PL75714B2 - - Google Patents

Description

Adiprene L-167 jest cieklym, wstepnym polimerem uretanowym wytworzonym z tolueno- dwuizocyjanianu i glikolu policzterometylenowego. Adiprene BL16 jest cieklym prepolimerem uretanowym, otrzymanym z toluenodwuizocyjanianu i glikolu policzterometylenowego z zablokowana grupa ketooksymowa.W celu polaczenia zywicy elastomerowej ze skladnikiem glównym reaktywna zywice uretanowa, taka jak Adiprene L-167 miesza sie z substratem epoksydowym o zwyklym sztywnym ukladzie osnowy np. epoksydem powstalym w wyniku kondensacji epichlorohydryny i dwufenolu A. Zwiazek ten pod nazwa Epikote 828 sprze¬ daje firma-Shell Chemical Co. Ltd.2 75 714 Sposób wedlug wynalazku jest Ilustrowany nastepujacymi przykladami, w których czesci oznaczaja czesci wagowe.Przyklad I. W tym przykladzie stosuje sie zywice do wlókien weglowych w postaci 1-30% acetono* wego roztworu Adiprene BL-16, zawierajace 10-15 czesci dwuetylenotrójaminy na 100 czesci Adiprene BL-16, Nitki i arkusze wlókien weglowych, nasyca sie tym roztworem. Nadmiar roztworu odsacza sie, a nastepnie usuwa rozpuszczalnik poprzez lagodne ogrzewanie w temperaturze 30-40°, pod nieznacznie zmniejszonym cis¬ nieniem. Korzystnym stezeniem Adiprene BL-16 jest 1-5%, jednak przy. stosowaniu cienszych warstw zywicy uzywac mozna wyzszych stezen. Takprzygotowane wlókna mozna stosowac do wytwarzania kompozycji przez nasycenie ich odpowiednia osnowa zywicowa. Tam gdzie jest to pozadane, utwardzone wlókna mozna przepro¬ wadzac w postac kompozycji wstepnie impregnowanej przed koncowym jej uformowaniem dzialajac na wlókna roztworem odpowiednim do tworzenia formy prepreg osnowy zywicowej. Stosowac mozna np. uklad Epikote DX-23l/Epikure DX~125, który sprzedaje Shell Chemical Co. Ltd. Epikote DX-231, który jest roztworem mieszaniny eterów dwuglicydylowych dwufenolopropanu, lub Epikure DX-125, który jest roztworem zwiazku cyjanowego i malej ilosci przyspieszacza. Jezeli, stosuje sie ten uklad, utwardzenie wstepne zachodzi podczas ogrzewania w ciagu 1 i 1/2 godziny w temperaturze 150° pod zmniejszonym cisnieniem. , Przyklad II. Wlókna weglowe w postaci nitek lub arkuszy utwardza sie za pomoca 1-30% acetono¬ wego roztworu Adiprene BL-16, zawierajacego 10—15 czesci dwuetylenotrójaminy w postaci soli z kwasem mlekowym. Zastosowanie dwuetylenotrój aminy jest korzystne, poniewaz daje lepsze powiazanie wlókien weglo¬ wych. Mozna równiez w razie potrzeby stosowac taki czynnik utwardzajacy jak np. 4,4'-metylenodwu-(ortochlo- jroanilina). Nadmiar roztworu odsacza sie, a aceton usuwa sie przez ogrzewanie w temperaturze 30—40° pod nieznacznie zmniejszonym cisnieniem. Otrzymane wlókna mozna wówczas przeprowadzic w postac prepreg przez nasycanie ich roztworami odpowiedniej osnowy zywicowej np. ukladem Epikote DX—210/Epikure BF3-400. Uklad Epikote DX-210/Epikure BF3-400 sprzedaje Shell Company Ltd. Epikote DX-210 jest roztworem pólstalej zywicy bedacej produktem reakcji eteru dwuglicydylowego dwufenolopropanu z amina aromatyczna w ketonie metyloetylowym. Epikure BF3-400 jest kompleksem trójfluorku boru zmonoetylo- amina. Utwardzanie wstepne przeprowadza sie za pomoca normalnego toku postepowania polegajacego na ogrze¬ waniu w ciagu 1 godziny pod cisnieniem 7 atm w temperaturze 170°. Nastepnie, wtórne utwardzanie przeprowa¬ dzono podczas dalszego ogrzewania w ciagu 3 godzin w temperaturze 170°. Uzycie soli z kwasem mlekowym pozwala nie tylko na stosowanie zwiazku addycyjnego z trójfluorkiem boru, ale takze zmniejsza rozklad uretanu do minimum. Wzrost rozciagliwosci uretanu mozna osiagnac przez dodanie do zywicy uretanowej odpowiednich plastyfikatorów takich jak ftalan dwuoktylowy lub sebacynian dwuoktylowy.Przyklad III. Wlókna weglowe w postaci nitek lub arkuszy utwardzane 4% roztworem elastomeru poliuretanowego Adiprene BL—16 poddaje sie reakcji z dwuetylenotrójamina, a nastepnie z zywica epoksydowa taka jak uklad Epikote—231/Epikure DX-125 do wytworzenia formy wstepnie impregnowanej, która nastepnie przeprowadza sie w postac koncowej kompozycji. Korzysci powlekania wlókien w taki sposób sa widoczne po porównaniu wlasciwosci otrzymanej kompozycji z analogiczna, otrzymana z wlókien weglowych niepowleka- nych o wysokiej wytrzymalosci (modul Younga rzedu 240—290 GN/m2) i zywic epoksydowych. Typowy rhodul sprezystosci na zginanie dla tych ostatnich kompozycji wynosi 140GN/m2, natomiast kompozycja wytworzona z powlekanych wlókien weglowych wedlug tego przykladu nie wykazuje zmniejszenia modulu sprezystosci na zginanie. Nieznacznie zmniejsza sie sila naprezen miedzywarstwowych i nastepuje poprawa wytrzymalosci na uderzenia, co wykazuje test Charpy. Jednak najbardziej istotnym jest zwiekszenie wytrzy¬ malosci na zginanie, w zwiazku z czym przynajmniej dwukrotnie wieksza ilosc energii jest konieczna do calko¬ witego zniszczenia materialu.W przypadku krzyzowo sklejonych laminatów produkowanych przemyslowo uzyskuje sie wyrazna popra¬ we wytrzymalosci na uderzenia. Próbka o wymiarach 50 x 50 x 2,5 mm wykonana ze zwyklej postaci wstepnie impregnowanej ulega zniszczeniu przy zastosowaniu energii 8J, natomiast próbka o podobnych wymiarach, ale zbudowana z wlókien i wytworzona przy uzyciu techniki wedlug przykladu zachowuje 75% swej pierwotnej sztywnosci na zginanie, mierzonej ukosnie, po uderzeniu z energia 12 J.Przyklad IV. Dalsze stopniowe przejscie zmian wlasciwosci osnowy w obszarze pomiedzy wlóknami weglowymi a osnowa dokonuje sie przez wlaczanie zywicy elastomerowej w osnowe zywicowa. W ten sposób, uklad skladajacy sie z 70 czesci Adiprene L-167,30 czesci zywicy epoksydowej Epikote 828 (produkt konden¬ sacji epichlorohydryny i dwufenolu A), 28 czesci czynnika utwardzajacego 4,4,-metylenodwu-(ortochloroaniliny) stosuje sie jako osnowe zywicowa, która nasyca sie wlókna weglowe, otrzymujac w ten sposób kompozycje.Porównanie wlasciwosci kompozycji z wlasciwosciami ukladu podstawowego zlozonego z wlókien weglowych i zywicy epoksydowej, wykazuje 20% obnizenie wspólczynnika sprezystosci, 50% spadek silynaprezenmiedzy-75 714 3 warstwowych, 300% wzrost wytrzymalosci na uderzenia (jak wykazano w tescie Charpy) oraz pieciokrotnie wieksze zuzycie energii koniecznej do zniszczenia w czasie zginania. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kompozycji z wlókien weglowych i syntetycznych tworzyw sztucznych na drodze wlaczania wlókien weglowych w osnowe z tworzywa sztucznego, znamienny tym, ze w obszar miedzyfazowy pomiedzy wlókna weglowe a syntetyczne tworzywa sztuczne wlacza sie zywice elastomerowe, które maja zdol¬ nosc latwego mieszania sie z syntetycznymi tworzywami uzytymijako osnowa.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zywice elastomerowa stosuje sie jako powloke dla wlókien weglowych przed ich zlaczeniem z osnowa z syntetycznych tworzyw sztucznych.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze zywice elastomerowa wlacza sie w syntetyczne two¬ rzywa sztuczne.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze jako zywice elastomerowa stosuje sie reaktywny polimer uretanowy.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze jako material osnowy stosuje sie zywice epoksydowa.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze kompozycje wytwarza sie poprzez postac wstepnie impregnowana.
7. 7. Kompozycja z wlókien weglowych i syntetycznych tworzyw sztucznych, znamienna tym, ze zawiera zywice elastomerowa. PL