RU2663287C2 - Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно - Google Patents
Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663287C2 RU2663287C2 RU2016151956A RU2016151956A RU2663287C2 RU 2663287 C2 RU2663287 C2 RU 2663287C2 RU 2016151956 A RU2016151956 A RU 2016151956A RU 2016151956 A RU2016151956 A RU 2016151956A RU 2663287 C2 RU2663287 C2 RU 2663287C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- plasma
- fibers
- temperature
- molecular weight
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- -1 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 11
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 4
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 4
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 4
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 229920006149 polyester-amide block copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/02—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements ultrasonic or sonic; Corona discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе наполнителя и полимерного связующего. В состав наполнителя, который обрабатывают низкотемпературной неравновесной плазмой, входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно и, при необходимости, дополнительный материал. Обработку наполнителя низкотемпературной неравновесной плазмой осуществляют в вакуумной камере при давлении от 10 Па до 150 Па и плотностью ионного тока от 0,1 А/мдо 1 А/ми нагреве поверхности наполнителя до температуры в диапазоне от 20°С до 120°С, после чего наполнитель пропитывают полимерным связующим. Причем в качестве сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна используют длинномерные волокна, роуминг волокна, ткань, нетканый материал или их смеси, а в качестве дополнительного материала, входящего в состав наполнителя, волокна стекла, карбона, базальта, арамида, хлопка полиэфира или полиамида. Полученный способ позволяет получать ультралегкие высокопрочные высокомодульные композиционные материалы. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно. Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов на основе наполнителей и полимерных связующих. Способ получения, композиционного материала, содержащий наполнитель, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно. И при необходимости, дополнительный материал. Наполнитель обрабатывают низкотемпературной неравновесной плазмой в вакуумной камере. При давлении от 10 Па до 150 Па и плотностью ионного тока от 0,1 А/м2 до 1 А/м2. Поверхность наполнителя нагревается до температуры в диапазоне от 20°С до 120°С. После обработки в низкотемпературной неравновесной плазме, наполнитель пропитывают полимерным связующим. Техническим результатом изобретения является получение композиционных материалов легче от 10% до 30%, чем конкурирующие композиционные материалы. Поэтому предлагаемый способ может быть использован для различных областей техники, особенно там, где вес изделий играет решающую роль. Например, в космосе, ветровой энергетике, вертолетостроении, авиации, беспилотной авиации, автомобилестроении и судостроении. Диссертация Корнеевой Н.В. "Разработка волокнистых полимерных композиционных материалов, армированных СВМПЭ-волокнами, тканями и неткаными материалами, обработанными неравновесной низкотемпературной плазмой", на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.19.01 "Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности" и 05.17.06 "Технология и переработка полимеров и композитов". 2011 г. КНИТУ, г. Казань. В диссертации Корнеевой Н.В. установлено, что обработка волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы позволяет создавать композиционные материалы конструкционного назначения с высокими удельными характеристиками. В табл. 1 находятся свойства конкурирующих волокон. Подтверждающие возможность создания предлагаемым в патенте способом композиционные материалы легче от 10% до 30%, чем конкурирующие композиционные материалы без сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна (СВМПЭ).
Известен способ, патент US №4911867, 1990 г. «Получение композиционных материалов на основе волокон, активированных коронным разрядом». В способе получения композиционных материалов, используется коронный разряд. Недостатком обработки коронным разрядом волокна является невозможность проникновение активных ионов газа в между филаментное пространство волокна, что не позволяет достигнуть хорошей адгезии к полимерному связующему и прочности композиционного материала. Известен способ, патент RU №2516526, 2012 г. «Способ получения препрега для композиционных материалов». Изобретение относится к области получения препрегов для создания композиционных материалов на основе непрерывных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Которые могут быть использованы в различных областях техники, например, в вертолетостроении, авиации, автомобилестроении и судостроении. Способ получения препрега для композиционных материалов включает обработку многофиламентного сверхвысокомолекулярного волокна или ткани на его основе смесью фтора с гелием при давлении 0,01-0,1 МПа, длительности обработки 1-60 мин, температуре обработки от 20°С до 40°С с последующей пропиткой полимерными связующими на основе эпоксидиановой смолы. Многофиламентное сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно или ткань на его основе перед обработкой его смесью фтора с гелием подвергают дегазации при пониженном давлении. Изобретение позволяет получать из препрега высококачественные ультралегкие высокопрочные высокомодульные композиционные материалы, превосходящие по удельным свойствам материалы из необработанного волокна. Недостатком данного способа является использование газообразного фтора, разрушающего озоновый слой планеты Земля. Кроме того фтор является ядовитым газом для человека и запрещен к производству и использованию во многих странах. Известен способ, патент 2009 г. RU №2419691. «Способ получения суперпрочного легкого композиционного материала» Изобретение относится к области получения суперпрочных легких композиционных материалов на основе полимерных наполнителей. В частности многофиламентных высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон и полимерных связующих. Которые могут быть использованы в судостроении, авиастроении, химической промышленности, в том числе для изготовления материалов баллистической защиты. Способ заключается в том, что многофиламентные волокна или ткань сатинового переплетения из этих волокон обрабатывают высокочастотным разрядом в среде плазмообразующего газа - аргона с частотой переменного тока 13,56 МГц, энергией ионов 10-100 эВ, плотностью ионного тока, 0,3-0,6 А/м2, при давлении 13-133 Па и продолжительности экспозиции 0,5-3 мин. Затем ткань пропитывают полимерным связующим на основе эпоксидиановой смолы. Данный способ получения композиционных материалов, содержащих в себе наполнитель из волокна сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а также его применение по технической сущности наиболее близки к предмету предлагаемого изобретения и является его прототипом. Недостатком данного способа является наличие деструкция филаментов волокна под воздействием аргоновой атмосферы и излишней мощности энергии ионов плазмообразующего газа. Этот процесс снижает прочность волокна. Также способ ограничен, применением наполнителя исключительно из ткани сатинового переплетения и пропиткой наполнителя полимерным связующим исключительно на основе эпоксидиановой смолы. Сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно состоит из наноразмерных от 10 нм до 50 нм филаментов, собранных в элементарные пучки волокна в количестве более 1000 филаментов в одном пучке. Множественная совокупность этих элементарных пучков образует видимое человеческим глазом при небольшом увеличении сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно с уникальными свойствами. Например, прочностью при растяжении волокна более 3,4 ГПа. Удлинение волокна до разрушения 3,8%. Плотностью волокна 0,97 г/см3. Предлагаемое изобретение относится к области получения композиционных материалов, где наполнитель пропитывают полимерным связующим на основе полиэфирных, полиамидных, цианатных, фенольных, фурановых, полиуретановых или эпоксидных смол. Для придания особых свойств композитному материалу в наполнитель, состоящий из сверхвысокомолекулярного полиэтиленового длинномерного волокна, роуминга волокна, ткани или нетканого материала или их смеси, в качестве дополнительного материала, входящего в состав наполнителя, используют волокна стекла, карбона, базальта, арамида, хлопка, полиэфира или полиамида. Дополнительный материал добавляется в наполнитель механическими способами широко распространенными в ткачестве. Свойства не обработанного низкотемпературной неравновесной плазмой сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна использовать для изготовления композиционных материалов затруднительно. Так как молекулы поверхности филаментов волокна имеют ковалентные полностью насыщенные химические связи и отличаются низкой поверхностной энергией, поэтому полимерные матрицы не в состоянии химически взаимодействовать с филаментами сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Энергия межмолекулярных связей в филаментах, находится в пределах от 0,09 эВ до 0,11 эВ. Что много меньше углерод - углеродных связей, в молекуле полиэтилена достигающих от 2,6 эВ до 3,6 эВ. Кроме этого имеется отрицательный фактор наличия величины энергии разрушения связи между атомами углерода и водорода полиэтилена от 3,7 эВ до 4,3 эВ. Поэтому задача активации поверхности филаментов путем внешнего воздействия строго ограничивается количеством подводимой энергии. Филаменты должны воспринять энергию не меньше 2,6 эВ иначе химическое взаимодействие с полимерным связующим остается недостаточным, и не более 3,6 эВ, иначе начинается деструкция, физическое разрушение филаментов, исходя из этих ограничительных условий. В заявке на изобретение предлагается обработка низкотемпературной неравновесной плазмой. Для придания поверхности филаментов химической активности. Теоретические данные, находящиеся в основе предлагаемого патента изложены в материалах всероссийской конференции (с международным участием). «Физика низкотемпературной плазмы», г. Казань, издательство КНИТУ, 2014 г. Сборник материалов, том 2, стр. 21-28. Кудинов В.В. Корнеева Н.В. «Применение плазмы при создании композиционных материалов». В работе Кудинова В.В. и Корнеевой Н.В. доказано, что при помещении материала, содержащего волокна из свехвысокомолекулярного полиэтилена в неравновесную низкотемпературную плазму, в между филаментном пространстве волокна, с высокой частотой создается переменное электромагнитное поле и возникают пробои. В результате чего в между филаментном пространстве образуются не самостоятельные микроразряды. Происходит ионизация плазмообразующего газа. При рекомбинации ионов на поверхности филаментов выделяется энергия ионизации и происходит активация поверхности. Активация поверхности волокна проходит на уровне конформационных - различно пространственных формах, принимаемых молекулами в результате свободного вращения отдельных фрагментов вокруг простых связей. Например, для плазмообразующего газа аргона энергия активации составляет 15,76 эВ. В работе «Оценка физико-химического взаимодействия между волокном и матрицей при получении композиционных материалов, армированных высокопрочными высокомодульными ПЭ-волокнами / В.В. Кудинов, Н.В. Корнеева, М.Ф. Шаехов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2005. - №6. - С. 58-61. Установлено, что после обработки плазмой нетканого материала из волокна сверхвысокомолекулярого полиэтилена и его пропитки полимерным связующим, прочность полученного композиционного материала при изгибе возрастает в 1,6 раз и при сдвиге в 1,7 раз. Фундаментальные исследования по активации волокон и разработка установок для этого процесса выполнены в Казанском национальном исследовательском технологическом университете и представлены в многочисленных публикациях и экспериментах. В частности в диссертации Корнеевой Н.В. 2011 г. КНИТУ, г. Казань. Описаны технологии производства и испытаний трех видов композиционных материалов из активированных сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон с применением неравновесной низкотемпературной плазмы. Установлено, что обработка волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы позволяет увеличивать их низкую поверхностную энергию и создавать композиционные материалы конструкционного назначения с высокими удельными характеристиками. Разработана опытно-промышленная плазменная установка для активации сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна и материалов на его основе, определены режимы активации, и время, в течение которого сохраняется активация волокна. Разработаны новые методы оценки межфазного взаимодействия между волокном и полимерным связующим. Основным видом оборудования для активации материала наполнителя является вакуумная камера с системой регулирования откачки, подачи газов и магнетроном для генерации плазменного разряда, в отличие от прототипа, в предлагаемом изобретении, для выполнения ограничительных условий по энергии обработки материала наполнителя, неравновесной низкотемпературной плазмой. Применяются вариации из плазмообразующих газов и контроль температуры поверхности обрабатываемого низкотемпературной неравновесной плазмой материала. Обработка низкотемпературной неравновесной плазмой может происходить. В среде плазмообразующего газа ацетилена, пропана, азота, кислорода, бутана, аргона, пропан-бутана, углекислого газа или воздуха. Обработка низкотемпературной неравновесной плазмой может происходить. В среде плазмообразующей газовой смеси воздуха с ацетиленом, пропаном, азотом, кислородом, бутаном, аргоном, пропан-бутаном или углекислым газом. Количество воздуха в среде всех плазмообразующих газовых смесей от 10% до 70% объема. В зависимости от технического задания на необходимые свойства композиционного материала производится подбор дополнительного материала наполнителя. Например, добавление материала, содержащего стекловолокно или карбоновое волокно, придает композиционному материалу увеличенный модуль упругости. Реализация патента предусматривает использования материала наполнителя, который можно изготавливать на станках широкой номенклатуры, например, на ткацких станках для смесевых тканей, где могут изготавливаться наполнители из нитей сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна и дополнительного материала из нитей арамидного волокна, или нитей сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна с добавлением нитей хлопкового волокна. Такой материал наполнителя можно изготавливать и из нетканого материала. Обработанный неравновесной низкотемпературной плазмой материал наполнителя пропитывают полимерным связующим, на основе полиэфирных, полиамидных, цианатных, фенольных, фурановых, полиуретановых или эпоксидных смол. Пропитку и дальнейшие работы производят по регламентам, соответствующим виду полимерного связующего.
Claims (5)
1. Способ получения композиционного материала, содержащего наполнитель, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно и, при необходимости, дополнительный материал, который обрабатывают низкотемпературной неравновесной плазмой в вакуумной камере при давлении от 10 Па до 150 Па и плотностью ионного тока от 0,1 А/м2 до 1 А/м2 и нагреве поверхности наполнителя до температуры в диапазоне от 20°С до 120°С, после чего наполнитель пропитывают полимерным связующим, причем в качестве сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна используют длинномерные волокна, роуминг волокна, ткань или нетканый материал или их смеси.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного материала, входящего в состав наполнителя, используют волокна стекла, карбона, базальта, арамида, хлопка, полиэфира или полиамида.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель обрабатывают низкотемпературной неравновесной плазмой в среде плазмообразующего газа ацетилена, пропана, азота, кислорода, бутана, аргона, пропан-бутана, углекислого газа или воздуха.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель обрабатывают низкотемпературной неравновесной плазмой в среде плазмообразующей газовой смеси, в виде смеси воздуха с ацетиленом, пропаном, азотом, кислородом, бутаном, аргоном, пропан-бутаном или с углекислым газом, при этом количество воздуха в среде всех плазмообразующих газовых смесей составляет от 10% до 70% объема.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель пропитывают полимерным связующим на основе полиэфирных, полиамидных, цианатных, фенольных, фурановых, полиуретановых или эпоксидных смол.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151956A RU2663287C2 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151956A RU2663287C2 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016151956A RU2016151956A (ru) | 2018-06-28 |
| RU2016151956A3 RU2016151956A3 (ru) | 2018-06-28 |
| RU2663287C2 true RU2663287C2 (ru) | 2018-08-03 |
Family
ID=62814082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151956A RU2663287C2 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663287C2 (ru) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2419691C2 (ru) * | 2009-04-21 | 2011-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Политэтиленпластик" | Способ получения суперпрочного легкого композиционного материала |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151956A patent/RU2663287C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2419691C2 (ru) * | 2009-04-21 | 2011-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Политэтиленпластик" | Способ получения суперпрочного легкого композиционного материала |
Non-Patent Citations (5)
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016151956A (ru) | 2018-06-28 |
| RU2016151956A3 (ru) | 2018-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luo et al. | Surface modification of PBO fibers by direct fluorination and corresponding chemical reaction mechanism | |
| Ahmed et al. | Microstructural developments of poly (p-phenylene terephthalamide) fibers during heat treatment process: a review | |
| EP1944406A1 (en) | Method and apparatus for treating an elongated object with plasma | |
| CA2847370C (en) | High lap shear strength, low back face signature ud composite and the process of making | |
| Shin et al. | An overview of new oxidation methods for polyacrylonitrile-based carbon fibers | |
| JP6211881B2 (ja) | 炭素繊維及びその製造方法 | |
| Gieparda et al. | Chemical modification of natural fibres to epoxy laminate for lightweight constructions | |
| Bajpai | Update on carbon fibre | |
| Käppler et al. | Surface modification of carbon fibres using plasma technique | |
| RU2663287C2 (ru) | Способ получения композиционного материала, в состав которого входит сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно | |
| da Silva et al. | Influence of gamma and ultraviolet radiation on the mechanical behavior of a hybrid polyester composite reinforced with curaua mat and aramid fabric | |
| Liu et al. | Improved mechanical performance of PBO fiber-reinforced bismaleimide composite using mixed O2/Ar plasma | |
| SK732005A3 (sk) | Spôsob úpravy textilných výstužných materiálov, scieľom zvýšiť adhéziu ku gumárenskej zmesi | |
| Li et al. | Synergetic surface modification of 3D braided carbon fiber-reinforced composites for enhancing mechanical strength | |
| RU2009115212A (ru) | Способ получения суперпрочного легкого композиционного материала | |
| Loh et al. | Natural silkworm silk-epoxy resin composite for high performance application | |
| JP2014101605A (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| RU2516526C2 (ru) | Способ получения препрега для композиционных материалов | |
| Demir et al. | An ecological approach for the surface modification of aramid fibers | |
| Karoly et al. | Comparison of dielectric barrier discharge and radio-frequency plasma processing of carbon fibers. | |
| RU2618882C2 (ru) | Легкий высокопрочный водостойкий композиционный материал и способ его изготовления | |
| JP2016141913A (ja) | 繊維束の製造方法 | |
| Hamada et al. | Crushing Performance of Braided Composites | |
| RU2604621C1 (ru) | Высокопрочный водостойкий органокомпозит и способ его изготовления | |
| KR101174958B1 (ko) | 아라미드 프리프레그의 제조방법 및 아라미드 강판 복합재의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181228 |