RU2028607C1 - Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder - Google Patents

Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder Download PDF

Info

Publication number
RU2028607C1
RU2028607C1 SU4943580A RU2028607C1 RU 2028607 C1 RU2028607 C1 RU 2028607C1 SU 4943580 A SU4943580 A SU 4943580A RU 2028607 C1 RU2028607 C1 RU 2028607C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
curing
heating
binder
lbs
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Вербицкая
А.А. Аминджанов
В.И. Сливинский
Т.М. Бондаревская
Л.М. Стариков
Original Assignee
Таджикский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Таджикский государственный университет filed Critical Таджикский государственный университет
Priority to SU4943580 priority Critical patent/RU2028607C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2028607C1 publication Critical patent/RU2028607C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: components of the material are heated from room temperature to 108-112 C at rate v1= 0,8-1,2°C/min of 0.8-1.2 C /min and held for 1.3-1.7 hours. Then the components are heated till reaching temperature of maximal hardening of samples at rate v2= 1,3-1,7°C/min of 1.3-1.7 C /min at permanent measurement of electric conductivity G and the loss tangent of a dielectric tgδ. Heating is stopped at temperature of maximal hardening of the sample when values G and G and tgδ are reached during some period of time. Characteristics of the material are the following: separation strength 34,46 kgs/сm3, separation module is 5323 kgs/сm3, strength at shifting along glue band is equal to 6,2 kgs/сm3, compressive strength is equal to 10,7 kgs/сm3, degree of hardening is equal to 96%, time of thermal treatment - 3 hours and 40 minutes. EFFECT: improved efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к получению полимерных композиционных материалов, а именно к способам отверждения композиционных материалов на основе фенолформальдегидного связующего ЛБС-4 (ГОСТ 901-78). The invention relates to the production of polymer composite materials, and in particular to methods of curing composite materials based on phenol-formaldehyde binder LBS-4 (GOST 901-78).

Известен способ режима отверждения композиционных материалов на основе фенолформальдегидного связующего ЛБС-4, в частности, термическая обработка заготовок сотовых панелей на основе стеклоткани Э-3-100 и связующего ЛБС-4 (1), где нагрев до 80оС сотопанелей производится в течении 2 ч, дальнейший нагрев до 160оС - температуры максимального отверждения производят со скоростью не более 20оС в час с выдержкой при 160оС в течение 1 ч и дальнейшим охлаждением до 50оС в печи; недостатком метода является длительный цикл отверждения.Known is a method of curing composite materials mode based on a phenol-formaldehyde binder LBS-4 in particular, thermal processing of honeycomb panels based on glass preforms E-3-100 and binder LBS-4 (1), where heating to 80 ° C honeycombs produced during 2 hours, further heating to 160 ° C - maximum temperature curing produce a rate not exceeding 20 ° C per hour and held at 160 ° C for 1 hour and further cooled to 50 ° C in an oven; The disadvantage of this method is the long curing cycle.

Известен также режим отверждения стеклопластиков на основе стеклоткани КТ-11-ТОА и связующего ЛБС-4, отверждаемых различными методами по различными режимам. Так отвержденные прессовым методом (2) предусматривает подъем до 80оС со скоростью не более 20оС/ч при удельном давлении Руд = 0,5 МПа с дальнейшей выдержкой при 160оС в течении не менее 1 ч при Руд = 1-15 МПа и охлаждением до 40-50оС со скоростью не более 20оС/ч, при достижении которой давление сбрасывается.Also known is the curing mode of fiberglass based on fiberglass KT-11-TOA and a binder LBS-4, cured by various methods in various modes. Since the cured pressing method (2) provides lift to 80 ° C at a rate not exceeding 20 ° C / h at a pressure Rud = 0.5 MPa with further aging at 160 ° C for at least 1 hour at Rud = 1-15 MPa, and cooled to 40-50 ° C at a rate not exceeding 20 ° C / h, above which the pressure is released.

Недостатком данного метода может являться низкое качество отвержденного продукта: при резком перепаде температур от 80 до 160оС может произойти резкий выброс летучих, накапливающихся в отвержденном материале, что может вызвать образование пор и каверн, а при наличии постоянного давления - деформаций и короблений, т.е. ухудшение качеств отвержденного КМ.The disadvantage of this method may be a low quality cured product: with a sharp temperature drop from 80 to 160 ° C may occur abrupt release of volatile accumulated in the cured material, which might cause the formation of pores and cavities, and in the presence of a constant pressure - strain and warpage, t .e. deterioration in the quality of cured KM.

Наиболее близким по технической сущности является метод вакуумного формования (3), согласно которому нагрев заготовки производят при вакууме не менее 600 мм рт.ст. до 50оС в течении 1,5 ч, до 60оС 0,5 ч, до 90оС со скоростью не более 20оС/ч, до 140оС - температуры максимального отверждения с той же скоростью 20оС/ч при выдержке на 140оС не менее 1 ч с дальнейшим охлаждением под вакуумом до 50оС.The closest in technical essence is the vacuum molding method (3), according to which the workpiece is heated under vacuum at least 600 mm Hg. to 50 ° C for 1.5 hours to 60 ° C for 0.5 hours, to 90 ° C at a rate not exceeding 20 ° C / h to 140 ° C - maximum curing temperature with the same rate of 20 ° C / hours aging at 140 ° C for at least 1 h with subsequent cooling in vacuo to about 50 C.

Недостатком данного способа является длительный цикл формования, сложность проведения процесса отверждения. Таким образом, из анализа известных технических решений можно отметить следующие недостатки:
отсутствие одинакового режима отверждения для изготовления различных КМ на основе ЛБС-4 (стеклопластиков и сотоматериалов);
отсутствие одинакового режима отверждения для одних и тех же КМ-стеклопластиков на основе стеклоткани КТ-11-ТОА (прессовый метод и метод вакуумного формования);
отсутствие одинакового режима с использованием разных наполнителей (стеклоткани Э-3-100 и КТ-11-ТОА) при изготовлении различных КМ (сотоматериалов и стеклопластиков);
длительный цикл термообработки при получении сотоматериалов и способе вакуумного формования при получении стеклопластиков (порядка 7 ч);
отсутствие гарантии получения качественных изделий, особенно при прессовом методе изготовления стеклопластиков.
The disadvantage of this method is the long molding cycle, the complexity of the curing process. Thus, from the analysis of known technical solutions, the following disadvantages can be noted:
the lack of the same curing mode for the manufacture of various CMs based on LBS-4 (fiberglass and honeycomb materials);
lack of the same curing mode for the same KM-fiberglass based on KT-11-TOA fiberglass (press method and vacuum molding method);
the absence of the same mode using different fillers (fiberglass E-3-100 and KT-11-TOA) in the manufacture of various CM (honeycomb materials and fiberglass);
a long heat treatment cycle upon receipt of sotomaterials and a method of vacuum molding upon receipt of fiberglass (about 7 hours);
lack of a guarantee of obtaining high-quality products, especially with the press method of manufacturing fiberglass.

Целью изобретения является повышение качества при отверждении КМ на основе фенолформальдегидного связующего. The aim of the invention is to improve the quality of the curing of CM based on phenol-formaldehyde binder.

Поставленная цель заключается в том, что в известном способе отверждения композиционных материалов на основе фенолформальдегидного связующего ЛБС-4, включающем ступенчатое нагревание компонентов материала и выдерживание при температуре максимального отверждения образца, при этом компоненты нагревают от комнатной температуры до Т 108-112оС со скоростью v1 = 0,8-1,2оС/мин, выдерживают при Т в течении τ=1,3-1,7 ч, после чего нагревают до температуры максимального отверждения образцов со скоростью v2 = = 1,3-1,7оС/мин, причем в ходе нагревания проводят постоянное измерение величин электропроводности G и тангенса угла его диэлектрических потерь tg δ, а нагревание при температуре максимального отверждения образца прекращают при достижении постоянного значения величин G и tgδ во времени. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".The goal is that in the known method of curing composite materials based on phenol-formaldehyde binder LBS-4, which includes stepwise heating of the components of the material and maintaining at the temperature of maximum curing of the sample, while the components are heated from room temperature to T 108-112 about With v 1 = 0.8-1.2 about C / min, maintained at T for τ = 1.3-1.7 hours, and then heated to the temperature of maximum curing of the samples with a speed of v 2 = = 1.3-1 7 C / min, wherein during the heating conducting Continuous measurement of electric conductivity values G and the tangent of its dielectric loss tg δ, and heating at a maximum curing temperature of the sample is stopped when the constant values of G and tgδ time. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Контроль за процессом отверждения композиционного материала по электрофизическим параметрам известен. Но в технологическом процессе получения КМ на основе фенолформальдегидного связующего ЛБС-4 контроль за процессом отверждения не проводится, нигде и никем не описан. Monitoring the curing process of the composite material by electrophysical parameters is known. But in the technological process of obtaining CMs based on the phenol-formaldehyde binder LBS-4, the curing process is not monitored, and has not been described anywhere.

Известен способ отверждения КМ на основе фенолформальдегидного связующего СФ-010 под контролем электрофизического метода анализа. Однако этот режим распространен только для КМ на основе связующего СФ-010 и не может быть применен для КМ на основе ЛБС-4, т.к. даже для одного класса связующих не существует единого режима для всех, т.к. каждое связующее обладает своими специфическими свойствами из-за химического состава. Известен способ определения температурного режима гелеобразования при отверждении композиционных материалов, в котором по данным анализа газовыделения при гелеобразовании связующего ЛБС-4 определена температура изотермической ступеньки Т= 110оС. Однако в этом способе не проводится конкретный режим отверждения связующего ЛБС-4 и КМ на его основе.A known method of curing KM based on phenol-formaldehyde binder SF-010 under the control of the electrophysical method of analysis. However, this mode is common only for CMs based on binding agent SF-010 and cannot be applied to CMs based on LBS-4, because even for one class of binders there is no single regime for all, because Each binder has its own specific properties due to the chemical composition. Known method for determining the gelation temperature when curing composites in which according to the analysis of gas evolution during gelation binder LBS 4-defined step isothermal temperature T = 110 ° C. However, this method is not conducted specific curing time of the binder LBS-4 and CM at its basis.

Авторы предлагают получить КМ на основе связующего ЛБС-4 по режиму отверждения самого связующего, по получению визуально однородного материала при отверждении, что для КМ на основе ЛБС-4 нигде и никем не описано, контролируя состояние материала при этом по данным электрофизического метода анализа; скорость нагрева; время нагрева на температуре Т (температура изотермической ступеньки) и в процессе проведения режима до температуры максимального отверждения определяют также по однородности связующего, что тоже неизвестно, а время окончательного отверждения - по установлению постоянных значений G и tg δ, подтверждая глубину отверждения анализом на степень отверждения КМ по предложенному режиму. The authors propose to obtain KM based on the LBS-4 binder according to the curing mode of the binder itself, to obtain a visually uniform material during curing, which is not described anywhere for KM based on LBS-4, monitoring the state of the material according to the electrophysical analysis method; heating rate; the heating time at temperature T (temperature of the isothermal step) and during the regime to the maximum curing temperature is also determined by the homogeneity of the binder, which is also unknown, and the final curing time is determined by establishing constant values of G and tg δ, confirming the curing depth by analysis of the degree of curing KM according to the proposed regime.

Предлагается новый, нигде не описанный режим отверждения фенолформальдегидного связующего ЛБС-4, в результате чего получен визуально однородный продукт на связующем ЛБС-4 и визуально однородный без короблений, расслоений, со стабильной степенью отверждения, с улучшенными механическими свойствами стеклопластик на его основе. A new, never described, mode of curing the phenol-formaldehyde binder LBS-4 is proposed, as a result of which a visually homogeneous product on a binder LBS-4 is obtained and visually homogeneous without warping, delamination, with a stable degree of cure, with improved mechanical properties of fiberglass based on it.

Применение режима отверждения под неразрушающем контролем КМ на основе фенолформальдегидного связующего ЛБС-4 позволит сократить цикл термообработки ≈в 2 раза по сравнению с прототипом, что позволяет существенно сократить трудо-энергозатраты при изготовлении КМ на его основе. The use of the curing regime under non-destructive testing of CMs based on the phenol-formaldehyde binder LBS-4 will reduce the heat treatment cycle ≈2 times compared to the prototype, which can significantly reduce labor and energy costs in the manufacture of CMs based on it.

На основании изложенного делается вывод о соответствии заявления решения критерию "существенные отличия". Based on the foregoing, it is concluded that the decision statement meets the criterion of "substantial differences".

П р и м е р 1. Связующее ЛБС-4 (ГОСТ 901-78) в количестве 10 мл заливают в электрофизическую ячейку, представляющую собой высокую стеклянную пробирку, куда вставлялись плоскопараллельные медные электроды в виде лопаточек с площадью измерительного электрода 1 см2 и расстоянием между электродами 10 мм. Электроды подключают к измерителю типа Е-7-8, с рабочей частотой (1000 ±10) Гц.PRI me R 1. Binder LBS-4 (GOST 901-78) in an amount of 10 ml is poured into an electrophysical cell, which is a high glass tube, where plane-parallel copper electrodes are inserted in the form of spatulas with a measuring electrode area of 1 cm 2 and a distance between electrodes 10 mm. The electrodes are connected to an E-7-8 type meter with an operating frequency of (1000 ± 10) Hz.

Электрофизическую ячейку с образцом ЛБС-4 погружают в подвешенном состоянии в середину термостатируемой печи, нагреваемую с помощью системы нагрева от комнатной температуры до Т = 110оС со скоростью v1 = 1,0оС/мин, выдерживают ячейку с образцом связующего при Т = =110± 2оС в течение τ= 1,5 ч, после чего нагревают до температуры максимального отверждения 160оС со скоростью v2 = 1,5оС/мин. Причем в ходе нагревания проводят постоянное измерение величин электропроводности образца связующего ЛБС-4 и тангенса угла диэлектрических потерь с помощью измерителя типа Е-7-8, к которому подсоединены провода ячейки. Нагревание при температуре максимального отверждения 160± 2оС прекращают при достижении постоянных значений величин G и tgδ во времени. Параллельно проводят нагрев 10 мл связующего ЛБС-4, помещенного в стеклянный бюкс для визуальной оценки состояния образца при нагреве и после отверждения. Полученный продукт визуально однороден (табл.1 опыт 10).Electrophysical sample cell 4 is dipped LBS-suspended in the middle of a thermostated oven, heated by a heating system from room temperature up to T = 110 ° C at a speed of v 1 = 1.0 ° C / min, kept sample cell binding at T = 110 ± 2 ° C for τ = 1,5 h, then heated to a maximum curing temperature about 160 C at a rate v 2 = 1.5 ° C / min. Moreover, during heating, a constant measurement of the electrical conductivity of the LBS-4 binder sample and the dielectric loss tangent is carried out using an E-7-8 type meter to which the cell wires are connected. Heating at maximum curing temperature of 160 ± 2 ° C is stopped when the constant values of G and the values of tgδ time. In parallel, 10 ml of LBS-4 binder is placed in a glass bottle to visually assess the state of the sample during heating and after curing. The resulting product is visually homogeneous (table 1 experiment 10).

Аналогично этому примеру проведения оптимального режима отверждения связующего ЛБС-4 проведены серии экспериментов проведения режимов отверждения связующего ЛБС-4 для отработки условий, не вызывающих визуально вспучивания материала при наименьшем цикле (времени) отверждения, а именно: оптимальная скорость подъема температуры v1, температура изотермы Т, время выдержки на ней и скорость нагрева v2 до температуры максимального отверждения.Similarly to this example of carrying out the optimum curing regime of the LBS-4 binder, a series of experiments was carried out to conduct the curing of the LBS-4 binder to develop conditions that did not visually cause material swelling at the shortest curing cycle (time), namely: the optimum temperature rise rate v 1 , the temperature of the isotherm T, the exposure time on it and the heating rate v 2 to the temperature of maximum cure.

Как видно из данных табл.1, однородный материал получается при минимальных граничных значениях скоростей нагрева v1 и v2 (табл.1, опыт 7).As can be seen from the data in Table 1, a homogeneous material is obtained at the minimum boundary values of the heating rates v 1 and v 2 (table 1, experiment 7).

v1 = 0,8оС/мин, v2 = 1,3оС/мин
и при максимальных граничных значениях скоростей нагрева
v1 и v2 (табл.1, опыт 11)
v1 = 1,2оС/мин v2 = 1,7оС/мин
Снижение или увеличение скоростей нагрева от оптимальных на 0,5оС/мин (опыт 12,5 для v1) (опыт 9,15 для v2) вызывает вспучивание материала.
v 1 = 0.8 about C / min, v 2 = 1.3 about C / min
and at maximum boundary values of heating rates
v 1 and v 2 (table 1, experiment 11)
v 1 = 1.2 about C / min v 2 = 1.7 about C / min
A decrease or increase in heating rates from optimal by 0.5 ° C / min (experiment 12.5 for v 1 ) (experiment 9.15 for v 2 ) causes swelling of the material.

Таким образом, установлены границы 1-ой скорости нагрева v1 = 0,8-1,2оС/мин и второй v2 = 1,3-1,7оС/мин. Изменение температуры Т, от оптимальной на ±2оС/мин (опыт 7-11) качества материала не меняет - продукт отверждения однороден; большее отклонение температуры на ±5оС (опыт 6,16,13) вызывает вспучивание и образование воздушных включений в материале. Таким образом, предельными границами температуры изотермы Т являются (108-112)оС.Thus, the boundaries of the first heating rate v 1 = 0.8-1.2 about C / min and the second v 2 = 1.3-1.7 about C / min are set. Changing the temperature T from the optimum to ± 2 ° C / min (Run 7-11) does not alter the quality of the material - the product is homogeneous curing; increasing the temperature deviation ± 5 ° C (experiment 6,16,13) causes swelling and the formation of air inclusions in the material. Thus, the limiting temperature limits of the isotherm T are (108-112) о С.

Из сравнительного анализа с аналогом и прототипом видно, что нагрев производится с варьированием скоростей подъема до заданных температур без выдержки на этих температурах, такой режим отверждения связующего даже при медленной скорости нагрева v1 до какой-либо температуры Т, например 100-110оС с дальнейшим увеличением скорости v2 (как видно из табл.1, опыт 1-2) вызывает образование шапки пузырей связующего. При временной выдержке в 0,5 ч и прочих равных условиях (опыт 3, табл.1), вспучивание становится более равномерным и уменьшается с увеличением времени выдержки до 1 часа (опыт 4, табл. ), материал становится слегка вспученным при увеличении времени выдержки до 1,5 ч (опыт 5, табл.1), что приводит к решению о необходимости проведения ступенчатого режима с изотермической выдержкой на Т изотермы. Изменение времени выдержки на температуре изотермы Т на ±0,2 ч не отражается на качестве продукта отверждения (опыт 7,11), с изменением времени выдержки на ±0,5 ч (опыт 8,14) материал вспучивается. Таким образом, границами времени выдержки на Т изотермы можно принять 1,3-1,7 ч.From a comparative analysis with an analogue and prototype, it is seen that heating is carried out with varying rates of rise to predetermined temperatures without holding at these temperatures, this mode of curing the binder even at a slow heating rate v 1 to any temperature T, for example 100-110 о С a further increase in speed v 2 (as can be seen from table 1, experiment 1-2) causes the formation of caps of the binder bubbles. When the exposure time is 0.5 h and other conditions being equal (experiment 3, table 1), the expansion becomes more uniform and decreases with increasing exposure time to 1 hour (experiment 4, table), the material becomes slightly expanded with increasing exposure time up to 1.5 hours (experiment 5, table 1), which leads to the decision on the need for a stepwise regime with isothermal exposure to T isotherms. A change in the exposure time at the temperature of the isotherm T by ± 0.2 h does not affect the quality of the cured product (experiment 7.11), with a change in the exposure time by ± 0.5 h (experiment 8.14), the material swells. Thus, the boundaries of the exposure time to T isotherms can take 1.3-1.7 hours

Для удобства ведения отсчета при проведении эксперимента были выбраны оптимальные условия проведения режима (опыт 8): нагрев со скоростью v1 = 1,0оС/мин до Т= = 110оС, выдержка при Т = 110± 2оС в течение τ = 1,5 ч, дальнейший нагрев v2 = =1,5оС/мин до Т = 160оС с выдержкой на 160± 2оС до постоянных значений G и tg δ. По этому оптимизированному режиму проводят ступенчатый нагрев компонентов композиционного материала на основе ЛБС-4.Optimal conditions for conducting mode (Run 8) have been chosen for convenience of reference with the experiment: heating at a speed of v 1 = 1.0 ° C / min to T = 110 ° C, holding at T = 110 ± 2 ° C for τ = 1.5 h, further heating v 2 = 1.5 о С / min to Т = 160 о С with exposure at 160 ± 2 о С to constant values of G and tan δ. In this optimized mode, stepwise heating of the components of the composite material based on LBS-4 is carried out.

П р и м е р 2. Объектом исследования служил заводской пробег на основе фенолформальдегидной смолы ЛБС-4 и наполнителя из кремнеземной аппретированной стеклоткани КТ-11-ТОА. Из этого препрега изготавливают панель стеклопластика СТКТ-В из шести слоев препрега, уложенных в одном направлении (основа к основе), размером 220х280 мм. Латунные электроды измерительной ячейки устанавливают между 1 и 2-ым и 5-6-ым слоями препрега и подключают к измерителю Е-7-8. Рядом с электродами устанавливают датчик температур. Контроль температуры в образце осуществляют с помощью контрольно-самопишущего прибора КСП-4, контроль электрофизи- ческих параметров производят на Е-7-8. Панель отверждают вакуумным способом формования с использованием мешка из баллонной ткани "500" по установленному режиму. Для этого заготовку панели препрега помещают в печь, термообрабатывают с помощью системы нагрева, позволяющей поднимать температуру с заданной скоростью и создавать в печи изотермические условия термообработки. Затем панель препрега исследуют при нагревании от комнатной температуры до температуры Т = =110оС со скоростью v1 = 1,0оС/мин, выдерживают при Т = 110 ±2оС в течение τ= 1,5 ч, после чего нагревают до температуры максимального отверждения образцов 160оС со скоростью v2 = 1,5оС/мин, причем в ходе нагревания проводят постоянное измерение величин электропроводности G и тангенса угла его диэлектрических потерь tg δ, а нагревание при температуре максимального отверждения 160± 2оС образца прекращают через 1 ч при достижении постоянного значения величин G и tgδ во времени. Общее время термообработки составило 3 ч 40 мин. Затем охлаждают заготовку под вакуумом до 50оС. После отверждения образцы полученного пластика исследовались на определение степени отверждения методом экстракции спиртом в аппарате Сокслета и на механические свойства. Данные приведены в табл.2 в сравнении с данными основных механических характеристик прототипа.PRI me R 2. The object of the study was the factory run on the basis of phenol-formaldehyde resin LBS-4 and filler made of silica finished fiberglass KT-11-TOA. From this prepreg, a CTKT-B fiberglass panel is made of six layers of prepreg laid in one direction (base to base), size 220x280 mm. The brass electrodes of the measuring cell are installed between the 1st and 2nd and 5-6th layers of the prepreg and connected to the meter E-7-8. A temperature sensor is installed near the electrodes. Temperature control in the sample is carried out using a KSP-4 recording and recording device; control of electrophysical parameters is performed on E-7-8. The panel is cured by vacuum molding using a bag of balloon fabric "500" according to the established mode. To do this, the prepreg panel blank is placed in a furnace, heat treated using a heating system that allows you to raise the temperature at a given speed and create isothermal heat treatment conditions in the furnace. Then prepreg panel tested by heating from room temperature to a temperature T = 110 ° C at a speed of v 1 = 1.0 ° C / min, maintained at T = 110 ± 2 ° C for τ = 1,5 hours, after which heated to a maximum curing temperature about 160 samples at a rate of 2 v = 1.5 ° C / min, wherein heating is carried out during continuous measurement of conductivity values G and the tangent of its dielectric loss tg δ, and heating at a maximum curing temperature of 160 ± 2 o C the sample is stopped after 1 h when a constant value of G and tanδ in time. The total heat treatment time was 3 h 40 min. Then, the preform is cooled under vacuum to 50 ° C. After curing, the plastic samples obtained were examined for determination of the degree of cure by alcohol Soxhlet extraction and the mechanical properties. The data are shown in table.2 in comparison with the basic mechanical characteristics of the prototype.

Из табл. 2 видно, что по основным механическим показателям τсж, τизг степени отверждения и времени термообработки предлагаемый режим существенно превышает известный по качеству: так прочность стеклопластика при сжатии повышается в 4,3 раза; соответственно прочность при изгибе в 5,4 раза, степень отверждения на 4% , а ускорение процесса в 2 раза по сравнению с прототипом.From the table. 2 it can be seen that, according to the main mechanical indicators, τ sr , τ of the degree of curing and the heat treatment time, the proposed regime significantly exceeds the known quality: thus, the compressive strength of fiberglass increases by 4.3 times; accordingly, the bending strength of 5.4 times, the degree of cure by 4%, and the acceleration of the process by 2 times compared with the prototype.

П р и м е р 3. Предлагаемый режим проверялся также при термической обработке заготовок сотопанелей на основе стеклоткани Э-3-100 и связующего ЛБС-4. Для этого две промышленные заготовки сотопанелей приготовленные согласно (1) исследовались по известному (1) и предла- гаемому режимам. В случае предлагаемого режима процесс отверждения проводился под контролем диэлектрического метода анализа, для чего электрофизическая ячейка в виде прижимной прищепки с диаметром измерительного электрода - 4 мм закреплялась на стенке сотовой ячейки, состоящей из 2 листов стеклоткани Э-3-100 (размером 5 мм) пропитанных связующим ЛБС-4, после чего соты нагревали от комнатной температуры по предлагаемому режиму со скоростью v1 = 1,0оС/мин до Т = 100оС с выдержкой на 110± 2оС в течение τ= 1,5 ч, дальнейшим нагревом со скоростью v2 = =1,5оС/мин до 160оС с выдержкой при 160± 2оС до постоянных значений G и tgδ.PRI me R 3. The proposed mode was also tested during heat treatment of blanks honeycomb panels based on fiberglass E-3-100 and a binder LBS-4. For this, two industrial blanks of honeycomb panels prepared according to (1) were investigated according to the known (1) and proposed modes. In the case of the proposed mode, the curing process was carried out under the control of the dielectric analysis method, for which an electrophysical cell in the form of a clamping clothespin with a measuring electrode diameter of 4 mm was fixed on the cell wall, consisting of 2 sheets of E-3-100 fiberglass (5 mm in size) impregnated LBS-binder 4, and then the cell was heated from room temperature according to the proposed mode at a speed of v 1 = 1.0 ° C / min up to T = 100 ° C with exposure at 110 ± 2 ° C for τ = 1,5 hours, further heating at a speed of v 2 = 1.5 ° C / min to 160 ° C in Derzhko at 160 ± 2 ° C until constant values of G and tgδ.

Общее время термообработки составило 3 ч 40 мин. После чего проводилось охлаждение до 50оС в печи.The total heat treatment time was 3 h 40 min. Then cooling was performed to 50 ° C in an oven.

Для сравнения проводилось отверждение второй заготовки сотопанели по режиму (1): нагрев от комнатной температуры до 80оС в течение 2 ч, подъем до температуры 160оС со скоростью не более 20оС/мин с выдержкой при 160оС в течении 1 ч. Общее время термообработки составило 7 ч. После чего производилось охлаждение сотопанели до 50оС в печи, образцы, отвержденные по известному и предлагаемому режимам, исследовались на механические свойства, которые приведены в табл.3. Как видно из табл.3, данные механических испытаний образцов сотового материала на основе связующего ЛБС-4 и стеклоткани Э-3-100, полученные по известному режиму для сотопанелей (1) и оптимизированному режиму, показывают на 10-15% лучший результат в случае использования предлагаемого режима. Это показывает преимущество новой технологии перед существующей не только по сокращению цикла отверждения в 2,0 раза, но и по качеству полученных сотовых материалов.For comparison performed curing the second workpiece honeycomb panels according to mode (1) heating from room temperature to 80 ° C for 2 hours, raising to a temperature of 160 ° C at a rate not exceeding 20 ° C / min and held at 160 ° C for 1 h. The total heat treatment time was 7 hours. then the produced honeycomb panels cooling to 50 ° C in an oven, the samples were cured according to the known and proposed regimens were tested for mechanical properties, which are listed in Table 3. As can be seen from Table 3, the data of mechanical tests of samples of cellular material based on the LBS-4 binder and E-3-100 fiberglass, obtained according to the well-known mode for honeycomb panels (1) and optimized mode, show a 10-15% better result in the case of use of the proposed regime. This shows the advantage of the new technology over the existing one not only in reducing the curing cycle by 2.0 times, but also in the quality of the obtained cellular materials.

Claims (1)

СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ЛБС-4 ступенчатым нагреванием компонентов материала и выдержкой при температуре максимального отверждения образца, отличающийся тем, что, с целью повышения качества материала, компоненты нагревают от комнатной температуры до 108 - 112oС со скоростью V1 = 0,8 - 1,2 град./мин, выдерживают 1,3 - 1,7 ч, затем нагревают до температуры максимального отверждения образцов со скоростью V2 = 1,3 - 1,7 град./мин при постоянном измерении величин электропроводности G и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ , а нагревание при температуре максимального отверждения образца прекращают по достижении постоянного значения величин G и tgδ во времени.METHOD FOR CURING COMPOSITE MATERIALS BASED ON Phenolformaldehyde Binder LBS-4 by stepwise heating of the components of the material and holding at the temperature of maximum curing of the sample, characterized in that, in order to improve the quality of the material, the components are heated from room temperature to 108 - 112 o С with speed V 1 = 0.8 - 1.2 deg./min, withstand 1.3 - 1.7 hours, then heated to a temperature of maximum curing of the samples with a speed of V 2 = 1.3 - 1.7 deg. / Min with constant measurement of electrical conductivity G and tangent SFA dielectric loss tgδ, and heating at a maximum curing temperature of the sample is stopped upon reaching constant values of G and tgδ time.
SU4943580 1991-06-06 1991-06-06 Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder RU2028607C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4943580 RU2028607C1 (en) 1991-06-06 1991-06-06 Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4943580 RU2028607C1 (en) 1991-06-06 1991-06-06 Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2028607C1 true RU2028607C1 (en) 1995-02-09

Family

ID=21578330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4943580 RU2028607C1 (en) 1991-06-06 1991-06-06 Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2028607C1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОСТ 92-0902-81. Покрытия теплозащитные. Типовые технологические процессы. Режим отверждения стеклопластика СТКТ-В на основе стеклоткани КТ-11-ТОА и связующего ЛБС-4 (вакуумный метод формования). *
ОСТ 92-0902-81. Покрытия теплозащитные. Типовые технологические процессы. Режим отверждения стеклопластика СТКТ-П на основе стеклоткани КТ-11-ТОА и связующего ЛБС-4 (прессовый метод). *
ОСТ 92-44-95-84. Заполнители сотовые. Технические условия и типовые технологические процессы. Термическая обрабработка заготовок сотовых панелей на основе стеклоткани Э-З-100 и связующего ЛБС-4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2071486C1 (en) Method for manufacturing article of polyimide carbon plastics
RU2051932C1 (en) Method for production of polyiimide composite materials
CN105913983A (en) Production method of porcelain core composite insulator
CN106116626A (en) A kind of preparation method of oxidation resistant carbon carbon composite heat-insulated material
CN105504810A (en) Method for preparing high-intensity and high-modulus polyimide-fiber-reinforced polyimide sheet through continuous forming
RU2028607C1 (en) Method of hardening composition materials on the base of phenolformaldehyde binder
US5116551A (en) Method and apparatus for producing an article by microwave heating
CN108947498B (en) Preparation method of alumina-silicon carbide porous composite ceramic
RU2398798C1 (en) Glass-plastic honeycomb filler and preparation method thereof
CN106956391B (en) A method of reducing Composite Microwave solidification internal stress
RU2028608C1 (en) Method of thermal treatment of polymeric honeycomb plastic on the base of phenol-type binder
Maleki et al. Maximum heating rates for producing undistorted glassy carbon ware determined by wedge-shaped samples
US5492661A (en) Process for producing a casting ceramic
RU2170745C2 (en) Method of hardening composite material
CN113087501A (en) High-strength quartz ceramic roller and preparation process thereof
RU2028214C1 (en) Method of reinforced plastics production
RU2596619C1 (en) Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric
RU2272712C1 (en) Method of manufacture of the cellular filler
JP2001233680A (en) Method for producing heat insulating material
RU2170746C2 (en) Method of hardening composite material
RU2383439C1 (en) Method for manufacturing of honeycomb
RU2806979C1 (en) Method for producing heat-resistance radio-technical material based on aluminium chrome phosphate binder
Vannucci Effect of processing parameters on autoclaved PMR polyimide composites
CN104250107A (en) Method for in-situ synthesis of Si3N4 coating on carbon foam surface
CN110406134B (en) Method for forming carbon fiber reinforced thermoplastic composite material part