RU2816362C1 - Способ получения аппретированного углеволокна и армированная полимерная композиция на ее основе - Google Patents
Способ получения аппретированного углеволокна и армированная полимерная композиция на ее основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816362C1 RU2816362C1 RU2023108191A RU2023108191A RU2816362C1 RU 2816362 C1 RU2816362 C1 RU 2816362C1 RU 2023108191 A RU2023108191 A RU 2023108191A RU 2023108191 A RU2023108191 A RU 2023108191A RU 2816362 C1 RU2816362 C1 RU 2816362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sizing
- carbon fibre
- carbon fiber
- polyetherimide
- polymer composition
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 14
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Natural products CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- RLYCRLGLCUXUPO-UHFFFAOYSA-N 2,6-diaminotoluene Chemical compound CC1=C(N)C=CC=C1N RLYCRLGLCUXUPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 35
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 35
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical group OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-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
- 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
- 125000003118 aryl group Chemical group 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
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 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
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 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
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 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
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 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 конструкционных изделий в аддитивных технологиях, основан на аппретировании углеродного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой, в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86°С, при этом аппретирующий компонент наносят из растворов с концентрациями 0,1-0,67 мас. % в органическом растворителе - этилового спирта головной фракции, и проводят ступенчатый подъем температуры с одновременной отгонкой компонентов растворителя по режиму: 20°С - 10 мин; 35°С - 15 мин; 50°С - 5 мин; 60°С - 5 мин; 85°С - 10 мин, причем количественное соотношение компонентов соответствует, мас. %: 1-метил-2,6-диаминобензола - 0,5-3,5, углеродное волокно - 99,5-96,5. Также изобретение относится к армированной полимерной композиции, предназначенной для производства конструкционных изделий в аддитивных технологиях, содержащей полимерную матрицу на основе полиэфиримида и аппретированного углеродного волокна, полученного способом получения аппретированных углеродных волокон, причем количественное соотношение компонентов в полимерной композиции соответствует, мас. %: полиэфиримид - 80, аппретированное углеродное волокно - 20. Технический результат изобретения заключается в улучшении термической стойкости создаваемых полимерных композиций за счет введения аппретирующего соединения - 1-метил-2,6-диаминобензола, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфиримидной матрицей, кроме этого происходит утилизация этилового спирта головной фракции, являющийся побочным продуктом при производстве этанола. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения аппретированных углеродных волокон и армированных полимерных композиций на их основе, и может быть использовано в качестве конструкционных материалов для производства изделий специального назначения в аддитивных технологиях.
Одним из путей повышения эксплуатационных свойств полимерных композиций, армированных углеродными волокнами (углеволокна, УВ) является аппретирование поверхности углеродного волокна, позволяющего модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные адгезионные взаимодействия на границе раздела фаз полимер-наполнитель.
Аппреты - вещества, влияющие на структуру, свойства и протяженность межфазного слоя, который многократно увеличивает площадь контакта волокнистого наполнителя со связующим. Для производства конструкционных полимерных композиционных материалов с заданными эксплуатационными характеристиками необходимо целенаправленно подбирать аппретирующий состав для армирующего волокна с учетом вязкости связующего, его молекулярной массы, физико-химических свойств, размеров и структуры пор в наполнителе. Таким образом, разработка аппретирующих составов для получения полимерных композиционных материалов на основе суперконструкционных термопластов позволит повысить механические, теплостойкие, а также эксплуатационные свойства материала, что приведет к увеличению срока службы изделий.
Из уровня техники известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерного композиционного материала. Так патент на изобретение RU 2057767 описывает полимерный композиционный материал, включающий в себя полисульфоновую матрицу и углеродные волокна, причем 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, мас.%: углеродные армирующие волокна, содержащие сополимер, 25 - 75; полисульфоновая матрица остальное. Как утверждают авторы 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. Наличие в водной среде бензолсульфокислоты может также приводить к накоплению ионов, что может ухудшить диэлектрические свойства.
Известны полимерные композиции по патенту РФ № 2201423, полученные на основе полимерного связующего (аппрет) 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.
Известны полиэфиримидные композиты по патенту США № 4049613. Для увеличения смачиваемости углеродного волокна полимерной матрицей, в патенте предлагается выдерживать наполнитель в горячей азотной кислоте в течение трех суток, что в технологическом и экономическом плане невыгодны.
В следующей работе - по патенту РФ № 2054015 «Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика», предложено смешение с растворителем блоксополимера, состоящего из звеньев бисметакрилоилоксидиэтиленгликольфталата и бисметакрилоилокси-триэтиленгликольфталата, пропитку углеродного наполнителя с последующей сушкой для удаления растворителя и полимеризации пленки аппрета на волокне, отличающийся тем, что смешение осуществляют 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, и следовательно, ухудшение свойств получаемого углепластика.
Наиболее близким аналогом выступает способ аппретирования углеродного волокна по патенту РФ № 2712612 «Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе». Недостатком решения можно считать относительно невысокие значения термической стойкости полимерных композиций.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных углеродных волокон и получении полимерных композиций с улучшенными значениями термической стойкости на основе матричного полимера полиэфиримида (ПЭИ), армированного аппретированным углеродным волокном (углеволокном, УВ) в качестве наполнителя.
Поставленная задача достигается тем, что аппретированные волокна получают путем обработки углеродного волокна аппретирующим веществом - раствором 1-метил-2,6-диаминобензола (МДАБ) в растворителе - этиловом спирте головной фракции (ЭСГФ), являющейся побочным продуктом при производстве этанола. Головная фракция содержит этанол и легколетучие соединения - альдегиды, эфиры, метанол.
Матричный полимер - промышленный полиэфиримид (ПЭИ) марки ULTEM-1010, формулы:
является продуктом поликонденсации 1,3-диаминобензола и диангидрида 2,2'-бис[4(3,4-дикарбоксифенокси)фенил]-пропана. Приведенная вязкость равна 0,61 дл/г, измеренная для 0,5 %-го раствора в хлороформе.
При этом берут следующие соотношения (масс. %) компонентов в наполнителе (МДАБ + УВ):
| МДАБ | 0,5 ÷ 3,5 |
| УВ | 99,5 ÷ 96,5 |
Количество аппретированного углеродного волокна в полиэфиримидном композите составляет 20 масс. %. Обработка таким аппретирующим веществом повышает смачиваемость углеродного волокна матричным полиэфиримидом, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппретирующего состава.
Полимерные композиции 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. Использовано углеродное волокно марки RK-306 (IFI Technical Production).
Ниже представленные примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных углеродных волокон с использованием аппретирующего компонента.
Пример 1. Получение аппретированного УВ с 0,5 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,875 г (99,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,125 г (0,5 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,1 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 2. Получение аппретированного УВ с 1,0 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,75 г (99,0 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,25 г (1,0 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,2 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 3. Получение аппретированного УВ с 1,5 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,625 г (98,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,375 г (1,5 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,29 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 4. Получение аппретированного УВ с 2,0 масс. %МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,5 г (98,0 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2,0 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,38 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 5. Получение аппретированного УВ с 2,5 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,375 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,625 г (2,5 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,48 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 6. Получение аппретированного УВ с 3,0 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,25 г (97,0 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3,0 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,58 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86 оС, 120 мин.
Пример 7. Получение аппретированного УВ с 3,5 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,125 г (96,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,875 г (3,5 масс. %) МДАБ в 140 мл ЭСГФ (0,67 %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ЭСГФ по режиму: 35°С - 15 мин.; 50°С - 5 мин.; 60°С - 5 мин.; 85°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86°, 120 мин.
Из аппретированных УВ и ПЭИ получены армированные полимерные композиции, содержащие 20 масс. % аппретированных 1-метил-2,6-диаминобензолом углеволокон.
В таблице 1 представлены составы полимерных композиций по примерам 1÷7, а также температуры 2, 5, 50 %-х потерь массы образцов, обработанных различными количествами аппретирующей добавки.
| Таблица 1 | |||
| Состав (масс. %) |
t2% | t5% | t50% |
| ПЭИ + 20 % УВ неаппретированный | 435 | 481 | 675 |
| Прототип | 437 | 484 | 685 |
| По примеру 1 | 449 | 492 | 687 |
| По примеру 2 | 457 | 498 | 696 |
| По примеру 3 | 459 | 501 | 702 |
| По примеру 4 | 463 | 506 | 718 |
| По примеру 5 | 467 | 510 | 722 |
| По примеру 6 | 474 | 515 | 729 |
| По примеру 7 | 472 | 513 | 726 |
где t2%, t5%, t50% - температуры 2, 5, и 50%-х потерь массы на воздухе.
Как видно из приведенных данных, полимерные углеволоконные композиции на основе полиэфиримида, содержащие аппретированные УВ (№ 1÷7), проявляют более высокие значения температур 2, 5, и 50 %-х потерь массы по сравнению с композицией, содержащей неаппретированное углеволокно.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении термической стойкости создаваемых полимерных композиций за счет введения аппретирующего соединения - 1-метил-2,6-диаминобензола, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфиримидной матрицей. Кроме этого, происходит утилизация этилового спирта головной фракции, являющийся побочным продуктом при производстве этанола.
Claims (4)
1. Способ получения аппретированных углеродных волокон, предназначенных для конструкционных изделий в аддитивных технологиях, основанный на аппретировании углеродного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой, в сушильном шкафу под вакуумом при 85-86°С, отличающийся тем, что аппретирующий компонент наносят из растворов с концентрациями 0,1-0,67 мас. % в органическом растворителе - этилового спирта головной фракции, и проводят ступенчатый подъем температуры с одновременной отгонкой компонентов растворителя по режиму: 20°С - 10 мин; 35°С - 15 мин; 50°С - 5 мин; 60°С - 5 мин; 85°С - 10 мин, причем количественное соотношение компонентов соответствует, мас. %:
2. Армированная полимерная композиция, предназначенная для производства конструкционных изделий в аддитивных технологиях, содержащая полимерную матрицу на основе полиэфиримида и аппретированного углеродного волокна, отличающаяся тем, что используется аппретированное углеродное волокно, полученное способом по п. 1, причем количественное соотношение компонентов в полимерной композиции соответствует, мас. %:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816362C1 true RU2816362C1 (ru) | 2024-03-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049613A (en) * | 1976-09-07 | 1977-09-20 | General Electric Company | Polyetherimide composites |
| RU2054015C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика |
| RU2057767C1 (ru) * | 1993-06-17 | 1996-04-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Полимерный композиционный материал |
| 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 |
| RU2712612C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049613A (en) * | 1976-09-07 | 1977-09-20 | General Electric Company | Polyetherimide composites |
| RU2057767C1 (ru) * | 1993-06-17 | 1996-04-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Полимерный композиционный материал |
| RU2054015C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-02-10 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика |
| 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 |
| RU2712612C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2712612C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2741505C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения | |
| RU2816362C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и армированная полимерная композиция на ее основе | |
| RU2804164C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и армированная полимерная композиция | |
| RU2811291C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полимерный композит на его основе | |
| RU2803603C2 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерные композиции на их основе | |
| RU2796835C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2793762C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфиримидный композиционный материал | |
| RU2811293C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2816456C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерный композит на их основе | |
| RU2816425C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полимерный композиционный материал на его основе | |
| RU2793866C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит | |
| RU2804162C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидно-углеволоконная композиция | |
| RU2793864C1 (ru) | Углеволоконный полиэфирэфиркетонный композит и способ его получения | |
| RU2796448C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерный композиционный материал | |
| RU2818818C1 (ru) | Способ получения аппретированного стекловолокна и полиэфиримидная композиция на его основе | |
| RU2803746C2 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерный композит | |
| RU2793760C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе | |
| RU2793886C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композиционный материал и способ его получения | |
| RU2798166C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфирэфиркетонные композиции на их основе | |
| RU2793890C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2811422C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит | |
| RU2798032C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидные композиционные материалы | |
| RU2811370C1 (ru) | Способ получения аппретированного стекловолокна и полимерный композиционный материал на его основе | |
| RU2798036C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции |