Введение. В последние десятилетия в различных отраслях промышленности наблюдается устойчивая тенденция замещения металлических деталей на детали, изготовленные из полимеров и полимерных композиционных материалов (ПКМ). Это обусловлено возможностью создавать изделия с практически любыми, зачастую противоречивыми свойствами, при этом достигая снижения их массы и повышая коррозионную стойкость [1–3]. Расширение областей применения ПКМ требует разработки их новых составов, структур и технологий формования, которые позволят создавать изделия с адаптированными под различные условия эксплуатации физико-механическими и другими свойствами [4–7].Известно, что одним из главных создателей конструкционных материалов является природа. Большинство природных материалов по своей структуре являются композициями. Поэтому большой научно-практический интерес представляет возможность разработки ПКМ, обладающих свойствами «живых» природных материалов, таких как живая древесина и некоторые виды минералов, в частности, слюда (мусковит) и асбест. Отличительной особенностью этих природных материалов является наличием в их структуре границ раздела, обладающих пониженной прочностью по сравнению с остальным объемом материала и обеспечивающих одновременно различные виды разрушений под действием нагрузок, чем объясняются их высокие деформационные свойства и механическая прочность [8, 9].В зависимости от конкретного механизма разрушения на предельные характеристики ПКМ в значительной степени оказывают влияние материал матрицы и возникающие адгезионные взаимодействия на границе раздела с армирующим материалом [10]. Чем опаснее концентратор напряжений, тем мягче следует выбирать связующее, во всяком случае вблизи концентратора. Излишнюю жесткость и прочность связующего в какой-то степени при определенных условиях можно компенсировать снижением адгезионной прочности или введением промежуточных мягких слоев между волокном и матрицей [11].Авторами работ [12, 13] предложена технология получения ПКМ с гибридной матрицей, один из компонентов которой отверждается, а второй сохраняет свое «жидкое» состояние после формования изделий и на всем этапе эксплуатации. Создание таких ПКМ осуществляется вакуумформованием по препреговой технологии. Предварительно пропитанные связующим слои армирующего материала выкладываются в оснастку. На основании результатов расчетов и испытаний между определенными слоями по заданным схемам наносятся «жидкие» компоненты матрицы, после чего формируется вакуумный мешок и создается вакуумной разряжение. Отверждение ПКМ осуществляется в вакуумном мешке при комнатной температуре. Для улучшения структуры ПКМ, повышения механических свойств и ускорения процесса отверждения допускается умеренный нагрев ПКМ до температуры +80 °С, например, с помощью инфракрасных ламп. В качестве «жидких» компонентов матрицы на основании анализа технологичности их применения и механизма отверждения были выбраны технический воск, анаэробный и кремнийорганический полимерные материалы. Компоненты «жидкой» составляющей матрицы формируют самостоятельную фазу и вместе с основным материалом связующего представляют гибридную матрицу.Проведенные механические испытания показали, что добавление «жидких» компонентов в состав матрицы ПКМ приводит к изменению комплекса их свойств. Так, анаэробный полимерный материал в составе матрицы базальтопластиков и углепластиков позволяет повысить предел их прочности при растяжении на 2 % и 5 % соответственно по сравнению с контрольными образцами без «жидких» компонентов в составе матрицы [14, 15]. Также наблюдается увеличение значения относительного удлинения при разрушении: у углепластиков с техническим воском в составе матрицы – на 25 %, а с анаэробным и кремнийорганическим полимерными материалами – на 7 % и 4 % соответственно [14]; у базальтопластиков с техническим воском – на 4 %, а с анаэробным и кремнийорганическим полимерными материалами – на 5 % и 2 % соответственно по сравнению с контрольными образцами.Важной особенностью ПКМ с кремнийорганическим полимерным материалом является высокая стабильность (наблюдаются минимальные потери) их механических свойств при переходе в область экстремально низких температур (при t=-30 °С и -50 °С) [14].Для длительного сопротивления разрушению под действием знакопеременных нагрузок помимо прочностных свойств ПКМ должны обладать высокими деформационными свойствами [16-19].Изучение зависимости механических и вязкоупругих свойств материалов от температуры, времени и частоты под воздействием периодических (циклических) нагрузок осуществляют методом динамического механического анализа (ДМА). Измерения методом ДМА проводятся в соответствии с международными стандартами DIN 53513, DIN 53440, ASTM D 4065, ASTM D 4092 [20].Методом ДМА определяют зависимость основных характеристик упругости полимерных материалов: динамического модуля упругости Е’, динамического модуля потерь E’’и тангенса угла механических потерь tg δ от частоты воздействия при постоянной температуре или от температуры при постоянной частоте воздействия [21]. Также на сегодняшний день ДМА является самым чувствительным методом для изучения процесса стеклования и других фазовых и физических переходов. Материалы и методы. Для выполнения испытаний ПКМ методом ДМА были изготовлены 4 типа образцов: 1) контрольный образец (без «жидких» компонентов матрицы); 2) образец с анаэробным полимерным материалом (Loctite 638) в составе матрицы; 3) образец с кремнийорганическим полимерным материалом (Юнисил-9628) в составе матрицы; 4) образец с техническим воском в составе матрицы.  Изготовление образцов осуществлялось вакуумформованием по препреговой технологии [12] из пропитанных связующим Epolam 2017 четырех слоев биаксиальной базальтовой ткани марки БТ400. «Жидкие» компоненты матрицы наносились между 2 и 3 слоями в виде валика шириной 3…5 мм на всю длину образца вдоль нитей основы армирующей ткани (рис. 1). Отверждение осуществлялось с применением установки Trommelberg IR3C Standard, которая обеспечивала нагрев до температуры 80±2 °С в вакуумном мешке.Таким образом, полученный композит можно разделить на две области: №1 – область, которая располагается между двумя соседними валиками (рис. 1, 1) и №2 – в которой «жидкие» компоненты матрицы располагается непосредственно в середине образца (рис. 1, 2).Основная часть. Испытания проводили на динамомеханическом анализаторе DMA 242 EArtemis (рис. 3, 4). Образцы подвергались трехточечному изгибу на следующих режимах: частота колебаний 1 Гц; амплитуда 60 мкм; коэффициент пропорциональности 1,1; скорость увеличения температуры 2 К/мин. 2 На рис. 3 приведены результаты ДМА для образцов №1. Полученные зависимости позволяют оценить значение температур стеклования, которые определялись по пику кривых тангенса угла механических потерь (tgd). Для всех исследованных образцов эти значения не значительно отличаются между собой (см. рис. 3 а, б). Эти данные указывают на то, что введение жидкой матрицы не приводит к какому-либо существенному изменению значений температуры стеклования. Результаты анализа упругих характеристик исследуемых образцов №1 представлены в таблице 1.  Рис. 1. Фото технологической операции нанесения жидкой матрицы с указанием областей (1, 2)  их расположенияТаблица 1Значения модулей упругости и потерь образцов базальтопластиков №1 при изгибе Материал жидкой матрицыМодули при изгибе, МПа при температурах °С» 28» 75Модуль упругостиБез «жидких»компонентов матрицы3651234754Технический воск3394632320Кремнийорганический полимерный материал3604334100Анаэробный полимерный материал2437725246Модуль потерь  tg δ » 0,15Без компонентов жидкой матрицы-5050 Технический воск-4680 Кремнийорганический полимерный материал-4850 Анаэробный полимерный материал-3950  Введение в матрицу базальтопластика «жидких» компонентов, которыми являются технический воск и кремнийорганический полимерный материал привело к снижению модуля упругости (при температуре » 28 °С) на 7,0 % и 1,3 % соответственно, тогда как использованием анаэробного полимерного материала уменьшило значение данного показателя на 33,2 %. Аналогичным образом изменяются и значения модуля потерь. Так, при использовании анаэробного полимерного материал значение модуля потерь снижается на 21,8 % по сравнению с контрольным образцом базальтопластика, в составе матрицы которого «жидкие» компоненты отсутствуют, тогда как значения модуля потерь для образцов с техническим воском и кремнийорганическим полимерным материалом в составе гибридной матрицы ПКМ снижаются всего на 7,3 % и 4,0 % соответственно. Таким образом, в наибольшей степени на величину упругих свойств ПКМ влияет введение анаэробного полимерного материала в состав матрицы.  Это, вероятно, связано с тем, что он единственных из всех остальных материалов, применяемых в качестве «жидких» компонентов матрицы, действительно находится в вязкотекучем состоянии, тогда как кремнийорганический полимерный материал в отвержденном состоянии представляет собой высокоэластический материал, а воск – находится в твердом состоянии, но при этом обладает пластичностью.В таблице 2 приведены результаты ДМА образцов №2. Таблица 2Значения модулей упругости и потерь образцов базальтопластиков №2 при изгибе Материал жидкой матрицыМодули при изгибе, МПа при температурах °С» 28» 75Модуль упругостиТехнический воск3073728100Кремнийорганический полимерный материал3399132100Анаэробный полимерный материал150007500Модуль потерь  tg δ » 0,15Технический воск-4190 Кремнийорганический полимерный материал-4580 Анаэробный полимерный материал-1180   Сравнительный анализ полученных значений модулей упругости позволяет сделать следующие выводы:- для всех образцов базальтопластика имеет место снижение модуля упругости образцов №2 по сравнению с аналогичными образцами №1, т.е. увеличение количества «жидких» компонентов в составе гибридной матрицы приводит к ухудшению упругих характеристик композиционного материала;- при использовании в качестве «жидкого» компонента гибридной матрицы технического воска модуль упругости базальтопластика при умеренной температуре (» 28 °С) и повышенной температуре (» 75 °С) снизился на 9,4 % и 13,0 % соответственно;- при использовании в качестве «жидкого» компонента гибридной матрицы кремнийорганического полимерного материала модуль упругости при умеренной и повышенной температурах снизился на 5,7 % и 5,9 % соответственно;- при использовании в качестве «жидкого» компонента гибридной матрицы анаэробного полимерного материала модуль упругости при умеренной и повышенной температурах снизился на 38,5 % и 70 % соответственно.Аналогичные закономерности характерны и для модуля потерь, значения которых для базальтопластиков, в которых «жидким» компонентом гибридной матрицы являются кремнийорганический полимерный материал, технический воск и анаэробный полимерный материал снижаются на 5,6 %, 10,4 % и 70,1 % соответственно. Таким образом, наименьшее снижение модулей упругости и потерь (»5 %) при увеличенном содержании «жидких» компонентов гибридной матрицы наблюдается у образцов с кремнийорганическим полимерным материалом. Если в качестве «жидкого» компонента гибридной матрицы использован технический воск, то его избыточное содержание приводит к значительному снижению упругих характеристик. В наибольшей степени на величину упругих свойств оказывает влияние добавление в матрицу ПКМ анаэробного полимерного материла. При увеличенном содержании данного компонента в композите модуль упругости снижается на 38 %, а модуль потерь на 70 %, что не позволяет рекомендовать данный материал в качестве «жидкого» компонента гибридной матрицы при изготовлении изделий. По итогам серии испытаний образцов №2, наилучшие характеристики получены при использовании базальтопластиков, в которых «жидким» компонентом гибридной матрицы является кремнийорганический полимерный материал.  Рис.3. Кривые ДМА для образцов №1 базальтопластиков без «жидких» компонентов в составе матрицы (а, 1), и с техническим воском (а, 2), кремнийорганическим полимерным материалом (б, 3) и анаэробным полимерным материалом (б, 4) в составе матрицы Рис. 4.  Кривые ДМА для образцов № 2 базальтопластиков с техническим воском (а, 1), кремнийорганическим полимерным материалом (б, 2) и анаэробным полимерным материалом (б, 3) в составе матрицыВыводы. Таким образом, по результатам проведенных испытаний образцов №1 и №2 можно сделать вывод, что добавление в состав матрицы кремнийорганического полимерного материала практически не влияет на упругие характеристики ПКМ по сравнению с образцами без «жидких» компонентов в составе матрицы. Проведенные ранее испытания данного типа ПКМ по определению предела прочности при растяжении показали относительную стабильность его механических свойств при переходе в область отрицательных температур (-30 °С и-50 °С), что позволяет использовать ПКМ с кремнийорганическим полимерным материалом в составе матрицы при производстве изделий различного назначения, в частности, работающих в условиях экстремально низких температур [14].Для обеспечения высоких упругих характеристик ПКМ с кремнийорганическим полимерным материалом в составе матрицы необходимо определить оптимальное количество данного компонента на основании решения многокритериальной задачи.Схемы локации «жидких» компонентов в составе матрицы необходимо разрабатывать на основании результатов испытаний и моделирования напряженно-деформированного состояния ПКМ.