RU2811385C1 - Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерные композиты на их основе - Google Patents
Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерные композиты на их основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811385C1 RU2811385C1 RU2023106208A RU2023106208A RU2811385C1 RU 2811385 C1 RU2811385 C1 RU 2811385C1 RU 2023106208 A RU2023106208 A RU 2023106208A RU 2023106208 A RU2023106208 A RU 2023106208A RU 2811385 C1 RU2811385 C1 RU 2811385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- sizing
- ether ketone
- polyether ether
- carbon fiber
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims description 40
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims description 40
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title abstract description 17
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 7
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 13
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical group OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-difluorobenzophenone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- -1 aromatic tetracarboxylic acid Chemical class 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N compound E Chemical compound N([C@@H](C)C(=O)N[C@@H]1C(N(C)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=N1)=O)C(=O)CC1=CC(F)=CC(F)=C1 JNGZXGGOCLZBFB-IVCQMTBJSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 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
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу получения аппретированных углеродных волокон и может быть использовано в качестве конструкционных полимерных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях. Способ получения аппретированных углеродных волокон, предназначенных для изделий специального назначения в аддитивных технологиях, основан на аппретировании углеродного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51 °С, при этом аппретирующий состав, представляющий собой эпоксиолигоэфир на основе эпихлоргидрина и фенолфталеина со степенью полимеризации n = 5-7, наносят из растворов с концентрацией 0,13-0,39 мас. % в дихлорметане и проводят ступенчатый подъем температуры с одновременной отгонкой растворителя по режиму: 20 °С - 5 мин; 25 °С - 5 мин; 30 °С - 5 мин; 35 °С - 5 мин; 40 °С - 10 мин, причем количественное соотношение компонентов соответствует, мас. %: углеродное волокно - 97–99, эпоксиолигоэфир – 3–1. Также изобретение относится к углеволоконному полиэфирэфиркетонному композиту, предназначенному в качестве конструкционных полимерных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях, на основе полиэфирэфиркетона и углеродного волокна, полученного способом получения аппретированных углеродных волокон, при следующем соотношении компонентов в полиэфирэфиркетонном композите, мас. %: полиэфирэфиркетон – 80, аппретированное углеродное волокно – 20. Технический результат изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных углеродных волокон с меньшей длительностью процесса аппретирования и полиэфирэфиркетонных композитов на их основе с более высокими значениями физико-механических показателей, на основе матричного полимера полиэфирэфиркетона, наполненного аппретированным углеродным волокном. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения аппретированных углеродных волокон и полимерных композитов на их основе, и может быть использовано в качестве конструкционных полимерных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях.
Одним из путей повышения эксплуатационных характеристик углеволоконных полиэфирэфиркетонных композитов является аппретирование поверхности углеродного волокна, позволяющего модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные адгезионные взаимодействия на границе раздела фаз полимер-наполнитель.
Известны полимерные композиционные материалы, содержащие полиэфиркетоны.
Патент EP 0224236 A2 посвящен созданию композиций полимеров с улучшенной химической стойкостью и стабильной формовкой для литья под давлением, которые содержат полиэфиркетон (ПЭК), (не полиэфирэфиркетон (ПЭЭК)), ароматический полисульфон, и наполнители, в том числе, и углеродное волокно.
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.
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.
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.
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.
Известны полиэфирэфиркетонные 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.
В следующем патенте приводится 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.
Наиболее близким аналогом выступает патент РФ № 2741505, «Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения». К недостаткам патента можно отнести длительность процесса получения аппретированных волокон, и не слишком высокие значения приводимых физико-механических показателей композиционных материалов.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных углеродных волокон с меньшей длительностью процесса аппретирования, и полиэфирэфиркетонных композитов на их основе с более высокими значениями физико-механических показателей, на основе матричного полимера полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) наполненного аппретированным углеродным волокном (УВ).
Поставленная задача достигается тем, что полиэфирэфиркетонные композиты, наполненные углеродными волокнами, получают предварительной обработкой углеродного волокна аппретирующим компонетом, представляющим собой эпоксиолигоэфир (ЭОЭ) на основе эпихлоргидрина и фенолфталеина со степенью полимеризации n = 5÷7:
Матричный полимер - это полиэфирэфиркетон представляет собой промышленный полимер PEEK 450, являющийся продуктом поликонденсации гидрохинона и 4,4'-дифторбензофенона со степенью поликонденсации n = 155÷165.
При этом берут следующие соотношения (масс. %) компонентов в наполнителе (УВ+ЭОЭ):
| Углеродное волокно | 97÷99 |
| ЭОЭ | 3÷1 |
Количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале соответствует 20 масс. %. Такая обработка аппретирующим составом повышает смачиваемость наполнителя аппретирующим составом, дает возможность многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппрета.
Углеродный наполнитель покрывают аппретирующим составом путем обработки дихлорметане, с последующим высушиванием до постоянной массы.
Полимерные композиты по настоящему изобретению получают путем предварительного смешения полимерной матрицы и аппретированного углеволокна 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 0,37 дл/г, измеренной для 1 %-го раствора в концентрированной серной кислоте.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных углеродных волокон.
Пример 1
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную прямым 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 масс. %) ЭОЭ в 145 мл дихлорметана (0,13 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 5 мин при 20°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку дихлорметана по режиму: 25°С - 5 мин.; 30°С - 5 мин.; 35°С - 5 мин.; 40°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51, °С 2 часа.
Пример 2
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную прямым холодильником, устройством для подачи газообразного азота, нагревателем и механической мешалкой, помещают 24,625 г (98,5 масс. %) дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,375 г (1,5 масс. %) ЭОЭ в 145 мл дихлорметана (0,19 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 5 мин при 20°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку дихлорметана по режиму: 25°С - 5 мин.; 30°С - 5 мин.; 35°С - 5 мин.; 40°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51, °С 2 часа.
Пример 3
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную прямым холодильником, устройством для подачи газообразного азота, нагревателем и механической мешалкой, помещают 24,5 г (98 масс. %) дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2 масс. %) ЭОЭ в 145 мл дихлорметана (0,26 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 5 мин при 20°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку дихлорметана по режиму: 25°С - 5 мин.; 30°С - 5 мин.; 35°С - 5 мин.; 40°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51, °С 2 часа.
Пример 4
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную прямым холодильником, устройством для подачи газообразного азота, нагревателем и механической мешалкой, помещают 24,375 г (97,5 масс. %) дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,625 г (2,5 масс. %) ЭОЭ в 145 мл дихлорметана (0,32 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 5 мин при 20°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку дихлорметана по режиму: 25°С - 5 мин.; 30°С - 5 мин.; 35°С - 5 мин.; 40°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51, °С 2 часа.
Пример 5
В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную прямым холодильником, устройством для подачи газообразного азота, нагревателем и механической мешалкой, помещают 24,25 г (97,0 масс. %) дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3 масс. %) ЭОЭ в 145 мл дихлорметана (0,39 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота и перемешивают в течение 5 мин при 20°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку дихлорметана по режиму: 25°С - 5 мин.; 30°С - 5 мин.; 35°С - 5 мин.; 40°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51, °С 2 часа.
Из аппретированных УВ и ПЭЭК получены полимерные композиты, содержащие 20 масс. % аппретированных эпоксиолигоэфиром углеволокон (таблица 1).
| Таблица 1 Свойства углеволокнистых полиэфирэфиркетонных композитов |
||||
| Состав | Еизг, МПа |
σизг, МПа |
Ераст, ГПа | σраст, МПа |
| PEEK 450 + 20 % УВ 0,2 мм, неаппретированный | 13,6 | 240,6 | 8,75 | 132,2 |
| По примеру1 | 13,84 | 244,9 | 9,37 | 141,6 |
| По примеру 2 | 14,06 | 248,7 | 9,81 | 148,2 |
| По примеру 3 | 14,17 | 250,6 | 10,28 | 155,3 |
| По примеру 4 | 14,27 | 252,4 | 10,36 | 156,5 |
| По примеру 5 | 14,23 | 251,8 | 10,36 | 156,5 |
где, σизг и Еизг - разрушающее напряжение и модуль упругости при изгибе; σраст и Ераст - разрушающее напряжение и модуль упругости при растяжении.
Приведенные в таблице данные показывают, что полиэфирэфиркетонные композиты, содержащие аппретированные УВ (примеры № 1-5), обладают более высокими значениями физико-механических свойств по сравнению с неаппретированным образцом (первая строка).
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в сокращении длительности процесса получения аппретированных углеволокон, и увеличении физико-механических свойств, создаваемых углеволоконных полиэфирэфиркетонных композитов за счет введения эпоксиолигоэфира на основе эпихлоргидрина и фенолфталеина со степенью полимеризации n = 5÷7, который повышает смачиваемость углеродного волокна и увеличивает межмолекулярные взаимодействия между наполнителем и полиэфирэфиркетонной матрицей.
Claims (4)
1. Способ получения аппретированных углеродных волокон, предназначенных для изделий специального назначения в аддитивных технологиях, основанный на аппретировании углеродного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой в сушильном шкафу под вакуумом при 50-51 °С, отличающийся тем, что аппретирующий состав, представляющий собой эпоксиолигоэфир (ЭОЭ) на основе эпихлоргидрина и фенолфталеина со степенью полимеризации n = 5-7, наносят из растворов с концентрацией 0,13-0,39 мас. % в дихлорметане и проводят ступенчатый подъем температуры с одновременной отгонкой растворителя по режиму: 20 °С - 5 мин; 25 °С - 5 мин; 30 °С - 5 мин; 35 °С - 5 мин; 40 °С - 10 мин, причем количественное соотношение компонентов соответствует, мас. %:
2. Углеволоконный полиэфирэфиркетонный композит, предназначенный в качестве конструкционных полимерных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях, на основе полиэфирэфиркетона и углеродного волокна, обработанного аппретирующим компонентом, отличающийся тем, что используется аппретированное углеродное волокно, полученное способом по п. 1, причем количественное соотношение компонентов в полиэфирэфиркетонном композите соответствует, мас. %.:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811385C1 true RU2811385C1 (ru) | 2024-01-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054015C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика |
| US6005135A (en) * | 1996-03-21 | 1999-12-21 | Exxon Chemical Patents Inc. | Water-borne polymeric vehicle for coating compositions containing an amine or ammonium salt of phenolic ester alcohols |
| RU2201423C2 (ru) * | 2000-12-26 | 2003-03-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее и высокопрочные термостойкие композиционные материалы на его основе |
| RU2278126C2 (ru) * | 2000-08-22 | 2006-06-20 | Сайтек Текнолоджи Корп | Композиция, используемая для сшивания цепей |
| RU2741505C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-01-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054015C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика |
| US6005135A (en) * | 1996-03-21 | 1999-12-21 | Exxon Chemical Patents Inc. | Water-borne polymeric vehicle for coating compositions containing an amine or ammonium salt of phenolic ester alcohols |
| RU2278126C2 (ru) * | 2000-08-22 | 2006-06-20 | Сайтек Текнолоджи Корп | Композиция, используемая для сшивания цепей |
| RU2201423C2 (ru) * | 2000-12-26 | 2003-03-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее и высокопрочные термостойкие композиционные материалы на его основе |
| RU2741505C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-01-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2744893C1 (ru) | Полимерная углеволоконная композиция и способ её получения | |
| RU2741505C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения | |
| RU2712612C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2811385C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерные композиты на их основе | |
| RU2802447C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиты на их основе | |
| RU2811393C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиты с полиэфирэфиркетоном | |
| RU2811391C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонные композиции | |
| RU2802624C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонные композиционные материалы на их основе | |
| RU2811395C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композиционный материал | |
| RU2811422C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит | |
| RU2752627C1 (ru) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2752625C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2793913C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2793890C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2798166C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфирэфиркетонные композиции на их основе | |
| RU2793760C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе | |
| RU2757922C2 (ru) | Углеволокнистый полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и способ его получения | |
| RU2803746C2 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерный композит | |
| RU2793864C1 (ru) | Углеволоконный полиэфирэфиркетонный композит и способ его получения | |
| RU2793888C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2743995C1 (ru) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона, армированного углеволокном, и способ его получения | |
| RU2816456C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерный композит на их основе | |
| RU2796404C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерные композиции на их основе | |
| RU2811291C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полимерный композит на его основе | |
| RU2793866C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит |