RU2692367C2 - Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения - Google Patents
Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692367C2 RU2692367C2 RU2014142924A RU2014142924A RU2692367C2 RU 2692367 C2 RU2692367 C2 RU 2692367C2 RU 2014142924 A RU2014142924 A RU 2014142924A RU 2014142924 A RU2014142924 A RU 2014142924A RU 2692367 C2 RU2692367 C2 RU 2692367C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyimide
- equal
- mobility
- curing cycle
- glass transition
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 46
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1085—Polyimides with diamino moieties or tetracarboxylic segments containing heterocyclic moieties
-
- 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
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/18—Plasticising macromolecular compounds
-
- 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
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
-
- 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
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0016—Plasticisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- 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
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Abstract
Изобретение относится к способу обработки полиимида, используемого для таких продуктов как волокна, пленки, листы, блоки и другие конфигурации. Обработку осуществляют посредством временного увеличения подвижности цепей полиимида в течение цикла отверждения полиимида после инициирования отверждения полиимида и до завершения цикла отверждения. Временную подвижность цепей полиимида обеспечивают посредством введения пластификатора, выбранного из COи HO, либо путем воздействия импульсного электрического поля, либо путем воздействия ультразвукового облучения. Указанными способами обработки термореактивного полиимида получают полиимиды с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной 2,2% потери массы при 650°F (343°C) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования в сухих условиях, большей или равной 700°F (371°C), и температурой стеклования в жарких/влажных условиях, большей или равной 690°F (366°C). 4 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящая заявка относится к получению полимерного композиционного компонента с повышенной уплотненностью, степенью ориентации и степенью отверждения благодаря увеличенной подвижности цепи.
[0002] Органические соединения были разработаны и применяются для различных целей. Полимеры как класс органических соединений были разработаны для применения в качестве монолитных материалов или матриц для композиционных конструкций, армированных различными типами волокон или мелкодисперсных материалов. Двумя основными видами полимерных материалов являются термопластичные и термореактивные соединения.
[0003] Основой термопластичных материалов являются различные органические молекулы с различными длинами цепей и различными боковыми фрагментами, которые могут отсутствовать или представлять собой различные радикалы, вплоть до сложных ароматических радикалов. Указанные полимеры широко классифицируют по возможности нагревания материала и придания ему формы. Это можно осуществить путем обеспечения возможности свободного движения отдельных цепей полимера друг относительно друга с исключением физического спутывания. Указанные материалы можно нагревать, формовать и повторно охлаждать без изменения или потери свойств материала. В термореактивных соединениях поперечная сшивка имеет настолько сложную структуру, что подвод термической энергии не обеспечивает дополнительной подвижности ранее отдельных органических молекул. После формования указанных соединений их нельзя повторно нагреть и изменить их форму, поскольку нагревание не возвращает материал к его исходному неотвержденному состоянию. Указанные соединения очень стабильны по размерам, поскольку кристаллизация не может быстро развиваться после образования окончательного сшитого компонента. Из двух основных типов полимеров термореактивные соединения более способны к стойкости при очень высоких температурах и относительно способны выдерживать воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды.
[0004] По мере расширения сфер применения возрастает потребность в увеличении температуры эффективной работы и возможности работать в различных условиях среды для органических полимерных материалов. При повышении температуры полимерные материалы могут разрушаться посредством разрыва связей в структуре полимера или посредством дальнейшего взаимодействия полимера с другими химическими соединениями, что вызывает эффективное изменение общего состава и характеристик материала. Для увеличения температуры эффективной работы и возможности работы в различных условиях среды для полимерных материалов с улучшенными характеристиками желательно обеспечить увеличенное количество и прочность межцепных взаимодействий, связей и сшивок. Указанные взаимодействия между цепями могут быть различных типов, включая ковалентные поперечные сшивающие связи, ионные связи и более слабые ван-дер-ваальсовы силы, действующие между полярными центрами молекул.
[0005] Недавняя работа показала, что простые полимерные материалы, такие как полиэтилен, можно обрабатывать при помощи способов деформации при экструзии или другой механической деформации, которые обеспечивают ориентацию длинных цепей полимера и приведение их в очень упорядоченную тесную близость, что способствует образованию большого числа ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Указанная обработка позволяет добиться значительного повышения прочности, деформации при разрушении и общей жесткости такого высокомолекулярного полиэтилена. Пример такого материала коммерчески известен как Dynema.
[0006] Несмотря на то, что такой материал имеет значительно улучшенные низкотемпературные характеристики, он все еще плохо подходит для высокотемпературных применений в сложных условиях, например, для ответственных применений в аэрокосмической области. Для поддержания действительно повышенных термических характеристик и стойкости к неблагоприятным факторам окружающей среды желательно получение полимеров с улучшенными поперечными сшивками и прочными боковыми группами. Современные полимерные материалы с наилучшими характеристиками, используемые в аэрокосмической области, получают на основе полиимидов. Указанные материалы имеют максимальную температуру долговременного применения в диапазоне 550-600°F (288-316°C). Указанные материалы, как и другие органические материалы, имеют ограниченное применение при повышенной температуре и высокой влажности среды (жаркие/влажные условия). Проникновение воды в полимер может также приводить к потере межцепной прочности и общему ухудшению свойств материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Способ обработки полимерного материала согласно одному из неограничивающих вариантов реализации настоящего изобретения, включающий кратковременное увеличение подвижности в полимере с обеспечением возможности конкретной ориентации полимерных цепей.
[0008] Дополнительный вариант реализации настоящего изобретения, в котором указанный полимер включает термореактивный материал.
[0009] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством введения пластификатора.
[0010] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором указанный пластификатор содержит H2O.
[0011] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором указанный пластификатор содержит СО2.
[0012] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором указанный пластификатор удаляют до завершения цикла отверждения.
[0013] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством импульсного электрического поля.
[0014] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством ультразвукового облучения.
[0015] Способ обработки полимерного материала согласно другому неограничивающему варианту реализации настоящего изобретения, включающий инициирование цикла отверждения полимера; увеличение подвижности внутри полимера во время цикла отверждения; и прекращение увеличения подвижности по достижении заданного порогового значения до завершения цикла отверждения.
[0016] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором указанную увеличенную подвижность обеспечивают кратковременным способом.
[0017] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством введения пластификатора.
[0018] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором пластификатор удаляют после завершения предпочтительного ориентирования молекулярных цепей полимера.
[0019] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором пластификатор удаляют до завершения цикла отверждения.
[0020] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством импульсного электрического поля.
[0021] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором увеличенную подвижность обеспечивают посредством ультразвукового облучения.
[0022] Полимерный материал согласно другому неограничивающему варианту реализации настоящего изобретения, содержащий термореактивный материал с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной примерно 2,2% потери массы при примерно 650°F (343°C) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования (Тс) в сухих условиях, большей или равной примерно 700°F (371°C), и температурой стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большей или равной примерно 690°F (366°C).
[0023] Дополнительный вариант реализации любого из вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, в котором указанный полимерный материал представляет собой полиимид.
[0024] Вышеуказанные особенности и элементы можно комбинировать в различных комбинациях, без исключения, если явно не указано иное. Указанные особенности и элементы, а также действия с ними будут более понятны в свете следующего описания и прилагаемых чертежей. Тем не менее, следует понимать, что следующее описание и чертежи предназначены служить только примерами, а не ограничениями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] Различные признаки будут более понятны специалисту в данной области техники из следующего подробного описания неограничивающего варианта реализации настоящего изобретения. Чертежи, сопровождающие подробное описание, можно кратко описать следующим образом:
[0026] Фигура 1 представляет собой технологическую схему процесса, иллюстрирующую способ получения термореактивного соединения согласно одному из неограничивающих вариантов реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0027] На фигуре 1 схематически показан способ 20 обработки полимерного материала для отверждения термореактивного материала с образованием компонента из полимерного композиционного компонента, такого как компонент для применения в аэрокосмической области. Термореактивный материал может представлять собой материал из термореактивной смолы, часто называемый термореактопластом, например, нефтехимический материал, который необратимо отверждают.
[0028] Способ 20 обработки полимерного материала начинается с композиционного материала, которому придают форму конструкции при помощи производственных инструментов или другой подготовки, такой как обработка препрега в автоклаве, различные способы пропитки связующим или комбинации указанных способов (стадия 30). Композиционный материал может быть изготовлен из любой из высоко- или низкотемпературных термореактивных матриц для композиционных материалов, такими образами как скручивание препрега, пропитка связующим, литьевое прессование смолы (RTM), пропитка пленочным связующим (RFI), мокрое наслоение и тому подобное.
[0029] Затем инициируют цикл отверждения (стадия 40). Цикл отверждения можно индуцировать при помощи нагревания, при помощи химической реакции или другим подходящим излучением, в вакууме или без вакуума. В цикле отверждения происходит трансформация материала благодаря процессу поперечной сшивки. Вводимая энергия и/или катализаторы вызывают взаимодействие молекулярных цепей в химически активных центрах, например, ненасыщенных или эпоксидных центрах, соединяя цепи в жесткую трехмерную структуру. Процесс поперечной сшивки приводит к образованию молекулы с большей молекулярной массой, что приводит к образованию материала с более высокой температурой плавления. В ходе реакции молекулярная масса возрастает до такой степени, что температура плавления становится выше температуры окружающей среды, и материал принимает форму твердого материала.
[0030] После инициирования цикла отверждения или вслед за этим, кратковременно увеличивают подвижность процесса сшивки (стадия 50). То есть, осуществляют увеличение подвижности цепей до достижения желаемого порогового значения до завершения цикла отверждения (стадия 60). Увеличение подвижности внутри полимера обеспечивает возможность конкретной ориентации цепей полимера, что обеспечивает оптимальную сшивку и стабильность структуры с точки зрения полярного заряда.
[0031] Увеличенные степень ориентации и межцепное связывание обеспечивают две основные особенности: повышенную общую прочность компаунда, что обеспечивает способность материала выдерживать более высокую температуру; и пониженный свободный объем для поступления молекул воды, что уменьшает проникновение воды и ухудшение свойств под действием влаги, обе указанных особенности имеют особую ценность для аэрокосмических компонентов. Ориентированные полимерные цепи обеспечивают эффективное межцепное взаимодействие и поперечную сшивку при помощи ковалентных связей и ван-дер-ваальсовых взаимодействий, когда полимерные цепи ориентированы с желаемым расположением цепей друг относительно друга. Увеличенную подвижность цепей можно обеспечить, например, посредством введения пластификатора, электрических импульсов, ультразвука, циклического изменения давления во время переработки материала, и изменения условий окружающей среды во время переработки материала.
[0032] В одном из неограничивающих вариантов реализации настоящего изобретения увеличенную подвижность обеспечивают посредством введения пластификатора, который обеспечивает увеличенную подвижность цепей, но легко может быть удален после достижения желаемого порогового значения и осуществления ориентации молекулярных цепей. Примеры указанного подхода включают введение H2O, СО2 или других соединений, которые можно легко экстрагировать перед завершением стадии отверждения (стадия 60). В другом неограничивающем варианте реализации настоящего изобретения увеличенную подвижность обеспечивают посредством воздействия импульсного электрического поля, что обеспечивает возможность увеличенного постепенного движения молекул благодаря воздействию на электронные заряды. Указанные подходы экспериментально показали эффективную возможность увеличения подвижности цепей, что обеспечивает возможность размещения отдельных молекулярных зарядов в заданных положениях и расположении их друг относительно друга. Указанные подходы экспериментально показали особенную применимость для переработки относительно сложных полимеров, таких как полиимиды.
[0033] В другом неограничивающем варианте реализации настоящего изобретения увеличенную подвижность обеспечивают посредством ультразвукового облучения. Экспериментально было показано, что подходы с использованием ультразвука особенно применимы для переработки и увеличения подвижности цепей полимерных материалов.
[0034] Следует отметить, что желаемое пороговое значение может относиться, например, к уровню желаемой плотности, температуры, времени или другого свойства до завершения цикла отверждения (стадия 60). То есть, желаемое пороговое значение для способа 20 обработки полимерного материала может быть определено экспериментально, с получением «рецепта», обеспечивающего возможность повторения уровня характеристик продукта. Другими словами, способ 20 обработки полимерного материала обеспечивает возможность моделирования и предсказания подвижности полимера в зависимости от типа полимера (основное соединение, боковые структуры, хиральность и молекулярная масса) и условий переработки.
[0035] Способ 20 обработки полимерного материала, при котором кратковременно увеличивают подвижность способа поперечной сшивки, приводит к образованию желаемого количества поперечных сшивок (ковалентных связей или ван-дер-ваальсовых взаимодействий) для улучшения целевых свойств, таких как повышенная температура применения, механические свойства и стойкость к воздействию окружающей среды. Например, полимерный материал, полученный согласно способу 20, обеспечивает комбинацию свойств, включающую термоокислительную стабильность, меньшую или равную примерно 2,2% потери массы при температуре примерно 650°F (343°C) и атмосферном давлении в течение 1000 ч, температуру стеклования (Тс) в сухих условиях, большую или равную примерно 700°F (371°C), и температуру стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большую или равную примерно 690°F (366°C).
[0036] Фазу повышенной подвижности и ориентацию полимерных цепей можно измерить экспериментально для содействия оптимизации полимеров с улучшенными характеристиками и способов, необходимых для получения указанных полимеров. Можно легко разработать способ увеличения подвижности органических полимеров, что позволяет получить эффективную ориентацию цепей с хорошей упаковкой, высокой плотностью и хорошо сшитыми стабильными структурами, с получаемыми в результате улучшенными характеристиками работы в жарких влажных условиях.
[0037] Существует множество преимуществ, достигаемых при получении полимерного композиционного компонента (деталей сложной формы или простых стандартных продуктов, таких как волокна, пленки, листы, блоки или другие стандартные конфигурации) с повышенной уплотненностью, степенью ориентации и степенью отверждения, посредством увеличения подвижности цепей. Указанные преимущества включают получение структур с более высокой молекулярной массой, увеличенной прочностью, увеличенной ударной вязкостью, увеличенной термостойкостью до разрушения молекулярной структуры и стойкостью к проникновению воды или другому разрушению под действием неблагоприятных факторов окружающей среды, что увеличивает механические и термические свойства при работе в жарких/влажных условиях. Несмотря на то, что в указанном способе основное внимание уделяют термореактивным материалам, данный способ можно также применять для ориентации термопластичных материалов, только без поперечной сшивки.
[0038] Применение терминов в единственном числе и аналогичных указаний в контексте описания (в частности в контексте следующей формулы изобретения) следует рассматривать как охватывающее и единственное, и множественное число, если не указано иное или иное определенно не предписывается контекстом. Модификатор «примерно», применяемый вместе с количеством, включает указанное значение и имеет значение, предписываемое контекстом (например, включает степень ошибки, связанную с измерением определенного количества). Все указанные диапазоны включают крайние точки, и крайние точки диапазонов можно независимо комбинировать между собой. Следует учитывать, что термины, указывающие на относительное расположение, такие как «впереди», «сзади», «верхний», «нижний», «выше», «ниже» и тому подобное, указывают на обычное рабочее положение механизма и не должны рассматриваться как ограничивающие иным образом.
[0039] Несмотря на то, что различные неограничивающие варианты реализации имеют определенные показанные компоненты, варианты реализации настоящего изобретения не ограничены указанными конкретными комбинациями. Возможно применять некоторые компоненты или признаки из любого неограничивающего варианта реализации в комбинации с признаками или компонентами из любого другого неограничивающего варианта реализации.
[0040] Следует отметить, что аналогичные позиционные обозначения указывают на соответствующие или аналогичные элементы на различных чертежах. Также следует отметить, что хотя в показанном варианте реализации показано определенное расположение компонентов, можно выгодно применять другие расположения компонентов.
[0041] Несмотря на то, что показаны, описаны и заявлены определенные последовательности стадий, следует понимать, что стадии можно осуществлять в любом порядке, отдельно или в комбинации, если не указанно иное, и при этом все еще будет достигаться преимущество, обеспечиваемое настоящим изобретением.
[0042] Приведенное описание является исключительно примером, а не ограничением. В настоящем описании приведены различные неограничивающие варианты реализации, тем не менее, среднему специалисту в данной области техники понятно, что различные модификации и варианты в свете указанных выше идей входят в объем прилагаемой формулы изобретения. Следовательно, понятно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения можно практически осуществлять настоящее изобретение иначе, чем конкретно описано. По этой причине необходимо изучить прилагаемую формулу изобретения для определения истинного объема и содержания изобретения.
Claims (17)
1. Способ обработки полимерного материала, включающий:
инициирование цикла отверждения полиимида;
временное увеличение подвижности цепей полиимида в течение указанного цикла отверждения с обеспечением заданной ориентации цепей полиимида посредством введения пластификатора, выбранного из СO2 и Н2O; и
прекращение увеличения подвижности цепей полиимида после достижения заданной ориентации молекулярной цепи полиимида посредством удаления указанного пластификатора до завершения цикла отверждения,
где указанным способом получают термореактивный полиимид с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной 2,2% потери массы при 650°F (343°С) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования (Тс) в сухих условиях, большей или равной 700°F (371°С), и температурой стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большей или равной 690°F (366°С).
2. Способ обработки полимерного материала, включающий:
инициирование цикла отверждения полиимида;
временное увеличение подвижности цепей полиимида в течение указанного цикла отверждения с обеспечением заданной ориентации цепей полиимида посредством воздействия импульсного электрического поля и
прекращение увеличения подвижности цепей полиимида после достижения заданной ориентации молекулярной цепи полиимида посредством прекращения воздействия импульсного электрического поля до завершения цикла отверждения,
где указанным способом получают термореактивный полиимид с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной 2,2% потери массы при 650°F (343°С) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования (Тс) в сухих условиях, большей или равной 700°F (371°С), и температурой стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большей или равной 690°F (366°С).
3. Способ обработки полимерного материала, включающий:
инициирование цикла отверждения полиимида;
временное увеличение подвижности цепей полиимида в течение указанного цикла отверждения с обеспечением заданной ориентации цепей полиимида посредством воздействия ультразвукового облучения и
прекращение увеличения подвижности цепей полиимида после достижения заданной ориентации молекулярной цепи полиимида посредством прекращения воздействия ультразвукового облучения до завершения цикла отверждения,
где указанным способом получают термореактивный полиимид с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной 2,2% потери массы при 650°F (343°С) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования (Тс) в сухих условиях, большей или равной 700°F (371°С), и температурой стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большей или равной 690°F (366°С).
4. Полимерный материал, содержащий:
термореактивный полиимид с термоокислительной стабильностью, меньшей или равной 2,2% потери массы при 650°F (343°С) при атмосферном давлении в течение 1000 ч, температурой стеклования (Тс) в сухих условиях, большей или равной 700°F (371°С), и температурой стеклования (Тс) в жарких/влажных условиях, большей или равной 690°F (366°С).
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142924A RU2692367C2 (ru) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения |
| EP15189542.2A EP3012281B1 (en) | 2014-10-24 | 2015-10-13 | High performance polymer and process therefor |
| US14/921,177 US9884939B2 (en) | 2014-10-24 | 2015-10-23 | High performance polymer and process therefor |
| US15/871,462 US10752734B2 (en) | 2014-10-24 | 2018-01-15 | High performance polymide and process therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142924A RU2692367C2 (ru) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014142924A RU2014142924A (ru) | 2016-05-20 |
| RU2014142924A3 RU2014142924A3 (ru) | 2018-07-03 |
| RU2692367C2 true RU2692367C2 (ru) | 2019-06-24 |
Family
ID=54834606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014142924A RU2692367C2 (ru) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9884939B2 (ru) |
| EP (1) | EP3012281B1 (ru) |
| RU (1) | RU2692367C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692367C2 (ru) * | 2014-10-24 | 2019-06-24 | Юнайтед Текнолоджиз Корпорэйшн | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU606332A1 (ru) * | 1976-08-23 | 1985-09-23 | Институт Механики Полимеров Ан Латвсср | Способ изготовлени изделий из полимерных материалов |
| US5688848A (en) * | 1996-10-25 | 1997-11-18 | General Electric Company | Polyimide composition and polyimide composite |
| WO2004065615A2 (en) * | 2003-01-15 | 2004-08-05 | University Of Washington | Reversible crosslinking method for making an electro-optic polymer |
| RU2311031C1 (ru) * | 2006-02-22 | 2007-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Грибная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов |
| RU2398798C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Стеклопластиковый сотовый заполнитель и способ его изготовления |
| WO2012125129A1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Cherepnin Oleg Mikhailovych | Многоструйный счетчик воды |
| US20140284821A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Robert L. Hubbard | Method of curing thermoplastics with microwave energy |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3820290A (en) * | 1970-10-07 | 1974-06-28 | Norton Co | Method for the rapid cure of condensation polymers and products resulting therefrom |
| US3926889A (en) * | 1971-06-14 | 1975-12-16 | Borden Inc | Preparation of plasticized latexes using high-density vibrational energy |
| US5071506A (en) | 1987-10-09 | 1991-12-10 | Thiokol Corporation | Equipment for making composite tubes including an inflatable heated bladder and a composite mold having a negative coefficient of thermal expansion |
| DE3826636A1 (de) | 1988-08-05 | 1990-02-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Cockpit, insbesondere fuer einen hubschrauber |
| US4944824A (en) * | 1988-09-23 | 1990-07-31 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparation of tooling of carbon fiber reinforced polyimide for composites manufacture |
| US5057174A (en) | 1989-02-06 | 1991-10-15 | Grumman Aerospace Corporation | Foam tooling removal method |
| US5059273A (en) * | 1989-10-26 | 1991-10-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing polyimide composites |
| US5702639A (en) * | 1989-12-01 | 1997-12-30 | Hoechst Aktiengesellschaft | Use of complex ligands for ions in ferroelectric liquid-crystal mixtures |
| US5177180A (en) * | 1990-08-07 | 1993-01-05 | General Electric Company | High temperature mixed polyimides and composites formed therefrom |
| US5087193A (en) | 1990-08-09 | 1992-02-11 | Herbert Jr Kenneth H | Apparatus for forming a composite article |
| CA2077400A1 (en) | 1991-10-08 | 1993-04-09 | Mikhail Leyderman | Mandrel and a method of making a rigid tubular article |
| US5262121A (en) | 1991-12-18 | 1993-11-16 | Goodno Kenneth T | Method of making and using flexible mandrel |
| IT1262970B (it) | 1992-08-03 | 1996-07-23 | Alenia Aeritalia & Selenia | Sistema per la realizzazione distrutture in fibra di carbonio, e procedimento per detto, particolarmente idoneo per applicazioni aeronautiche. |
| US5469686A (en) | 1993-09-27 | 1995-11-28 | Rockwell International Corp. | Composite structural truss element |
| US5538680A (en) | 1994-06-24 | 1996-07-23 | Thiokol Corporation | Method of molding a polar boss to a composite pressure vessel |
| US5487854A (en) | 1994-09-08 | 1996-01-30 | United Technologies Corporation | Two-state co-cure method for fabricating a composite article |
| US5683646A (en) | 1995-05-10 | 1997-11-04 | Mcdonnell Douglas Corporation | Fabrication of large hollow composite structure with precisely defined outer surface |
| US5851564A (en) | 1996-10-24 | 1998-12-22 | Triandafilou; Jay S. | Apparatus for forming a hollow structural profile |
| US6458309B1 (en) | 1998-06-01 | 2002-10-01 | Rohr, Inc. | Method for fabricating an advanced composite aerostructure article having an integral co-cured fly away hollow mandrel |
| DE60138196D1 (de) * | 2000-08-21 | 2009-05-14 | Massachusetts Inst Technology | Zusamensetzung enthaltend iptycen-polymere mit grossem freiem innenvolumen |
| WO2002040254A2 (en) | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc. | One-piece closed-shape structure and method of forming same |
| US6777525B2 (en) * | 2001-07-03 | 2004-08-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Heat, moisture, and chemical resistant polyimide compositions and methods for making and using them |
| US6759096B2 (en) * | 2001-09-24 | 2004-07-06 | Congoleum Corporation | Method for making differential gloss coverings |
| GB2381491B (en) | 2001-10-30 | 2005-02-02 | Trysome Ltd | Forming composite structures |
| US7204951B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-04-17 | Rocky Mountain Composites, Inc. | Method of assembling a single piece co-cured structure |
| US20080051866A1 (en) * | 2003-02-26 | 2008-02-28 | Chao Chin Chen | Drug delivery devices and methods |
| EP1617993B1 (en) | 2003-03-28 | 2014-05-07 | Milliken & Company | Fiber reinforced composite cores and panels |
| US20060086735A1 (en) | 2004-10-21 | 2006-04-27 | Weerth D E | Lightweight spherical blast resistant container |
| US8106386B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-01-31 | Alcatel Lucent | Organic semiconductor compositions including plasticizers |
| JP5454476B2 (ja) * | 2008-07-25 | 2014-03-26 | コニカミノルタ株式会社 | 透明電極および透明電極の製造方法 |
| JP5394857B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2014-01-22 | 富士フイルム株式会社 | 高分子膜の製造方法 |
| US9675478B2 (en) * | 2014-06-11 | 2017-06-13 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Solvent method for forming a polymer scaffolding |
| RU2692367C2 (ru) * | 2014-10-24 | 2019-06-24 | Юнайтед Текнолоджиз Корпорэйшн | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения |
-
2014
- 2014-10-24 RU RU2014142924A patent/RU2692367C2/ru active
-
2015
- 2015-10-13 EP EP15189542.2A patent/EP3012281B1/en active Active
- 2015-10-23 US US14/921,177 patent/US9884939B2/en active Active
-
2018
- 2018-01-15 US US15/871,462 patent/US10752734B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU606332A1 (ru) * | 1976-08-23 | 1985-09-23 | Институт Механики Полимеров Ан Латвсср | Способ изготовлени изделий из полимерных материалов |
| US5688848A (en) * | 1996-10-25 | 1997-11-18 | General Electric Company | Polyimide composition and polyimide composite |
| WO2004065615A2 (en) * | 2003-01-15 | 2004-08-05 | University Of Washington | Reversible crosslinking method for making an electro-optic polymer |
| RU2311031C1 (ru) * | 2006-02-22 | 2007-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Грибная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов |
| RU2398798C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Стеклопластиковый сотовый заполнитель и способ его изготовления |
| WO2012125129A1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Cherepnin Oleg Mikhailovych | Многоструйный счетчик воды |
| US20140284821A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Robert L. Hubbard | Method of curing thermoplastics with microwave energy |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| James Loomis et al. Continuous fabrication platform for highly aligned polymer films, Technology, volume 2, number 3, September 2014. * |
| ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ под ред. Ю.А. Золотова, Научное издательство "Большая Российская Энциклопедия", Москва, 1992, Т. 3, столбец 563, абз. 3 снизу. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014142924A3 (ru) | 2018-07-03 |
| US10752734B2 (en) | 2020-08-25 |
| US9884939B2 (en) | 2018-02-06 |
| US20180148542A1 (en) | 2018-05-31 |
| EP3012281B1 (en) | 2019-05-22 |
| RU2014142924A (ru) | 2016-05-20 |
| US20160115278A1 (en) | 2016-04-28 |
| EP3012281A1 (en) | 2016-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Sodium dodecyl sulfate/epoxy composite: water-induced shape memory effect and its mechanism | |
| Barbosa et al. | Kinetic analysis and characterization of an epoxy/cork adhesive | |
| US10184215B2 (en) | Natural fiber reinforced composite panel and method | |
| RU2708586C2 (ru) | Полимерный композит и способ его получения | |
| WO2016062787A3 (en) | A process for producing a composite article | |
| ES2612236T3 (es) | Resinas epoxídicas con alta estabilidad y tenacidad | |
| BR112015021988A2 (pt) | produtos semi-acabados, compósitos e peças moldadas a partir dos mesmos, assim como peças moldadas diretamente fabricadas a base de (met)acrilatos e uretdiona de funcionalidade hidroxi que são reticulados por radiação para produzir termofixos | |
| Solodilov et al. | Comparison of fracture energies of epoxy-polysulfone matrices and unidirectional composites based on them | |
| RU2692367C2 (ru) | Полимер с улучшенными характеристиками и способ его получения | |
| Pantelelis et al. | Compression RTM of reactive thermoplastic composites using microwaves and cure monitoring | |
| Wang et al. | A UV-curable epoxy with “soft” segments for 3D-printable shape-memory materials | |
| CN105694421A (zh) | 一种纤维增强热塑性复合材料及其制备方法 | |
| Zhao et al. | Fully biobased elastomer composites with mechanically robust, reprocessable, and biocompatible properties | |
| RU2572139C1 (ru) | Способ получения углепластиков на основе термостойкого связующего | |
| CN109401320A (zh) | 电子束固化聚芳基乙炔/热硫化硅橡胶复合材料的方法 | |
| JP3891441B2 (ja) | 繊維強化ポリイミド複合材料の製造方法 | |
| Zhang et al. | Micromechanical analysis and experimental studies of thermal residual stress forming mechanism in FRP composites | |
| JP5693473B2 (ja) | 成形部材を硬化及び表面官能化するための方法 | |
| Singh et al. | Influence of surface treatment and molding temperature on mechanical properties of jute/PLA-based green composites | |
| CN114539715B (zh) | 一种改性氧化铝针刺毡填充环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| Khattab | Cure cycle effect on high-temperature polymer composite structures molded by VARTM | |
| Patel et al. | Studies on bismaleamic acids cured tetrafunctional epoxy resin of bisphenol‐c and glass‐epoxy composites | |
| JP2017525826A (ja) | 成形材料およびそれを形成する方法 | |
| CN107201033A (zh) | 氰酸酯树脂复合材料的制备方法 | |
| RU2152872C1 (ru) | Способ изготовления композиционных материалов для формообразующей оснастки |