RU1825334C - Композит - Google Patents

Abstract

Использование: дл  коррозионных высокотемпературных сред. Сущность изобретени : композит включает матрицу из фторполимерной смолы в количестве 40-60 об. %, усиленную непрерывными элементарными углеродными волокнами.

Description

Изобретение относитс  к фторполимер- ным смолообразным матрицам, усиленным непрерывными нитевыми волокнами, и более конкретно оно относитс  к структурным композитам, сформованным из такой смо- лообразной матрицы дл  использовани  в коррозионных высокотемпературных средах .

Целью изобретени   вл етс  повышение жесткости, прочности и коррозионной стойкости композита.

В способе дл  образовани  смолистой матрицы, усиленной непрерывными нитевыми волокнами, усиленный волокном материал получают путем пропускани  предварительно нагретого множества нитей над дугообразной головкой экструдера, в котором полимер протекает через множество основ нити, чтобы эти нити покрылись полимером. При образовании такого пучка из улеродного волокна со фторполимерной смолой было обнаружено, что при манипулировании с углеродным волокном полезно использовать смазочную апертуру до предварительного нагрева нитей.

Другие методики дл  нанесени  матричного полимера включают посыпание порош- кообразной смолы на волокно с последующим нагреванием дл  расплавлени  смолы, или смешанных волокон смолы, с непрерывной основой волокон, с последующим нагреванием с целью плавлени  смолистых волокон, вследствие чего образуетс  матрична  смола и пленочна  масса.

Композитна  структура может быть получена по многим методикам. Так, форма пакли может образоватьс  в структуре нитевидной пр жи, или множество сегментов такой пакли может быть составлено и нагрето под давлением, дл  того чтобы получить определенную композитную структуру .

Дл  того чтобы образовалась структура нитевидной пр жи, воздаетс  структура из множества усков фторполимерной смолы, усиленной непрерывными нитевидными углеродными волокнами. Более конкретно, свивающа  пр жу головка, используема  при осуществлении изобретени , включает поперечную каретку, на которой монтируетс  питающий рукав, передвигающийс  по

СП

ОС) N) СЛ СО СО

N

СО

направлению х вращающейс  оправке и обратно . Поперечна  каретка, питающий рукав и оправка представл ют собой свиватель трехосевого волокна, модель W 60-16 с компьютером N-210. На питающем рукаве смонтированы инфракрасные нагреватели , нагреваема  кулиса и нагреватель открытым пламенем.

Когда каретка пересекает продольно оправку, то множество кусков пр жи, пропитанной термопластичной смолой, вытаскиваетс  из множества подающих упаковок, смонтированных на вращающейс  раме дл  кагушек, до желаемого уровн  обратного нат жени , прилагаемого механизмом , св занным с рамой дл  катушек, дл  регулировани  несвиваемого нат жени  на кипе, таким как компенсатор нат жени  типа 800С012.

Когда свивающа  пр жу головка движетс  в отношении структуры, котора  подлежит пр дению на оправке, го куски пр жи, пропитанные термопластичной смолой , подвергаютс  Е-оздействию радиант- ных нагревателей.

В этих нагревател х термопластична  смола нагреваетс  до температуры, котора  на Ю°С отличаетс  от ее температуры плавлени . Затем куски пр жи проход т через нагретую кулису, котора  в предпочтительном варианте воплощени  представл ет собой циркул рное ушко, сделанное из - алюмини  г твердым анодированным наконечником , покрытым тефлоном. Кулиса обертываетс  ленточным обогревателем, регулируемым электрически (таким как ленточный нагреватель М1, модель МВ1Е1 N1), с помощью которого температура термоила- стика повышаетс  выше его температуры плавлени , но ниже его температуры разложени , котора , как следует понимать, ниже температуры плавлени  усиливающих волокон На выступающем конце питающего рукава смонтирован нргревател открытым пламенем (пропановз  горелка Вулкан Универсал с наконечником № 3), над которым ленты проход т к установочному участку оправки . Этот нагреватель разогревает поверхности том части, котора  свиваетс  на оправке и непосредственно обогревает участки пр жи, когда они проход т от кулисы к участку, чтобы обеспечить соединение поверхностей сплавлением на установочном участке.

Нагреватель открытого пламени заменен инфракрасным нагревателем, а пламенный нагреватель заменен пистолетным нагревателем гор чим воздухом.

П р и м е р 1. Пакл  из непрерывных графитовых волокон Геркулес, имеюща 

примерно 3000 волокон, покрываетс  эти- лентетрафторэтиленовым сополимером с использованием способа инжекци  расплава в интервале уровней покрыти  от 40 до 60

об.%.

Две-четыре бобины покрытой пакли из этих графитовых волокон монтируютс  на вращающейс  раме дл  катушек, снабженной механизмом дл  регулировани  несвиваемого нат жени  компенсатор нат жени , тип 800С012. Эта пакл  подвигаетс  вперед с помощью эллиптически сформованной оправки по ходу, причем к каждой движущейс  пакле прилагаетс  нат жение примерно 2000 г с помощью механизма нат жени . Движуща с  пакл  проходит через головную часть свивател  нити, сто щего ниже по ходу, который содержит подогревающую часть (обогреваетс  инфракрасным нагревателем), в который пакл  нагреваетс  до 320°С, затем следует кулисное ушко, которое предварительно на- грего до 320°С ленточными обогревател ми , источник обогрева гор чим воздухом,

который расположен близко (в 3 см) от вращающейс  оправки и поддерживает температуру пр жи 320°С и окончательно пакл  укладываетс  на электрически обогреваемую оправку (примерно при 280°С).

Регулируемый компьютером свиватель

предварительно запрограммирован, чтобы

производить трубку длиной 6 футов (1 фут

-30,8 см), с углами свивани  ±45°/90°

±45°/90°/ ±45°/90°

По завершении свивани  оправку и трубку охлаждают примерно 1 ч, пока температура части не станет примерно 100°С. Эти структуры удовлетворительно эксплуатируютс  в коррозионных средах с высокой

температурой.

П р и м е р 2. Покрытый графит, приготовленный как а примере 1, соткан на ткацком станке, свитым в композитные мононаправленные пластины толщиной 1/8 дюйма (3,4 мм). Прочность на изгиб составл ла 55000 фунт/кв. дюйм (3850 кг/см2), а модуль изгиба составил 11,6 млн. футов (1 фут 0,454 кг).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Композит, включающий матрицу из термопластичной смолы, армированной непрерывными элементарными углеродными волокнами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  жесткости, прочности и коррозионной стойкости, он содержит в качестве матрицы сополимер этилена с тет- рафторэтиленом в количестве 40-60% от обьема композита