RU221332U1 - Композит на основе арамидной ткани - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к высокопрочным полимерным композиционным материалам на основе волокнистых арамидных наполнителей. Композит на основе арамидной ткани содержит разнонаправленные слои арамидной ткани, спрессованные между собой, связующее в количестве 7 мас.%, представляющее собой нити из термопластичного материала с температурой плавления 120°С, выполненные с возможностью размещения между слоями арамидной ткани. Техническим результатом является получение пластичного композита со сниженной массой.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к высокопрочным полимерным композиционным материалам конструкционного назначения на основе волокнистых арамидных наполнителей, которые могут быть использованы в различных областях техники.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен композит, изготовленный из множества смежных слоев на основе волокон, каждый слой на основе волокон содержит синтетические волокна с высоким модулем упругости при растяжении и характеризуется наличием поверхностей, которые частично покрыты полимерным материалом. Волокна не содержат защитного покрытия, и полимерный материал находится в непосредственном взаимодействии с поверхностями волокон. Изготовление пуленепробиваемых волокнистых композитов характеризуется их улучшенными свойствами при изгибе, что коррелирует с низкой глубиной отпечатка композита. Композиты пригодны для получения твердых пуленепробиваемых изделий, включая шлемы. (RU 2625233, 31.08.2012).

Кроме того, известен композитный материал для изготовления пуленепробиваемого изделия, содержащий по меньшей мере два полотняных слоя, содержащих волокна с высокой прочностью на растяжение, и по меньшей мере одну пленку из поливинилбутираля, причем пленка из поливинилбутираля имеет толщину от 30 до 70 мкм. (RU 2631813, 05.02.2013).

Также известен материал, который содержит, как минимум, три слоя, при этом каждый из слоев состоит из основы и наполнителя. Основа предварительно обработана, например, путем вскрытия пор, перфорации. Основа выполнена из материалов, выбранных из группы, включающей полимер или полимерную смолу, металл, сплав металлов, стеклопластик, органопластик, боропластик, углепластик, углерод-углеродный композиционный материал, металлокерамику, гель, керамику, железобетон, бетон, газосиликат или волокнистый материал. При этом материал основы одного из слоев отличается от материала основы других слоев. Наполнитель содержит, как минимум, одно вещество, выбранное из группы, включающей каучук, полимер, смолу, водный раствор силиката щелочного металла, а также отвердитель, стабилизатор. Наполнитель, при необходимости, содержит различные добавки, выбранные из группы, включающей растворитель, антипирен, пигмент, модификатор, пластификатор, флексибилизатор, микросферы, диспергирующие добавки, ударопрочные и термостойкие добавки, добавки металлов, сплавов металлов, ферромагнитные добавки, газонаполненные микросферы, специальные добавки (RU 2721323, 07.12.2018).

Недостатком известных технических решений является то, что они обладают недостаточной пластичностью, а также содержат избыток связующего.

Сущность полезной модели

Техническая проблема, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в создании нового облегченного композита для последующего внедрения его в производство средств индивидуальной бронезащиты.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в том, что новый композит имеет повышенную пластичность со сниженной массой за счет уменьшенного содержания связующего.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата предлагается композит на основе арамидной ткани, содержащий разнонаправленные слои арамидной ткани, спрессованные между собой, связующее в количестве не более 10 мас.%, представляющее собой нити из термопластичного материала с температурой плавления 120°С, выполненные с возможностью размещения между арамидными нитями.

Кроме того, композит может быть выполнен с количеством слоев арамидной ткани, находящимся в диапазоне от 15 до 50.

Описание осуществления полезной модели

Заявлен композит, который представляет собой слоистый материал из арамидной ткани. При этом слои арамидной ткани укладываются разнонаправленным образом, в частности со сменой направления на 30° с погрешностью не более чем на 5° в большую или меньшую сторону. В качестве арамидной ткани используется ткань, волокна которой обладают линейной плотность в диапазоне от 20 до 110 текс, в частности с линейной плотностью 58 текс. При этом, для соединения слоев арамидной ткани используется связующее, с температурой плавления от 100°С до 150°С, в предпочтительном варианте 120°С, а само соединение осуществляется посредством прессования под давлением от 4 до 50 атм.

При этом, для снижения процентного содержания связующего в композите, оно может быть выполнено в виде сетки, либо в виде нити, либо в виде гранул. Подобное использование связующего направлено на то, чтобы уменьшить не только его процентное содержание, но и для того чтобы обеспечить вытягивание арамидной нити из ткани при осколочном или пулевом воздействии для повышения осколочной стойкости. Кроме того, в тех случаях, когда связующее представляет собой нити или гранулы, можно повысить пластичность композита, это обусловлено тем, что связующее имеет прочность при растяжении меньше, чем прочность арамидного волокна, и разрушается при деформации. Таким образом, когда связующее нанесено не равномерным слоем, а локально, композит сохраняет возможность деформироваться без разрушения, а также при использовании подобного подхода, композиту может придаваться любая форма при прессовании, что расширяет область применения, предлагаемого композита.

В качестве возможного варианта композита можно рассматривать композит, в котором полимер в виде нити вводится непосредственно в арамидную ткань вместо нити арамида, или, когда связующее в виде нити накладывается на зону будущего спаивания непосредственно между слоями арамидной ткани.

Дополнительным вариантом осуществления может быть композит, в котором связующее используется в виде гранул, таким образом связующее наносится точечно между слоями арамидной ткани для последующей спайки.

Каждый из предложенных вариантов снижает процентное содержание связующего в композите до диапазона от 5 мас.% до 10 мас.%, в предпочтительном варианте осуществления до 7 мас.%, что в свою очередь снижает общую массу композита, а предложенные способы нанесения связующего позволяют сохранить способность арамидной нити вытягиваться из ткани при воздействии осколков или пуль, повышая осколочную стойкость. При этом в зависимости от будущего применения композита число слоев арамидной ткани может составлять от 15 до 50, в предпочтительном варианте осуществления количество слоев составляет 24 слоя.

Claims (2)

1. Композит на основе арамидной ткани, содержащий разнонаправленные слои арамидной ткани, спрессованные между собой, связующее в количестве 7 мас.%, представляющее собой нити из термопластичного материала с температурой плавления 120°С, выполненные с возможностью размещения между нитями арамидной ткани.

2. Композит по п. 1, в котором количество слоев арамидной ткани находится в диапазоне от 15 до 50.