RU2712173C1 - Polyesterimide composite material - Google Patents
Polyesterimide composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712173C1 RU2712173C1 RU2019111774A RU2019111774A RU2712173C1 RU 2712173 C1 RU2712173 C1 RU 2712173C1 RU 2019111774 A RU2019111774 A RU 2019111774A RU 2019111774 A RU2019111774 A RU 2019111774A RU 2712173 C1 RU2712173 C1 RU 2712173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- additive
- polyesterimide
- filler
- polyetherimide
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
-
- 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
- C08G73/16—Polyester-imides
-
- 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
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
-
- 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
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к композиционным материалам предназначенных для аддитивных технологий.The invention relates to composite materials intended for additive technologies.
В настоящее время аддитивные технологии активно используют в различных отраслях промышленности. Аддитивные технологии являются перспективным направлением развития промышленного производства изделий из полимерных материалов. С каждым годом увеличивается количество компаний, которые внедряют аддитивные технологии в производство.At present, additive technologies are actively used in various industries. Additive technologies are a promising direction in the development of industrial production of products from polymeric materials. Every year the number of companies that introduce additive technologies in production is increasing.
В результате изучения технического уровня композиционных материалов, предназначенных для аддитивных технологий было установлено, что подавляющее большинство включают в себя волокнистые наполнители. Известно, что введение волокнистых наполнителей приводит к существенному повышению вязкости расплава полимера, в результате чего затрудняется его переработка. При переработке методом литья под давлением это приводит к недоливу образцов и их дефектности, а при переработке методом 3D-печати - к плохому сцеплению нитей в образце и, как следствие, к низким физико-механическим свойствам. Исходя из этого, пластификация волокнонаполненных композитов является очень важной задачей, в связи, с чем является целесообразным проведение исследований по подбору высокотемпературных пластификаторов и их оптимальных концентраций.As a result of studying the technical level of composite materials intended for additive technologies, it was found that the vast majority include fibrous fillers. It is known that the introduction of fibrous fillers leads to a significant increase in the viscosity of the polymer melt, making it difficult to process it. When processing by injection molding, this leads to underfilling of the samples and their defects, and when processing by 3D printing, to poor adhesion of the threads in the sample and, as a result, to low physical and mechanical properties. Based on this, plasticization of fiber-filled composites is a very important task, and therefore it is advisable to conduct research on the selection of high-temperature plasticizers and their optimal concentrations.
Из уровня техники известен патент на изобретение US №4049613, опубликованный 20.09.1977, описывающий способ получения полиэфиримидных композитов. Полиэфиримидный углеродно-волокнистый композит включает в себя полиэфиримид в количестве от 15 до 60 масс. % и от 40 до 85 масс. % углеродного волокна. Композиционный материал по рассматриваемому изобретению, как утверждают авторы патента, создается путем предварительной обработки углеродных волокон парами азотной кислоты в течении 3 суток. Затем в полученные волокна вводится полиэфиримид, полученная смесь подвергается механическому смешению, тем самым получая композиционный материал.The prior art patent for the invention US No. 4049613, published 09/20/1977, describing a method for producing polyetherimide composites. Polyesterimide carbon fiber composite includes a polyesterimide in an amount of from 15 to 60 mass. % and from 40 to 85 mass. % carbon fiber. The composite material according to the invention under consideration, according to the authors of the patent, is created by pretreating carbon fibers with nitric acid vapors for 3 days. Then polyesterimide is introduced into the obtained fibers, the resulting mixture is subjected to mechanical mixing, thereby obtaining a composite material.
Основным недостатком предложенного композиционного материала является технологическая сложность его получения.The main disadvantage of the proposed composite material is the technological complexity of its preparation.
Заявка на изобретение «Способ изготовления полимерных композиционных материалов с нанонаполнителями для использования в аддитивном производстве и для улучшения свойств материала» US №20160297935, опубликованная 13.10.2016, описывает предварительное получение маточной смеси на основе нанонаполнителя, с последующим введением маточной смеси в волокнистый наполнитель и в полиэфиримидную полимерную смолу.The application for the invention "A method of manufacturing a polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing and to improve the properties of the material" US No.201029797935, published on 10/13/2016, describes the preliminary preparation of the masterbatch based on nanofiller, followed by the introduction of the masterbatch into the fibrous filler and in polyetherimide polymer resin.
Наиболее близким изобретением по технической сущности и предполагаемому эффекту выступает заявка на изобретение US №20180327552 от 15.11.2018 «Способ изготовления полимерных композиционных материалов с нанонаполнителями для использования в аддитивном производстве для улучшения свойств материала». Способ получения композиционного материала по изобретению заключается в предварительном создании маточной смеси с последующей модификацией его волокнонаполненными материалами.The closest invention to the technical nature and the intended effect is the application for invention US No. 2018327552 dated 11/15/2018 "Method for the manufacture of polymer composite materials with nanofillers for use in additive manufacturing to improve the properties of the material." A method of obtaining a composite material according to the invention consists in preliminary creating a masterbatch with subsequent modification of its fiber-filled materials.
Как утверждают авторы изобретения благодаря представленному способу создаваемая полимерная нить не обладает шероховатостью, однако не проиллюстрированы снимки получаемой нити и не представлены основные характеристики создаваемого композиционного материала.According to the inventors, thanks to the presented method, the created polymer thread does not have roughness, however, pictures of the obtained thread are not illustrated and the main characteristics of the composite material being created are not presented.
Задачей настоящего изобретения является разработка композиционного материала, предназначенного для создания полимерной нити, используемой в аддитивных технологиях, обладающего улучшенной текучестью расплава (ПТР), а также увеличение пластичности материала с целью улучшения сцепления полимерных нитей в образце.The present invention is to develop a composite material designed to create a polymer thread used in additive technologies with improved melt flow (MFR), as well as increasing the ductility of the material in order to improve the adhesion of polymer threads in the sample.
Задача достигается путем экструзии термопластичного полимера, наполнителя и пластифицирующей добавки. В качестве термопластичного полимера предполагается использование полиэфиримида (ПЭИ), в качестве наполнителя целесообразно использование стекловолокна (СВ) или углеволокна (УВ), а в качестве пластифицирующей добавки (пластификатор) использовать олигомер полифениленсульфона на основе 4,4'-дигидроксидифенила и 4,4'-дихлордифенилсульфона (ОФСн) с молекулярной массой около 15000 г/моль и характеристической вязкостью 0,1 дл/г.The objective is achieved by extrusion of a thermoplastic polymer, filler and plasticizing additive. It is supposed to use polyetherimide (PEI) as a thermoplastic polymer, glass fiber (CB) or carbon fiber (HC) is advisable as a filler, and polyphenylene sulfone oligomer based on 4,4'-dihydroxydiphenyl and 4,4 'is used as a plasticizing additive (plasticizer) -dichlorodiphenylsulfone (OFSn) with a molecular weight of about 15,000 g / mol and an intrinsic viscosity of 0.1 dl / g.
Количественное соотношение компонентов композиционного материала соответствует, масс. %:The quantitative ratio of the components of the composite material corresponds to, mass. %:
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1-6 (предлагаемые).Example 1-6 (proposed).
В смеситель, нагретый до 45°С загружают ПЭИ, ОФСн и наполнителя на основе углеволокна или стекловолокна в количественных соотношениях, предусмотренных рецептурой, отраженной в таблице и подвергают смешению в смесителе со скоростью 1500 об/мин. Полученная смесь перерабатывается в зонах двухшнекового экструдера I, II, III, при температурных режимах 200°С, 300°С, 330°С соответственно с последующей ее грануляцией.PEI, OFSn and a filler based on carbon fiber or glass fiber are loaded into the mixer heated to 45 ° C in the quantitative proportions provided for by the formulation shown in the table and mixed in the mixer at a speed of 1500 rpm. The resulting mixture is processed in areas of a twin-screw extruder I, II, III, at temperature conditions of 200 ° C, 300 ° C, 330 ° C, respectively, followed by its granulation.
Количественные и качественные соотношения компонентов полимерной смеси в масс. % представлены в таблице. Композиции готовят и испытывают аналогично примеру. Все испытания проводятся в соответствии с ГОСТ и по стандартам ISO.Quantitative and qualitative ratios of the components of the polymer mixture in the mass. % are presented in the table. Compositions are prepared and tested analogously to the example. All tests are carried out in accordance with GOST and ISO standards.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка композиционного материала, предназначенного для аддитивных технологий, с улучшенными пластичностью и текучестью расплава.The technical result of the present invention is the development of a composite material intended for additive technologies, with improved ductility and fluidity of the melt.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019111774A RU2712173C1 (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Polyesterimide composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019111774A RU2712173C1 (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Polyesterimide composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2712173C1 true RU2712173C1 (en) | 2020-01-24 |
Family
ID=69184292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019111774A RU2712173C1 (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Polyesterimide composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2712173C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2757595C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Polymer composite material |
| RU2798036C1 (en) * | 2022-07-14 | 2023-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for obtaining sized carbon fibers and polyesterimide composites |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049613A (en) * | 1976-09-07 | 1977-09-20 | General Electric Company | Polyetherimide composites |
| US20180327552A1 (en) * | 2015-04-08 | 2018-11-15 | Arevo, Inc. | Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties |
| RU2704482C1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Composite material |
-
2019
- 2019-04-18 RU RU2019111774A patent/RU2712173C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049613A (en) * | 1976-09-07 | 1977-09-20 | General Electric Company | Polyetherimide composites |
| US20180327552A1 (en) * | 2015-04-08 | 2018-11-15 | Arevo, Inc. | Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties |
| RU2704482C1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Composite material |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2757595C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Polymer composite material |
| RU2798036C1 (en) * | 2022-07-14 | 2023-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for obtaining sized carbon fibers and polyesterimide composites |
| RU2802448C1 (en) * | 2022-07-14 | 2023-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for obtaining sized glass fibres and polyesterimide composite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2635136C1 (en) | Glass-filled composition based on polyphenylenesulphide | |
| CN108587165A (en) | A kind of rapid crystallization polyphenyl thioether composite material | |
| CN109762247A (en) | A kind of high heat resistance oxygen aging glass fiber reinforced polypropylene composite material and preparation method thereof | |
| RU2712173C1 (en) | Polyesterimide composite material | |
| CN111073247A (en) | Carbon fiber reinforced polycarbonate composite material with high mechanical property, conductivity and low warpage and preparation method thereof | |
| CN113150442B (en) | High-modulus low-density polypropylene composite material and preparation method thereof | |
| CN109401165A (en) | The heat-resisting AES resin combination and its preparation that tiger fur line is reduced or eliminated | |
| CN113174131A (en) | Low-moisture-absorption high-wear-resistance PK/PA66 alloy and preparation method thereof | |
| KR101935632B1 (en) | Spun yarn comprising carbon fiber staple and method for preparing the same | |
| CN112708209A (en) | Lightweight high-strength glass fiber reinforced polypropylene composite material and preparation method thereof | |
| RU2704482C1 (en) | Composite material | |
| CN112063147A (en) | Two-dimensional organic metal framework MOF modified PC material | |
| CN111117237A (en) | Polyamide composite material and preparation method thereof | |
| RU2707599C1 (en) | Method of producing polyetherimide composite material | |
| CN111234471A (en) | PBT composite material with low linear thermal expansion coefficient and preparation method thereof | |
| RU2618255C1 (en) | Method for producing glass-filled polyamide composition and glass-filled polyamide composition | |
| CN112341711A (en) | Special glass fiber reinforced polypropylene composition for automobile intake manifold and preparation method thereof | |
| CN104744906A (en) | Polylactic acid-nano titanium dioxide-polydimethylsiloxane composite material and preparation method thereof | |
| CN111704797A (en) | Low-warpage, conductive and high-mechanical-property fiber-reinforced nylon composite material and preparation method thereof | |
| CN111205635B (en) | High-water-resistance polyamide 6 composite material and preparation method thereof | |
| CN116120661B (en) | Composite fiber modified PP material and preparation method and application thereof | |
| KR101466911B1 (en) | Polypropylene carbonate polymethyl methacrylate materials improved in tensile strength and thermal stability, and that of manufacturing method | |
| RU2757582C1 (en) | Composite material | |
| CN107501872B (en) | Carbon fiber reinforced PET composition and preparation method thereof | |
| CN113831635B (en) | Weather-resistant glass fiber reinforced polypropylene composition and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201012 Effective date: 20201012 |