RU2793866C1 - Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит - Google Patents
Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793866C1 RU2793866C1 RU2022103827A RU2022103827A RU2793866C1 RU 2793866 C1 RU2793866 C1 RU 2793866C1 RU 2022103827 A RU2022103827 A RU 2022103827A RU 2022103827 A RU2022103827 A RU 2022103827A RU 2793866 C1 RU2793866 C1 RU 2793866C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon fiber
- sizing
- polyesterimide
- peek
- solution
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims abstract description 22
- OBCSAIDCZQSFQH-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1,4-phenylenediamine Chemical compound CC1=CC(N)=CC=C1N OBCSAIDCZQSFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 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 claims abstract description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 33
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 33
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical group OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- -1 aromatic tetracarboxylic acid Chemical class 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
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing 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
- 238000009736 wetting Methods 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
- 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
- 239000007795 chemical reaction product Substances 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
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 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
- 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
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 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
- 238000002203 pretreatment Methods 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
Abstract
Группа изобретений может быть использована в производстве изделий с помощью аддитивных технологий. Способ получения аппретированных углеродных волокон включает нанесение аппретирующего состава из раствора с последующей сушкой. Аппретирующий состав содержит 1-метил-2,5-диаминобензол и полиэфирэфиркетон на основе 4,4'-диоксидифенилпропана и 4,4'-дифторбензофенона. Предложен также полиэфиримидный углеволокнистый композит. Группа изобретений позволяет увеличить упругость и прочность при изгибе полиэфиримидного углеволокнистого композита. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидным композитам с неорганическими, в частности, углеродными волокнами в качестве наполнителей, и может быть использовано для производства конструкционных изделий специального назначения в аддитивных технологиях.
Одним из путей повышения эксплуатационных характеристик полиэфиримидных углеволокнистых композитов 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, а, 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 прочности при изгибе полимерных композитов.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных углеродных волокон и получении полиэфиримидных композитов с улучшенными значениями прочности при изгибе на основе матричного полимера полиэфиримида (ПЭИ), армированного аппретированным углеродным волокном (углеволокном, УВ) в качестве наполнителя.
Поставленная задача достигается тем, что полиэфиримидные композиты, наполненные углеродным наполнителем, получаюются предварительной обработкой углеродного волокна аппретирующим составом - полиэфирэфиркетоном (ПЭЭК) на основе 4,4'-диоксидифенилпропана и 4,4'-дифторбензофенона формулы:
с приведенной вязкостью 0,8 дл/г, измеренной для 0,5 масс. %-го раствора в хлороформе, и 1-метил-2,5-диаминобензола (МДАБ).
Матричный полимер - полиэфиримид (ПЭИ) марки ULTEM-1010, является продуктом поликонденсации 1,3-диаминобензола и диангидрида 2,2'-бис[4(3,4-дикарбоксифенокси)фенил]-пропана формулы:
с приведенной вязкостью 0,6 дл/г, измеренной для 0,5 %-го раствора в хлороформе.
При этом берут следующие соотношения (масс. %) компонентов в наполнителе:
| Углеродное волокно | 97,5; |
| ПЭЭК | 2,46 ÷ 2,08; |
| МДАБ | 0,04 ÷ 0,42. |
Количество аппретирующего состава к углеродному волокну соответствует 2,5%. Количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале соответствует 20 масс. %. Обработка таким аппретирующим составом повышает смачиваемость углеродного волокна полиэфиримидом, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппретирующего состава.
Аппретированные волокна получают путем обработки углеродного волокна аппретирующим составом - раствором полиэфирэфиркетона и 1-метил-2,5-диаминобензола в смеси хлористого метилена и диэтилового эфира. Полиэфиримидные углеволокнистые 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. Использованы углеродное волокно марки RK-306 (IFI Technical Production), хлористый метилен и диэтиловый эфир, марки «ХЧ».
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных углеродных волокон с использованием аппретирующего состава, причем аппрет наносят из раствора с массовой концентрацией 0,36 масс. % в смеси легколетучих органических растворителей.
Пример 1. Приготовление аппретированного УВ с 2,46 масс. % ПЭЭК и 0,04 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,59 г (2,46 масс. %) ПЭЭК и 0,01 г (0,04 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Пример 2. Приготовление аппретированного УВ с 2,38 масс. % ПЭЭК и 0,12 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,57 г (2,38 масс. %) ПЭЭК и 0,03 г (0,12 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Пример 3. Приготовление аппретированного УВ с 2,29 масс. % ПЭЭК и 0,21 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,55 г (2,29 масс. %) ПЭЭК и 0,05 г (0,21 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Пример 4. Приготовление аппретированного УВ с 2,21 масс. % ПЭЭК и 0,29 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,53 г (2,21 масс. %) ПЭЭК и 0,07 г (0,29 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Пример 5. Приготовление аппретированного УВ с 2,12 масс. % ПЭЭК и 0,38 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,51 г (2,12 масс. %) ПЭЭК и 0,09 г (0,38 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Пример 6. Приготовление аппретированного УВ с 2,08 масс. % ПЭЭК и 0,42 масс. % МДАБ.
В трехгорловую реакционную колбу помещают 23,4 г (97,5 масс. %) УВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2,08 масс. %) ПЭЭК и 0,1 г (0,42 масс. %) МДАБ в смеси 80 мл хлористого метилена и 80 мл диэтилового эфира (0,36 масс. %-й раствор). Колбу помещают в водяную баню, включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 10 минут при температуре 20 °С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку диэтилового эфира и хлористого метилена по режиму: 25 °С - 10 мин.; 30 °С - 15 мин.; 35 °С - 15 мин.; 40 °С - 15 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42 °С, 1,5 часа.
Из аппретированных УВ и ПЭИ получены композиционные материалы, содержащие 20 масс. % аппретированных полиэфирэфиркетоном и 1-метил-2,5-диаминобензолом углеволокон.
В таблице 1 представлены составы, а также модули упругости и прочности при изгибе композитов, содержащих УВ, по примерам 1-6.
| Таблица 1 | ||
| Состав | Е изг, ГПа |
σ изг, МПа |
| ПЭИ | 3,63 | 112,4 |
| ПЭИ + 20 % УВ (3 мм) неаппретированный |
8,48 | 207,1 |
| По примеру 1 | 10,15 | 253,6 |
| По примеру 2 | 10,65 | 256,5 |
| По примеру 3 | 11,86 | 265,5 |
| По примеру 4 | 12,46 | 272,7 |
| По примеру 5 | 11,77 | 269,9 |
| По примеру 6 | 11,34 | 266,8 |
где, Е изг - модуль упругости при изгибе, σ изг - предел прочности при изгибе.
Как видно из приведенных данных, полиэфиримидные углеволокнистые композиты, содержащие аппретированные УВ (№ 1-6), проявляют более высокие значения модуля упругости и прочности при изгибе по сравнению с композитом, содержащим неаппретированное углеволокно.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении модуля упругости и прочности при изгибе создаваемых полиэфиримидных углеволокнистых композитов за счет введения аппретирующего состава - полиэфирэфиркетона и 1-метил-2,5-диаминобензола, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфиримидной матрицей.
Claims (6)
1. Способ получения аппретированных углеродных волокон, предназначенных для конструкционных полимерных материалов, основанный на аппретировании углеродного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой в сушильном шкафу под вакуумом при 41-42°С, отличающийся тем, что аппрет наносят из раствора с массовой концентрацией 0,36 масс.% в смеси легколетучих органических растворителей хлористого метилена и диэтилового эфира и проводят ступенчатый подъем температуры и отгонку растворителей по режиму: 20°С - 10 мин; 25°С - 10 мин; 30°С - 15 мин; 35°С - 15 мин; 40°С - 15 мин, где количественное соотношение компонентов соответствует в масс. %:
причем используется ПЭЭК на основе 4,4'-диоксидифенилпропана и 4,4'-дифторбензофенона формулы:
2. Полиэфиримидный углеволокнистый композит, используемый при производстве конструкционных изделий в аддитивных технологиях, содержащий полимерную матрицу на основе полиэфиримида и аппретированного углеродного волокна, отличающийся тем, что использовано аппретированное углеродное волокно, полученное способом по п. 1, причем количественное соотношение компонентов в полимерном композите соответствует в масс. %:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793866C1 true RU2793866C1 (ru) | 2023-04-07 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1030923A (zh) * | 1987-07-24 | 1989-02-08 | 聚塑料株式会社 | 聚亚芳硫醚树脂组合物 |
| DE102012200059A1 (de) * | 2012-01-03 | 2013-07-04 | Thermoplast Composite Gmbh | Faserverbundwerkstoffe |
| 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 |
| 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 (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1030923A (zh) * | 1987-07-24 | 1989-02-08 | 聚塑料株式会社 | 聚亚芳硫醚树脂组合物 |
| DE102012200059A1 (de) * | 2012-01-03 | 2013-07-04 | Thermoplast Composite Gmbh | Faserverbundwerkstoffe |
| 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 |
| 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 | |
| RU2712612C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2741505C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения | |
| RU2793866C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит | |
| RU2793762C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфиримидный композиционный материал | |
| RU2796835C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2819115C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и наполненный ими полимерный композит | |
| RU2796448C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерный композиционный материал | |
| RU2793913C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2804164C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и армированная полимерная композиция | |
| RU2816425C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полимерный композиционный материал на его основе | |
| RU2752625C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2793864C1 (ru) | Углеволоконный полиэфирэфиркетонный композит и способ его получения | |
| RU2793760C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе | |
| RU2793888C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2803746C2 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерный композит | |
| RU2811291C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полимерный композит на его основе | |
| RU2804162C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидно-углеволоконная композиция | |
| RU2793856C1 (ru) | Способ получения аппретированных стеклянных волокон и полиэфиримидный композит | |
| RU2803603C2 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерные композиции на их основе | |
| RU2796405C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и наполненный ими полиэфиримидный композит | |
| RU2798036C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2798166C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфирэфиркетонные композиции на их основе | |
| RU2798032C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидные композиционные материалы | |
| RU2793890C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит на его основе |