи­ли­ро­ва­ние во­ло­кон) и со­от­вет­ст­вен­но па­ра­мет­ров струк­ту­ры ма­те­риа­ла, ко­то­рое со­про­во­ж­да­ет­ся уве­ли­че­ни­ем макс. со­дер­жа­ния во­ло­кон в О.; диф­фу­зию по­ли­мер­но­го свя­зую­ще­го и его отд. ком­по­нен­тов (оли­го­мер, пла­сти­фи­ка­тор, от­вер­ди­тель, низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ные фрак­ции и др.) в объ­ём ор­га­нич. во­ло­кон, что при­во­дит к из­мене­нию струк­ту­ры их по­верх­но­ст­ных сло­ёв и ис­ход­ных ха­рак­те­ри­стик.

Тер­мо­ди­на­мич. со­вмес­ти­мость ком­по­нен­тов и диф­фу­зия на гра­ни­це раз­де­ла фаз в О. при­во­дят к фор­ми­ро­ва­нию слож­ной струк­ту­ры гра­нич­ных сло­ёв с из­ме­не­ни­ем струк­ту­ры по­верх­но­сти во­лок­на и, как пра­ви­ло, к ухуд­ше­нию ис­ход­ных ха­рак­те­ри­стик ар­ми­рую­ще­го во­лок­на, а сле­до­ва­тель­но, ухуд­ше­нию экс­плуа­тац. свойств из­де­лий. Со­став по­ли­мер­но­го свя­зую­ще­го и тем­пе­ра­тур­но-вре­мен­ны́е ре­жи­мы пе­ре­ра­бот­ки О. долж­ны обес­пе­чи­вать взаи­мо­дей­ст­вие ком­по­нен­тов мат­ри­цы с во­лок­ном на гра­ни­це раз­де­ла фаз и со­хра­не­ние ис­ход­ной струк­ту­ры во­ло­кон. На­прав­лен­ное ре­гу­ли­ро­ва­ние тол­щи­ны, струк­ту­ры гра­нич­но­го слоя и об­ра­зо­ва­ние хи­мич. свя­зей ме­ж­ду ор­га­нич. во­лок­ном и по­ли­мер­ной мат­ри­цей по­зво­ля­ют по­лу­чать О. с улуч­шен­ны­ми экс­плуа­тац. свой­ст­ва­ми.

О. ис­поль­зу­ют­ся в обо­рон­ной и авиа­кос­мич. тех­ни­ке, ма­ши­но­строе­нии, элек­тро­тех­ни­ке, ра­дио­тех­ни­ке, су­до­строе­нии, ре­зи­но­тех­нич. пром-сти, про­из-ве спор­тив­ных то­ва­ров и т. д.; при­ме­ня­ют­ся для из­го­тов­ле­ния вы­со­ко­на­гру­жен­ных из­де­лий разл. на­зна­че­ния (кон­ст­рук­ци­он­но­го, элек­тро- и ра­дио­тех­нич., зву­ко- и те­п­ло­изо­ля­ци­он­но­го, для те­п­ло­за­щи­ты, за­щи­ты от ме­ха­нич. и бал­ли­стич. по­ра­же­ния, воз­дей­ст­вия аг­рес­сив­ных сред и др.). Из О. из­го­тав­ли­ва­ют де­та­ли са­мо­лё­тов и ра­кет, кор­пу­са ра­кет­ных дви­га­те­лей, тру­бы, элек­трон­ные пла­ты, ра­дио­про­зрач­ные из­де­лия, эк­ра­ны те­п­ловой и удар­ной за­щи­ты, по­ли­мер­ную бро­ню, бро­не­жи­ле­ты, тор­моз­ные ко­лод­ки, кор­пу­са спор­тив­ных су­дов и яхт, спор­тив­ный ин­вен­тарь и т. д. При­ме­не­ние О. вы­со­ко­эф­фек­тив­но; так, напр., за­ме­на стек­ло­пла­сти­ков на О. по­вы­ша­ет ре­сурс авиац. кон­ст­рук­ций в 1,5–10 раз и сни­жа­ет мас­су из­де­лий на 10–30%. С ис­поль­зо­ва­ни­ем О. впер­вые уда­лось со­здать кон­ст­рук­цию бро­не­жи­ле­тов с мас­сой 1,4–3,1 кг.