Изделия из армированных пластиков при эксплуатации и хранении всегда подвергаются действию воды или ее паров. При этом физико-механические и другие свойства эпоксидных композитов часто необратимо снижаются. Основной причиной этого является ослабление адгезии на границе раздела эпоксидная матрица - волокно. Кроме того, сорбция воды отвержденным связующим, как показано в гл. 3, приводит к изменению его линейных размеров, что сказывается на распределении внутренних напряжений в наполненном пластике. При сорбции воды увеличиваются тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость стеклопластиков, а электрическая прочность, объемное и поверхностное электрическое сопротивление уменьшаются.

Исследование процессов проникновения воды в эпоксидные армированные пластики и их разрушение под действием повышенной влажности является одной из основных задач при их применении. Этому вопросу посвящено большое число работ. Поэтому мы остановимся здесь только на процессах, связанных с изменениями структуры эпоксидных пластиков под действием воды.

Рассмотрим вначале изменение поверхности наполнителя в эпоксидных пластиках под действием воды и ее паров. В большей степени изучена поверхность стеклянных волокон, на которых мы и остановимся подробнее. Помимо гидроксильных групп разной кислотности и координационно-ненасыщенных центров на поверхности стеклянных волокон находятся группы Si-О-Na и другие группы, содержащие катионы металлов, которые

в присутствии воды легко гидролизуются с выделением свободной щелочи. Образующаяся щелочь может ускорять процесс коррозии волокна или растворяться в полимерном связующем, что, как правило, оказывает на него отрицательное действие. В тех случаях, когда до введения в пластик стеклянное волокно находилось в контакте с водой или влажным воздухом, на его поверхности может образоваться тонкая микропористая пленка, практически не содержащая легковымываемых элементов. Например, при экстрагировании алюмоборосиликатного стекла в воде в течение 30 суток потери массы составляют около 1,6 мг/м²; при этом рН экстратов достигает 9,2. Наличие на поверхности волокна слоя щелочного раствора приводит к повышению поверхностной проводимости волокна. Из отечественного алюмоборосиликатного стекла бидистиллированной водой за 5 суток извлекается до 0,016 мэкв/м² щелочных веществ, а за 6 ч кипячения - до 0,23 мэкв/м², причем за это время процесс не прекращается. На поверхности стеклянного волокна при этом появляются так называемые ямки травления. Нанесение на поверхность волокон слоев силановых аппретов или замасливателей замедляет разрушение волокна.

Как правило, на поверхности волокон, подвергающихся текстильной переработке, присутствуют текстильные замасливатели, в состав которых входят такие вещества, как парафин, канифоль, поверхностно-активные вещества и др. Эти вещества ухудшают смачивание поверхности волокна, что отрицательно влияет на структуру поверхностного слоя эпоксидных полимеров. Кроме того, входящие в состав замасливателей полярные соединения с различными активными группами могут взаимодействовать с реакционноспособными группами поверхности наполнителя, препятствуя образованию прочных связей полимера с наполнителем. Замасливатели повышают водопоглощение наполнителей, и применение, например, стеклотканей без специальной сушки сильно увеличивает пористость материала. Количество этих веществ составляет около 1% от массы волокна, а поскольку высокопрочные армированные пластики содержат до 70% (масс.) волокна, их влияние на связующее может быть значительным, особенно если они сосредоточены в граничном слое около поверхности волокна. Для удаления текстильных замасливателей в некоторых случаях их выжигают при кратковременном нагреве стеклоткани при 350 - 450 С, но это приводит к значительному уменьшению прочности ткани и увеличивает ее стоимость,

Для изменения химического состава поверхности наполнителей их часто подвергают поверхностному модифицированию, обрабатывая различными соединениями, реагирующими с поверхностными группами волокна. Как правило, для этой цели выбирают соединения, способные взаимодействовать как с поверхностными группами ОН, так и с олигомерным связующим.