RU2769396C1 - Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof - Google Patents
Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769396C1 RU2769396C1 RU2020138016A RU2020138016A RU2769396C1 RU 2769396 C1 RU2769396 C1 RU 2769396C1 RU 2020138016 A RU2020138016 A RU 2020138016A RU 2020138016 A RU2020138016 A RU 2020138016A RU 2769396 C1 RU2769396 C1 RU 2769396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ether ketone
- sizing
- carbon fiber
- polyether ether
- polyetheretherketone
- Prior art date
Links
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/16—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of ketones with phenols
-
- 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
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/507—Polyesters
- D06M15/51—Unsaturated polymerisable polyesters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Развитие многих передовых технологий, например, аддитивных, требует использования композиционных материалов с улучшенными теплофизическими и физико-механическими характеристиками. Низкие прочностные свойства многих полимерных композитов (ПК) обусловливаются низкими межграничными взаимодействиями на границе наполнитель-полимер. Повысить адгезию между полимерной матрицей и наполнителем можно с помощью различных аппретов.The development of many advanced technologies, such as additive technologies, requires the use of composite materials with improved thermal and physical and mechanical characteristics. The low strength properties of many polymer composites (PC) are due to low interboundary interactions at the filler-polymer interface. It is possible to increase the adhesion between the polymer matrix and the filler using various coupling agents.
Известны полимерные композиционные материалы (ПКМ), содержащие полиэфиркетоны.Known polymer composite materials (PCM) containing polyetherketones.
Патент EP 0224236 A2 посвящен созданию композиций полимеров с улучшенной химической стойкостью и стабильной формовкой для литья под давлением, которые содержат полиэфиркетон, (не полиэфирэфиркетон) ароматический полисульфон, и наполнители, в том числе, и углеродное волокно.Patent EP 0224236 A2 is devoted to the creation of polymer compositions with improved chemical resistance and stable molding for injection molding, which contain polyetherketone, (non-polyetherketone) aromatic polysulfone, and fillers, including carbon fiber.
В патенте EP 0316681 A2 также описаны волокнистые композиционные материалы из полиэфирсульфона, полифиркетона (не полиэфирэфиркетон) и углеродного волокна. В обоих патентах приводятся композиты, полученные из смеси двух полимеров - полиэфирсульфона, полифиркетона, наполненных волокнами. В них не приведены сведения об аппретировании углеродных волокон для получения ПКМ с повышенными механическими свойствами.EP 0316681 A2 also describes fibrous composites of polyethersulfone, polyetherketone (not polyetherketone) and carbon fiber. Both patents present composites obtained from a mixture of two polymers - polyethersulfone, polytherketone, filled with fibers. They do not provide information on the finishing of carbon fibers to obtain PCM with enhanced mechanical properties.
В патенте RU 2278126, опубл. 20.06.2006, бюлл. № 17 приведены композиции, используемые для сшивания цепей. В этой работе предлагается использовать смесь полиэфиркетона (не ПЭЭК) с концевыми аминогруппами и сополимеры полиэфирсульфона (ПЭС) и сополиэфирэфирсульфона (ПЭЭС) с концевыми ангидридными группами. Смесь растворяют в высококипящем растворителе - N-метилпирролидоне и обрабатывают ею углеродные волокна. Недостатком решения является использование растворителя с высокой точкой кипения (203°С), который трудно удалить из композиции, а его остатки при высоких температурах эксплуатации изделий приведут к появлению в отливках пузырей, и как следствие, к понижению эксплуатационных свойств.In the patent RU 2278126, publ. 06/20/2006, bull. No. 17 shows the compositions used for crosslinking chains. This paper proposes to use a blend of amino-terminated polyetherketone (not PEEK) and anhydride-terminated polyethersulfone (PES) and copolyetherethersulfone (PEES) copolymers. The mixture is dissolved in a high-boiling solvent - N-methylpyrrolidone and carbon fibers are treated with it. The disadvantage of the solution is the use of a solvent with a high boiling point (203°C), which is difficult to remove from the composition, and its residues at high operating temperatures of the products will lead to the appearance of bubbles in the castings, and as a result, to a decrease in performance properties.
Обнаружить работы, посвященные композитам, состояшим из «чистых» полиэфирэфиркетонов и аппретированных углеродных волокон (УВ) в литературе не удалось. It was not possible to find works devoted to composites consisting of "pure" polyether ether ketones and finished carbon fibers (CF) in the literature.
Из уровня техники известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерных композиционных материалов. Так, в патенте на изобретение RU 2057767 приводится полимерный композиционный материал, в состав которого входят полисульфоновый полимер и углеродные волокна. Углеродные волокна содержат на поверхности в качестве аппретирующего слоя сополимер, состоящий из звеньев метакриловой кислоты, диэтиленгликоля и бензосульфокислоты в молярном соотношении от 49,5:49,5:1 до 49:49:2 в количестве 0,52-5,0 % от массы волокна при следующем соотношении компонентов, масс.%: углеродные армирующие волокна, содержащие сополимер, 25-75; полисульфоновая матрица остальное. По словам авторов изобретения, использование в качестве аппретирующего слоя указанного сополимера позволяет в 1,8-2,2 раза повысить межслоевую прочность при сдвиге полисульфоновых углепластиков. Основным недостатком предлагаемого решения является использование водной среды для нанесения на углеродную ленту смеси мономеров. Так как углеродные волокна и ленты являются гидрофобными, добиться равномерного распределения водного раствора смеси мономеров сложно. В результате полимеризации также возможна неполная конверсия мономеров, что может привести к образованию и выделению воды на других этапах получения полимерного композита, что приведет к образованию пор и снижению прочностных характеристик. Присутствие в водной среде бензолсульфокислоты будет способствовать к накоплению ионов, что будет ухудшать диэлектрические свойства материалов.From the prior art, various types of sizing additives used in the creation of polymer composite materials are known. So, in the patent for invention RU 2057767, a polymer composite material is given, which includes a polysulfone polymer and carbon fibers. Carbon fibers contain on the surface as a sizing layer a copolymer consisting of units of methacrylic acid, diethylene glycol and benzosulfonic acid in a molar ratio of 49.5:49.5:1 to 49:49:2 in an amount of 0.52-5.0% of fiber mass in the following ratio of components, wt.%: carbon reinforcing fibers containing a copolymer, 25-75; polysulfone matrix rest. According to the inventors, the use of said copolymer as a sizing layer makes it possible to increase the interlaminar shear strength of polysulfone carbon plastics by a factor of 1.8-2.2. The main disadvantage of the proposed solution is the use of an aqueous medium for applying a mixture of monomers to a carbon tape. Since carbon fibers and tapes are hydrophobic, it is difficult to achieve a uniform distribution of an aqueous solution of a mixture of monomers. As a result of polymerization, incomplete conversion of monomers is also possible, which can lead to the formation and release of water at other stages of obtaining a polymer composite, which will lead to the formation of pores and a decrease in strength characteristics. The presence of benzenesulfonic acid in an aqueous medium will contribute to the accumulation of ions, which will worsen the dielectric properties of materials.
По патенту РФ № 2201423 получены полимерные композиции из полимерного связующего (аппрета) и стеклоткани или углеродного наполнителя. Сначала получают связующее - олигомер реакцией тетранитрила ароматической тетракарбоновой кислоты и ароматического бис-о-цианамина при температурах 170-180°С. Связующее получается в виде порошка. Главным недостатком этого решения является сложность процесса получения связующего. При неполной конверсии мономеров во время синтеза, может происходить выделение побочных низкомолекулярных продуктов реакции во время совмещения связующего с наполнителем при повышенной температуре, следствием чего будет иметь место образование пустот в композиционном материале. Указанное приведет к ухудшению прочностных характеристик материала. Кроме этого, порошкообразные аппреты могут недостаточно равномерно покрывать поверхность наполнителя.According to the patent of the Russian Federation No. 2201423, polymer compositions were obtained from a polymer binder (sizing) and fiberglass or carbon filler. First, a binder is obtained - an oligomer by the reaction of tetranitrile aromatic tetracarboxylic acid and aromatic bis-o-cyanamine at temperatures of 170-180°C. The binder is obtained in the form of a powder. The main disadvantage of this solution is the complexity of the process of obtaining a binder. With incomplete conversion of monomers during synthesis, low molecular weight by-products of the reaction may be released during the combination of the binder with the filler at an elevated temperature, resulting in the formation of voids in the composite material. This will lead to a deterioration in the strength characteristics of the material. In addition, powdered finishes may not cover the surface of the filler evenly enough.
Известны полиэфиримидные композиты по патенту США № 4049613. Чтобы увеличить смачиваемость углеродного волокна полимерной матрицей, авторы предлагают выдерживать наполнитель в горячей азотной кислоте в течение трех суток, что в технологическом и экономическом плане невыгодны.Known polyesterimide composites according to US patent No. 4049613. To increase the wettability of carbon fiber polymer matrix, the authors propose to withstand the filler in hot nitric acid for three days, which is technologically and economically unfavorable.
Наиболее близким аналогом выступает способ аппретирования углеродного волокна по патенту РФ № 2054015 «Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика». По предлагаемому способу, проводят смешение блоксополимера с растворителем. Блоксополимером, состоящим из звеньев бисметакрилоилоксидиэтиленгликольфталата и бисметакрилоилокси-триэтиленгликольфталата, осуществляют пропитку углеродного наполнителя с последующей сушкой для удаления растворителя и полимеризации пленки аппрета на волокне, отличающийся тем, что смешение проводят в воде с одновременным воздействием ультразвукового излучения при частоте от 15 до 44 кГц и длительности воздействия от 5 до 14 минут. Недостатками способа являются использование водных растворов блоксополимеров для смачивания гидрофобных поверхностей углеродного волокна и необходимость дальнейшей полимеризации на поверхности наполнителя. Следствием может быть неравномерное смачивание наполнителя, а, следовательно, понижение свойств получаемого углепластика.The closest analogue is the method of sizing carbon fiber according to the patent of the Russian Federation No. 2054015 "Method of sizing carbon fiber for the production of polysulfone carbon fiber." According to the proposed method, the block copolymer is mixed with a solvent. A block copolymer consisting of units of bismethacryloyloxydiethylene glycol phthalate and bismethacryloyloxy triethylene glycol phthalate is used to impregnate the carbon filler, followed by drying to remove the solvent and polymerize the sizing film on the fiber, characterized in that the mixing is carried out in water with simultaneous exposure to ultrasonic radiation at a frequency of 15 to 44 kHz and duration exposure from 5 to 14 minutes. The disadvantages of this method are the use of aqueous solutions of block copolymers for wetting hydrophobic surfaces of carbon fiber and the need for further polymerization on the surface of the filler. The result may be uneven wetting of the filler, and, consequently, a decrease in the properties of the resulting carbon fiber.
В работе Михайлина Ю.А. «Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы», С.-Петербург, изд. «Профессия», 2006 г, с. 139. приводятся сведения о том, что в зависимости от условий термообработки, полиэфирэфиркетоны PEEK (получены из гидрохинона и 4,4'-дифтордифенилкетона) компании «Victrex» могут иметь степень кристалличности 25-75%. Следовательно, содержание аморфной фазы может составлять 75-25%.In the work of Mikhailin Yu.A. "Heat-resistant polymers and polymeric materials", St. Petersburg, ed. "Profession", 2006, p. 139. Victrex PEEK polyether ether ketones (derived from hydroquinone and 4,4'-difluorodiphenyl ketone) may have a crystallinity of 25-75%, depending on the heat treatment conditions. Therefore, the content of the amorphous phase can be 75-25%.
Задача настоящего изобретения заключается в получении полимерного композиционного материала с более высокими значениями физико-механических свойств на основе матричного полимера полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) армированного аппретированным углеродным волокном (УВ) и разработка способа его получения.The objective of the present invention is to obtain a polymer composite material with higher values of physical and mechanical properties based on a matrix polymer of polyetheretherketone (PEEK) reinforced with sized carbon fiber (CF) and to develop a method for its production.
Поставленная задача достигается тем, что композиционные материалы, получают из матричного промышленного полиэфирэфиркетона PEEK 450, являющийся продуктом поликонденсации 1,4-диоксибензола (гидрохинон, ГХН) и 4,4'-дифтордифенилкетона формулы: The task is achieved by the fact that composite materials are obtained from the matrix industrial polyetheretherketone PEEK 450, which is a polycondensation product of 1,4-dioxibenzene (hydroquinone, HQN) and 4,4'-difluorodiphenyl ketone of the formula:
армированного аппретированными углеродными волокнами. В качестве аппрета углеродного волокна используют аморфный полиэфирэфиркетон (АПЭЭК), растворимый в 2,2-дихлоруксусной кислоте (ДХУК), выделенный из приведенного выше полиэфирэфиркетона PEEK 450.reinforced with finished carbon fibers. Amorphous polyether ether ketone (APEEK) soluble in 2,2-dichloroacetic acid (DCCA) isolated from the above polyether ether ketone PEEK 450 is used as a carbon fiber sizing.
При этом берут следующие соотношения (масс. %) компонентов в наполнителе (УВ + АПЭЭК):In this case, the following ratios (wt. %) of the components in the filler (HC + APEEK) are taken:
Количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале соответствует 10 масс. %. Такая обработка углеволокна аппретирующим составом повышает смачиваемость наполнителя олигоэфирэфиркетоном, дает возможность многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппрета.The amount of finished carbon fiber in the composite material corresponds to 10 wt. %. Such treatment of carbon fiber with a sizing composition increases the wettability of the filler with oligoetheretherketone, makes it possible to repeatedly heat treat the resulting product, if necessary, without changing the properties of the sizing agent.
Углеродный наполнитель покрывают аппретирующим составом путем обработки в 2,2-дихлоруксусной кислоте, затем высушивают до постоянной массы.The carbon filler is coated with a sizing composition by treatment in 2,2-dichloroacetic acid, then dried to constant weight.
Композиционные материалы по настоящему изобретению получают путем предварительного смешения полимерной матрицы и аппретированного УВ с использованием высокоскоростного гомогенизатора Multi function disintegrator VLM-40B. Затем полимерная смесь подвергается экструзии с использованием лабораторного двухшнекового экструдера с тремя зонами нагрева при температурных режимах переработки 200°С, 315°С, 355°С. Использованы углеродное волокно марки RK-306 (IFI Technical Production) и промышленный полиэфирэфиркетон марки PEEK 450 с приведенной вязкостью 0,32 дл/г, измеренной для 1 %-го раствора в концентрированной серной кислоте.Composite materials of the present invention are obtained by pre-mixing the polymer matrix and sized CF using a high-speed homogenizer Multi function disintegrator VLM-40B. Then the polymer mixture is extruded using a laboratory twin-screw extruder with three heating zones at processing temperatures of 200°C, 315°C, 355°C. The carbon fiber used was RK-306 (IFI Technical Production) and industrial grade PEEK 450, with a reduced viscosity of 0.32 dl/g, measured from a 1% solution in concentrated sulfuric acid.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных углеродных волокон, при диапазонах: 30-120 минут, с выходом 25,3-29,3 % продукта и с массовой долей 0,16-0,79 %.Below are examples illustrating the method of obtaining finished carbon fibers, with the ranges: 30-120 minutes, with a yield of 25.3-29.3% of the product and with a mass fraction of 0.16-0.79%.
Пример 1. Выделение растворимого в 2,2-дихлоруксусной кислоте АПЭЭК из PEEK 450 Example 1Isolation of soluble in 2,2-dichloroacetic acid APEEK from PEEK 450
В двухгорловую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой и нагревателем помещают 44 г полиэфирэфиркетона PEEK 450 и приливают 250 мл ДХУК. Включают мешалку, нагреватель, и в течение 30 мин (скорость нагрева - 5-6°С/мин) доводят температуру реакционной колбы до кипения ДХУК. Выдерживают при кипении в течение 30 минут. Содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры, фильтруют через фильтр Шота с колбой Бунзена. Фильтрат - это раствор аморфной фазы ПЭЭК в ДХУК. Нерастворимая часть - кристаллическая фаза ПЭЭК с остатками аморфной фазы.In a two-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a mechanical stirrer and a heater, 44 g of polyetheretherketone PEEK 450 are placed and 250 ml of DCUK are added. Turn on the stirrer, heater, and within 30 min (heating rate - 5-6°C/min) bring the temperature of the reaction flask to a boil with DCA. Maintained at the boil for 30 minutes. The contents of the flask are cooled to room temperature, filtered through a Schott filter with a Bunsen flask. The filtrate is a solution of the amorphous phase of PEEK in DCCA. The insoluble part is the crystalline phase of PEEK with the remains of the amorphous phase.
Фильтрат приливают к дистиллированной воде, осаждают, и промывают белый осадок аморфного ПЭЭК до нейтральной среды промывных вод.The filtrate is poured into distilled water, precipitated, and the white precipitate of amorphous PEEK is washed until the wash water is neutral.
Полиэфирэфиркетон сушат в сушильном шкафу по режиму: 50°С - 30 мин.; 70°С - 30 мин.; 85°С - 30 мин.; 100°С - 30 мин. Затем, проводят сушку под вакуумом при 120-130°С 2 часа. Получают 10,1 г (25,3 %) аморфного, растворимого в ДХУК полиэфирэфиркетона.Polyetheretherketone is dried in an oven according to the regime: 50°C - 30 min.; 70°С - 30 min.; 85°С - 30 min.; 100°C - 30 min. Then, drying is carried out under vacuum at 120-130°C for 2 hours. 10.1 g (25.3%) of an amorphous polyetheretherketone soluble in DCCA is obtained.
Пример 2Example 2
Процесс проводят по примеру 1, только выдерживают при кипении 60 минут. Получают 12,2 г (27,7 %) аморфного, растворимого в ДХУК полиэфирэфиркетона. The process is carried out as in example 1, only kept at a boil for 60 minutes. 12.2 g (27.7%) of amorphous polyetheretherketone soluble in DCCA are obtained.
Пример 3Example 3
Процесс проводят по примеру 1, только выдерживают при кипении 90 минут. Получают 12,5 г (28,4 %) аморфного, растворимого в ДХУК полиэфирэфиркетона.The process is carried out according to example 1, only kept at a boil for 90 minutes. 12.5 g (28.4%) of amorphous polyetheretherketone soluble in DCCA are obtained.
Пример 4Example 4
Процесс проводят по примеру 1, только выдерживают при кипении 120 минут. Получают 12,9 г (29,3 %) аморфного, растворимого в ДХУК полиэфирэфиркетона.The process is carried out according to example 1, only kept at a boil for 120 minutes. 12.9 g (29.3%) of an amorphous polyether ether ketone soluble in DCCA are obtained.
Пример 5. Аппретирование дискретного углеродного волокна. Example 5Finishing discrete carbon fiber.
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, устройством для подачи газообразного азота, нагревателем и механической мешалкой, помещают 24,75 г (99 масс. %) дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,25 г (1,0 масс. %) АПЭЭК, полученный по примеру 1, в 100 мл ДХУК (0,16 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 30 мин при комнатной температуре. Далее проводят нагревание содержимого колбы по режиму: 60°С - 30 мин.; 80°С - 30 мин; 100°С - 30 мин; 110°С - 30 мин. Содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры, фильтруют через фильтр Шота с колбой Бунзена. Фильтрат убирают на регенерацию ДХУК, остаток на фильтре промывают дистиллированной водой до нейтральной среды промывных вод. 24.75 g (99 wt. %) of discrete HC with a fiber length of 0.2 mm is placed in a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a device for supplying gaseous nitrogen, a heater and a mechanical stirrer and a solution obtained by dissolving 0.25 g (1.0 wt.%) APEEK, obtained according to example 1, in 100 ml DCUK (0.16% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply and stir for 30 minutes at room temperature. Next, the contents of the flask are heated according to the regime: 60°C - 30 min.; 80°C - 30 min; 100°C - 30 min; 110°С - 30 min. The contents of the flask are cooled to room temperature, filtered through a Schott filter with a Bunsen flask. The filtrate is removed for regeneration of DHUK, the residue on the filter is washed with distilled water until the wash water is neutral.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 130-135°С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 130-135°C for 2 hours.
Пример 6. По примеру 5, только загружают в колбу: 24,5 г (98 масс. %) УВ и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2,0 масс. %) АПЭЭК в 100 мл ДХУК (0,32 %-й раствор). Example 6. According to example 5, only load into the flask: 24.5 g (98 wt.%) HC and pour in a solution obtained by dissolving 0.5 g (2.0 wt.%) APEEK in 100 ml DCUA (0.32 % solution).
Пример 7. По примеру 5, только загружают в колбу: 24,25 г (97 масс. %) УВ и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3,0 масс. %) АПЭЭК в 100 мл ДХУК (0,48 %-й раствор). Example 7. According to example 5, only load into the flask: 24.25 g (97 wt.%) HC and pour in a solution obtained by dissolving 0.75 g (3.0 wt.%) APEEK in 100 ml DCUA (0.48 % solution).
Пример 8. По примеру 5, только загружают в колбу: 24,0 г (96 масс. %) УВ и приливают раствор, полученный растворением 1,0 г (4,0 масс. %) АПЭЭК в 100 мл ДХУК (0,63 %-й раствор). Example 8. According to example 5, only load into the flask: 24.0 g (96 wt.%) HC and pour in a solution obtained by dissolving 1.0 g (4.0 wt.%) APEEK in 100 ml DCUA (0.63 % solution).
Пример 9. По примеру 5, только загружают в колбу: 23,75 г (95 масс. %) УВ и приливают раствор, полученный растворением 1,25 г (5,0 масс. %) АПЭЭК в 100 мл ДХУК (0,79 %-й раствор). Example 9. According to example 5, only load into the flask: 23.75 g (95 wt.%) HC and pour in a solution obtained by dissolving 1.25 g (5.0 wt.%) APEEK in 100 ml DCUA (0.79 % solution).
Из аппретированных УВ (по примерам 5-9) и ПЭЭК (PEEK 450) получены ПКМ, содержащие 10 масс. % УВ (таблица 1).From finished hydrocarbons (according to examples 5-9) and PEEK (PEEK 450) obtained PCM containing 10 wt. % HC (Table 1).
Таблица 1Table 1
Свойства полиэфирэфиркетонных комозитов на основе РЕЕК 450, содержащих углеродные волокна, аппретированные АПЭЭКProperties of Polyether Ether Ketone Composites Based on PEEK 450 Containing APEEK Finished Carbon Fibers
11 Дж с/н
А r , kJ/m²
11 J s/n
МПаσ grow,
MPa
МПаσ current,
MPa
где, Ар - ударная прочность, Ераст - модуль упругости при растяжении; σраст - предел прочности при растяжении, σтек - предел текучести при растяжении.where, And p - impact strength, E rast - tensile modulus; σ rast - tensile strength, σ flow - tensile yield strength.
Приведенные в таблице данные показывают, что композиционные материалы, содержащие аппретированные УВ (примеры № 5-9), обладают более высокими значениями ударной прочности, модулями упругости при растяжении, разрушающего напряжения при растяжении, предела текучести при растяжении по сравнению с неаппретированным образцом (первая строка).The data in the table show that composite materials containing sized HC (examples No. 5-9) have higher values of impact strength, tensile moduli, breaking tensile stress, tensile yield strength compared to an untreated sample (first line ).
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении ударной прочности, модуля упругости при растяжении, разрушающего напряжения при растяжении, предела текучести при растяжении создаваемого полиэфирэфиркетонного углеволокнистого композита за счет введения аппретирующего компонента - аморфного полиэфирэфиркетона, растворимого в 2,2-дихлоруксусной кислоте, выделенного промышленного полиэфирэфиркетона PEEK 450, который повышает смачиваемость углеродного волокна и увеличивает межмолекулярные взаимодействия между наполнителем и полиэфирэфиркетонной матрицей.The technical result of the invention is to increase the impact strength, tensile modulus of elasticity, tensile stress at failure, tensile yield strength of the created polyetheretherketone carbon fiber composite by introducing a sizing component - amorphous polyetheretherketone soluble in 2,2-dichloroacetic acid, isolated industrial polyetheretherketone PEEK 450, which increases the wettability of the carbon fiber and increases the intermolecular interactions between the filler and the polyether ether ketone matrix.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138016A RU2769396C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138016A RU2769396C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769396C1 true RU2769396C1 (en) | 2022-03-31 |
Family
ID=81075769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138016A RU2769396C1 (en) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769396C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796404C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for obtaining treated carbon fibres and polymer compositions based on them |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054015C1 (en) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Process for finishing carbon fiber for manufacture of polysulfonic carbon plastic material |
RU2463321C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Antifriction composite material for making ship fittings |
EP3662000A1 (en) * | 2017-08-01 | 2020-06-10 | SABIC Global Technologies B.V. | Carbon fiber tow with improved processability |
RU2726133C2 (en) * | 2015-11-10 | 2020-07-09 | Хуек Райнише Гмбх | Mold made in the form of a tray |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020138016A patent/RU2769396C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054015C1 (en) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Process for finishing carbon fiber for manufacture of polysulfonic carbon plastic material |
RU2463321C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Antifriction composite material for making ship fittings |
RU2726133C2 (en) * | 2015-11-10 | 2020-07-09 | Хуек Райнише Гмбх | Mold made in the form of a tray |
EP3662000A1 (en) * | 2017-08-01 | 2020-06-10 | SABIC Global Technologies B.V. | Carbon fiber tow with improved processability |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2796404C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for obtaining treated carbon fibres and polymer compositions based on them |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2744893C1 (en) | Polymer carbon fiber composition and method for its production | |
RU2741505C1 (en) | Polyether ether ketone carbon-fiber composite and method for production thereof | |
TWI475048B (en) | Phosphoric acid resistant polymaleimide prepolymer compositions | |
RU2712612C1 (en) | Method for producing coated carbon fibers and composite materials based thereon | |
RU2769396C1 (en) | Method of producing finishing agent, finished polyester-ether-ketone composite and method for production thereof | |
RU2796404C1 (en) | Method for obtaining treated carbon fibres and polymer compositions based on them | |
RU2793913C1 (en) | Dressed carbon fiber and polyesteretherketone composite based on it | |
RU2793760C1 (en) | Dressed carbon fibre and polyetheretherketone composite material based on it | |
RU2752625C1 (en) | Polymer composite material based on polyesteresterketone and carbon fiber and a method for its production | |
RU2793890C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fibre and polyether ether ketone composite based on it | |
RU2811391C1 (en) | Method for producing coated carbon fibers and polyether ether ketone compositions | |
RU2798036C1 (en) | Method for obtaining sized carbon fibers and polyesterimide composites | |
RU2793888C1 (en) | Polymer composite material based on polyetheretherketone and carbon fiber and a method for its production | |
RU2752627C1 (en) | Polymer composite based on polyesteresterketone and carbon fiber and a method for its production | |
RU2757922C2 (en) | Carbon fiber polymer composite material based on polyesteresterketone and a method for its preparation | |
RU2798166C1 (en) | Method for obtaining treated carbon fibres and polyether ether ketone compositions based on them | |
RU2793886C1 (en) | Polyetheretherketone carbon fiber composite material and method for its production | |
RU2802624C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fibres and polyether ether ketone composite materials based on them | |
RU2743995C1 (en) | Polymer composite based on carbon fiber-reinforced polyetheretherketone and method for its production | |
RU2811422C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fiber and polyether ether ketone composite | |
RU2798032C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fibers and polyesterimide composite material | |
RU2811385C1 (en) | Method for producing finished carbon fibers and polymer composites based on them | |
RU2793866C1 (en) | Method for obtaining dressed carbon fibres and polyesterimide composite | |
RU2796835C1 (en) | Method for obtaining dressed carbon fibres and polyesterimide composites based on them | |
RU2811395C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fiber and polyetheretherketone composite material |