RU2811370C1 - Method for obtaining sized glass fiber and polymer composite based on it - Google Patents
Method for obtaining sized glass fiber and polymer composite based on it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811370C1 RU2811370C1 RU2023105356A RU2023105356A RU2811370C1 RU 2811370 C1 RU2811370 C1 RU 2811370C1 RU 2023105356 A RU2023105356 A RU 2023105356A RU 2023105356 A RU2023105356 A RU 2023105356A RU 2811370 C1 RU2811370 C1 RU 2811370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dab
- glass fiber
- dob
- sizing
- solution
- Prior art date
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- -1 phosphorus-silicon ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004748 ULTEM® 1010 Polymers 0.000 description 1
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения аппретированных стеклянных волокон и полимерным композиционным материалам на их основе, и может быть использовано в качестве конструкционных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях.The invention relates to a method for producing finished glass fibers and polymer composite materials based on them, and can be used as structural materials for the production of special-purpose products in additive technologies.
Одним из путей повышения эксплуатационных характеристик полимерных стекловолоконных композитов является покрытие аппретами поверхности стеклянного волокна, позволяющего модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные адгезионные взаимодействия на границе раздела фаз полимер-наполнитель.One of the ways to improve the performance characteristics of polymer glass fiber composites is to coat the surface of the glass fiber with finishing agents, which makes it possible to modify the structure of the interfacial layer and increase intermolecular adhesive interactions at the polymer-filler interface.
Известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерных композиционных материалов. Так, авторское свидетельство СССР на изобретение №345249 (опублик. 14.07. 1972, бюлл. №22) описывает способ аппретирования стекловолокна фосфоркремнийорганическими эфирами. Основным недостатком предлагаемого решения является использование высокотоксичного ксилола для нанесения на стеклянный холст смеси мономеров. Для удаления ксилола, приходится повышать температуру до 120°С. Наличие в структуре аппрета алифатических группировок, будет ухудшать термостойкость и теплостойкость композита.There are various types of sizing additives used in the creation of polymer composite materials. Thus, the USSR copyright certificate for invention No. 345249 (published July 14, 1972, Bulletin No. 22) describes a method for sizing glass fiber with phosphorus-silicon ethers. The main disadvantage of the proposed solution is the use of highly toxic xylene to apply a mixture of monomers to the glass canvas. To remove xylene, the temperature has to be increased to 120°C. The presence of aliphatic groups in the structure of the sizing agent will worsen the heat resistance and heat resistance of the composite.
Известен состав для обработки стеклоткани - авторское свидетельство СССР №1669883, МПК С03С 25/02, 1991. Состав содержит эпоксипропоксипропилтриэтоксисилан, γ-аминопропил-триэтоксисилан, глицерин или этиленгликоль, уксусную кислоту и дистиллированную воду. Этот состав придает жесткость после аппретирования, что приводит к образованию на поверхности стеклоткани ворса из разрушенных филаментов. В процессе переработки стеклоткани методом пропитки эпоксидными, фенольными, меламиновыми связующими, на месте разрушенных филаментов на ткани образуются рельефные, неоднородные участки, которые трудно переработать методом прессования. Кроме этого, данный аппрет имеет недостаточно высокие скорости смачивания стеклоткани.A known composition for processing fiberglass is USSR author's certificate No. 1669883, MPK S03S 25/02, 1991. The composition contains epoxypropoxypropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, glycerin or ethylene glycol, acetic acid and distilled water. This composition imparts rigidity after finishing, which leads to the formation of pile from destroyed filaments on the surface of the glass fabric. In the process of processing fiberglass by impregnation with epoxy, phenolic, and melamine binders, in place of destroyed filaments, relief, heterogeneous areas are formed on the fabric, which are difficult to process by pressing. In addition, this sizing agent has insufficiently high wetting rates for fiberglass.
Известен состав для аппретирования стекловолокнистых материалов - патент Белоруссии 11045, 08.30.2008, МПК С03С 25/00. Состав содержит полифункциональный силан марки Z-6224 - 0,5-2,0 мас.%, уксусная или муравьиная кислота 0,5-2,0 мас.%, смачиватель сандоклин PCJ 0,1-0,7 мас.%, остальное - дистиллированная вода. Для высокотемпературных 3-D технологий состав непригоден, так-как содержит кислоты, которые приведут к накоплению ионов, результатом чего будет коррозия металлических поверхностей и ухудшение диэлектрических свойств композиционных материалов.A known composition for finishing glass fiber materials is Belarusian patent 11045, 08.30.2008, MPK S03S 25/00. The composition contains polyfunctional silane grade Z-6224 - 0.5-2.0 wt.%, acetic or formic acid 0.5-2.0 wt.%, wetting agent Sandoclin PCJ 0.1-0.7 wt.%, the rest - distilled water. The composition is unsuitable for high-temperature 3-D technologies, as it contains acids that will lead to the accumulation of ions, resulting in corrosion of metal surfaces and deterioration of the dielectric properties of composite materials.
В следующей работе - по патенту РФ №2201423, получены полимерные композиции на основе полимерного связующего (аппрета) и стеклоткани или углеродного наполнителя. Предварительно получают связующее - олигомер путем взаимодействия тетранитрила ароматической тетракарбоновой кислоты и ароматического бис-о-цианамина при температуре 170-180°С. Связующее получают в порошкообразном виде. Основным недостатком приведенного решения является сложность процесса синтеза связующего. Неполная степень превращения мономеров во время синтеза может привести к выделению побочных низкомолекулярных продуктов реакции при совмещении связующего с наполнителем при повышенной температуре, а следовательно, к образованию пустот в композиционном материале, что будет приводить к ухудшению прочностных характеристик материала. Кроме того, порошкообразные аппреты могут недостаточно равномерно покрывать поверхность наполнителя.In the following work, according to RF patent No. 2201423, polymer compositions were obtained based on a polymer binder (sizing agent) and fiberglass or carbon filler. A binder, an oligomer, is first prepared by reacting aromatic tetracarboxylic acid tetranitrile and aromatic bis-o-cyanamine at a temperature of 170-180°C. The binder is obtained in powder form. The main disadvantage of the above solution is the complexity of the binder synthesis process. An incomplete degree of conversion of monomers during synthesis can lead to the release of by-products of low molecular weight reaction when combining a binder with a filler at elevated temperatures, and consequently to the formation of voids in the composite material, which will lead to a deterioration in the strength characteristics of the material. In addition, powdered sizing agents may not cover the surface of the filler evenly enough.
Наиболее близким аналогом (прототип) выступает патент РФ №2710559 «Способ получения аппретированных стеклянных волокон и композиционные материалы на их основе». В работе предложен способ получения аппретированных стеклянных волокон, который включает аппретирование стеклянного волокна путем нанесения аппретирующего материала из раствора с последующей сушкой. В качестве аппретирующего вещества используют термопластичный сополимер - сополигидроксиэфир на основе ди(4-оксифенил)-сульфона, ди(4-оксифенил)-пропана и 3-хлор-1,2-эпоксипропана. Из аппретированного таким образом стекловолокна получают композиционные материалы. Недостатком решения относительно невысокие значения термической стойкости полимерных композиционных материалов.The closest analogue (prototype) is RF patent No. 2710559 “Method for producing finished glass fibers and composite materials based on them.” The work proposes a method for producing sizing glass fibers, which involves sizing glass fibers by applying a sizing material from a solution, followed by drying. A thermoplastic copolymer is used as a sizing agent - copolyhydroxyether based on di(4-hydroxyphenyl)-sulfone, di(4-hydroxyphenyl)-propane and 3-chloro-1,2-epoxypropane. Composite materials are obtained from fiberglass dressed in this way. The disadvantage of the solution is the relatively low thermal resistance of polymer composite materials.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных стеклянных волокон, и полимерных композиционных материалов на их основе с улучшенными значениями термической стойкости на основе матричного полимера полиэфиримида (ПЭИ), армированного аппретированным стеклянным волокном (СВ) в качестве наполнителя.The objective of the present invention is to develop a method for producing finished glass fibers, and polymer composite materials based on them with improved thermal resistance values based on a matrix polymer of polyetherimide (PEI), reinforced with finished glass fiber (GF) as a filler.
Поставленная задача достигается тем, что полимерный стекловолоконный композит на основе полиэфиримида, армированный стеклянным наполнителем, получается предварительной обработкой стеклянного волокна аппретирующим составом - смесью 1,3-диаминобензола (1,3-ДАБ):This task is achieved by the fact that a polymer glass fiber composite based on polyetherimide, reinforced with glass filler, is obtained by pre-treating the glass fiber with a sizing composition - a mixture of 1,3-diaminobenzene (1,3-DAB):
и 1,3-диоксибензола (1,3-ДОБ):and 1,3-dihydroxybenzene (1,3-DOB):
При этом берут следующие соотношения (масс.%) компонентов в наполнителе:In this case, the following ratios (wt.%) of the components in the filler are taken:
Количество аппретирующего состава к стеклянному волокну соответствует 3,5%. Количество аппретированного стеклянного волокна в полимерном композиционном материале соответствует 20 масс.%.The amount of sizing composition for glass fiber corresponds to 3.5%. The amount of finished glass fiber in the polymer composite material corresponds to 20 wt.%.
Обработка таким аппретирующим составом повышает смачиваемость стеклянного волокна матричным полиэфиримидом, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппретирующего состава.Treatment with such a sizing composition increases the wettability of glass fiber by matrix polyetherimide and allows, if necessary, to repeatedly heat treat the resulting product without changing the properties of the sizing composition.
Матричный полимер - промышленный полиэфиримид (ПЭИ) марки ULTEM-1010, формулы:Matrix polymer - industrial polyetherimide (PEI) brand ULTEM-1010, formula:
, ,
является продуктом поликонденсации 1,3-диаминобензола и диангидрида 2,2'-бис[4(3,4-дикарбоксифенокси)фенил]-пропана. Приведенная вязкость равна 0,64 дл/г, измеренная для 0,5%-го раствора в хлороформе.is a polycondensation product of 1,3-diaminobenzene and 2,2'-bis[4(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]-propane dianhydride. The given viscosity is 0.64 dl/g, measured for a 0.5% solution in chloroform.
Аппретированные волокна получают путем обработки стеклянного волокна аппретирующим составом - раствором смеси 1,3-диаминобензола и 1,3-диоксибензола в ацетоне, при воздействии ультразвука в ультразвуковой ванне ХимиСоник 1,3 с рабочей мощностью 35 кГц. Полимерные композиты по настоящему изобретению получают путем предварительного смешения полимерной матрицы и аппретированного стекловолокна 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. Использован ацетон марки «ХЧ».Finished fibers are obtained by treating glass fiber with a sizing composition - a solution of a mixture of 1,3-diaminobenzene and 1,3-dioxybenzene in acetone, under the influence of ultrasound in a HimiSonic 1.3 ultrasonic bath with an operating power of 35 kHz. The polymer composites of the present invention are prepared by pre-mixing the polymer matrix and finished glass fiber using a high-speed Multi function disintegrator VLM-40B homogenizer. 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. Acetone grade “KhCh” was used.
Ниже представленные примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных стеклянных волокон с использованием аппретирующего состава.Below are examples illustrating a method for producing sizing glass fibers using a sizing composition.
Пример 1. Получение аппретированного СВ с 0,5 масс.% 1,3-ДОБ и 3,0 масс.% 1,3-ДАБ. Example 1. Preparation of finished dry matter with 0.5 wt.% 1,3-DOB and 3.0 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,125 г (0,5 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,75 г (3,0 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65%-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин.24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.125 g (0.5 wt%) of 1,3-DOB and 0.75 g of (3. 0 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Пример 2. Получение аппретированного СВ с 1,0 масс.% 1,3-ДОБ и 2,5 масс.% 1,3-ДАБ. Example 2. Preparation of finished dry matter with 1.0 wt.% 1,3-DOB and 2.5 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,25 г (1,0 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,625 г (2,5 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65%-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин.24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.25 g (1.0 wt%) of 1,3-DOB and 0.625 g (2. 5 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Пример 3. Получение аппретированного СВ с 1,5 масс.% 1,3-ДОБ и 2,0 масс.% 1,3-ДАБ. Example 3. Preparation of finished dry matter with 1.5 wt.% 1,3-DOB and 2.0 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,375 г (1,5 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,5 г (2,0 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65%-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин.24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.375 g (1.5 wt%) of 1,3-DOB and 0.5 g of (2. 0 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Пример 4. Получение аппретированного СВ с 2,0 масс.% 1,3-ДОБ и 1,5 масс.% 1,3-ДАБ. Example 4. Preparation of finished dry matter with 2.0 wt.% 1,3-DOB and 1.5 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2,0 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,375 г (1,5 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65 %-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.5 g (2.0 wt%) of 1,3-DOB and 0.375 g (1, 5 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Пример 5. Получение аппретированного СВ с 2,5 масс.% 1,3-ДОБ и 1,0 масс.% 1,3-ДАБ. Example 5. Preparation of finished dry matter with 2.5 wt.% 1,3-DOB and 1.0 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,625 г (2,5 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,25 г (1,0 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65 %-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин.24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.625 g (2.5 wt%) of 1,3-DOB and 0.25 g of (1, 0 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Пример 6. Получение аппретированного СВ с 3,0 масс.% 1,3-ДОБ и 0,5 масс.% 1,3-ДАБ. Example 6. Preparation of finished dry matter with 3.0 wt.% 1,3-DOB and 0.5 wt.% 1,3-DAB.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3,0 масс.%) 1,3-ДОБ и 0,125 г (0,5 масс.%) 1,3-ДАБ в 170 мл ацетона (0,65 %-ный раствор). Колбу помещают в водяную баню ультразвуковой ванны при температуре 20°С, включают ультразвук и выдерживают 6 минут. После этого, в колбу помещают мешалку, подсоединяют прямой холодильник, включают подачу газообразного азота. Включают мешалку, и проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона по режиму: 30°С - 5 мин; 40°С - 5 мин; 60°С - 10 мин; 75°С - 15 мин24.125 g (96.5 wt%) of dry matter with a fiber length of 3 mm is placed in a three-neck reaction flask and a solution obtained by dissolving 0.75 g (3.0 wt%) of 1,3-DOB and 0.125 g (0. 5 wt.%) 1,3-DAB in 170 ml of acetone (0.65% solution). The flask is placed in a water bath of an ultrasonic bath at a temperature of 20°C, the ultrasound is turned on and held for 6 minutes. After this, a stirrer is placed in the flask, a direct refrigerator is connected, and the supply of nitrogen gas is turned on. Turn on the stirrer, and heat the contents of the flask and distill off the acetone according to the following mode: 30°C - 5 min; 40°C - 5 min; 60°C - 10 min; 75°C - 15 min
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 55÷56°С, 2 часа.The finished fiber is dried in a drying oven under vacuum at 55÷56°C for 2 hours.
Из аппретированных СВ и ПЭИ получены композиционные материалы, содержащие 20 масс.% аппретированных смесью 1,3-ДОБ и 1,3-ДАБ стеклянных волокон.Composite materials containing 20 wt.% glass fibers coated with a mixture of 1,3-DOB and 1,3-DAB were obtained from dressed SV and PEI.
В таблице 1 представлены составы и температуры 2, 5, 50 %-ных потерь массы полимерных композиционных материалов по примерам 1÷6, обработанных различными количествами аппретирующего состава.Table 1 presents the compositions and temperatures of 2, 5, 50% weight loss of polymer composite materials according to examples 1÷6, treated with various amounts of sizing composition.
Таблица 1Table 1
где t2%, t5%, t50% - температуры 2, 5, и 50%-ных потерь массы на воздухе.where t 2%, t 5% , t 50% are temperatures of 2, 5, and 50% of mass loss in air.
Как видно из приведенных сведений, полимерные стекловолоконные полимерные композиционные материалы, содержащие аппретированные СВ (№ 1÷6), проявляют более высокие значения 2, 5, и 50%-ных потерь массы по сравнению с композитом, содержащим неаппретированное стекловолокно.As can be seen from the above information, polymer glass fiber polymer composite materials containing finished SV (No. 1÷6) exhibit higher values of 2, 5, and 50% weight loss compared to a composite containing unfinished glass fiber.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении термической стойкости создаваемых полимерных композиционных материалов за счет введения аппретирующего состава - 1,3-диаминобензола и 1,3-диоксибензола, который повышает смачиваемость стеклянного волокна, и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфиримидной матрицей.The technical result of the present invention is to improve the thermal resistance of the created polymer composite materials due to the introduction of a sizing composition - 1,3-diaminobenzene and 1,3-dioxybenzene, which increases the wettability of glass fiber and increases the boundary interactions between the filler and the polyetherimide matrix.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811370C1 true RU2811370C1 (en) | 2024-01-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272051C2 (en) * | 2000-08-22 | 2006-03-20 | Сайтек Текнолоджи Корп. | Elastic polymeric element, substrate for curable composition, curable composition, methods for preparation thereof, curing method, products |
| RU2710559C1 (en) * | 2019-05-16 | 2019-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon |
| CN110903504A (en) * | 2019-10-31 | 2020-03-24 | 安徽国风塑业股份有限公司 | Superfine glass fiber, preparation method and application thereof, and polyimide film |
| WO2020099685A1 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | Rhodia Operations | Polymer composites comprising an aliphatic polyamide matrix and sized glass or basalt fibres |
| RU2770092C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Polymer compositions based on polyphenylene sulphide, glass fibre and method for production thereof |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272051C2 (en) * | 2000-08-22 | 2006-03-20 | Сайтек Текнолоджи Корп. | Elastic polymeric element, substrate for curable composition, curable composition, methods for preparation thereof, curing method, products |
| WO2020099685A1 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | Rhodia Operations | Polymer composites comprising an aliphatic polyamide matrix and sized glass or basalt fibres |
| RU2710559C1 (en) * | 2019-05-16 | 2019-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon |
| CN110903504A (en) * | 2019-10-31 | 2020-03-24 | 安徽国风塑业股份有限公司 | Superfine glass fiber, preparation method and application thereof, and polyimide film |
| RU2770092C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Polymer compositions based on polyphenylene sulphide, glass fibre and method for production thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2710559C1 (en) | Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon | |
| RU2811370C1 (en) | Method for obtaining sized glass fiber and polymer composite based on it | |
| RU2816365C1 (en) | Method for obtaining sized glass fibre and polymer composite based on it | |
| RU2818818C1 (en) | Method for producing finished glass fibre and polyetherimide composition based on it | |
| RU2811047C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibres and polymer composition based on them | |
| RU2818819C1 (en) | Method for producing sized glass fibres and composite materials based on them | |
| RU2811289C1 (en) | Method for producing finished glass fibers and reinforced polymer composition based on them | |
| RU2802448C1 (en) | Method for obtaining sized glass fibres and polyesterimide composite | |
| RU2798033C1 (en) | Method for obtaining sized glass fiber and polymer composite based on it | |
| RU2798034C1 (en) | Method for obtaining finished fiberglass and polymer composite | |
| RU2793764C1 (en) | Method for obtaining treated glass fibres and polyesterimide composites based on them | |
| RU2793880C1 (en) | Method for obtaining treated glass fibres and polyesterimide composites based on them | |
| RU2798234C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibers and polymer composite material | |
| RU2793761C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibers and a polyesterimide composite filled with them | |
| RU2793857C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibers and polyesterimide composites based on them | |
| RU2793856C1 (en) | Method for obtaining dressed glass fibers and polyesterimide composite | |
| RU2793855C1 (en) | Method for obtaining finished glass fiber and polyesterimide composite material | |
| RU2793859C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibres and polyesterimide composites based on them | |
| RU2796406C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibres and polymer composite material | |
| RU2798035C1 (en) | Method for obtaining finished fiberglass and polymer-fiberglass composition | |
| RU2816425C1 (en) | Method for obtaining sized carbon fibre and polymer composite based on it | |
| RU2793765C1 (en) | Method for obtaining treated glass fibres and a polymer composition reinforced by them = | |
| RU2811291C1 (en) | Method for producing finished carbon fibre and a polymer composite based on it | |
| RU2816456C1 (en) | Method for obtaining finished carbon fibres and polymer compositions based on them | |
| RU2816362C1 (en) | Method for producing finished carbon fibre and reinforced polymer composition based on it |