Способ получения волокнонаполненного композиционного материала Советский патент 1993 года по МПК B29C35/08 

Ё

Сущность изобретения: волокнистый наполнитель пропитывают раствором анилинфенолформальдегидной смолы, проводят формообразование заготовки и отверждение, а также операцию обработки постоянным магнитным полем либо после пропитки при напряженности магнитного поля 9000-11000 Э 3-20 с при взаимно-перпендикулярном расположении армирующих нитей и силовых линий магнитного поля, либо на стадии отверждения при напряженности магнитного поля 800 - 1000 Э в течение 5-7 ч при расположении армирующих нитей параллельно или перпендикулярно магнитным силовым линиям. 1 табл. 2 ил.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов (КМ) на основе анилинфенолформальдегидной смолы, армированной однонаправленным волокнистым наполнителем. Новый способ рекомендуется использовать для получения конструкционных материалов и изделий из КМ.

Традиционно отверждение термореактивных связующих, к которым относятся анилинфенолформальдегидные смолы, проводят при повышенных температурах и (или) под действием отвердителей. При этом структуру и свойства получаемых КМ регулируют двумя путями: путем качественного и количественного подбора состава системы (подбор наполнителя, смолы, отвердителя, введение добавок); путем изменения параметров процесса отверждения (температура, давление, продолжительность).

Известен способ (прототип) получения КМ на основе анилинфенолформальдегидной смолы и волокнистого наполнителя, включающий пропитку волокнистого наполнителя раствором анилинфенолформальдегидной смолы, формообразование и отверждение заготовки 2.

Прочности сги при статическом изгибе КМ, полученных известным способом, являются величинами порядка 1 МПа. В заявляемом способе ти составляет около 100-200 МПа.

Целью изобретения является повышение прочности при статическом изгибе и удельной ударной вязкости однонаправленного КМ на основе полиарамидного волокна.

Цель достигается тем, что по способу получения волокнонаполненных КМ, включающему операции пропитки волокнистого наполнителя раствором анилинфенолформальдегидной смолы, формообразования и отверждения заготовки, дополнительнс проводят операцию обработки постоянным

VJ 00

$

о ю

магнитным полем либо после пропитки при напряженности магнитного поля 9000-11000

3 в течение 3-20 с при взаимно перпендикулярном расположении армирующих нитей и силовых линий магнитного поля, либо на стадии отверждения при напряженности магнитного поля 800- 1000 Э в течение 5-7

4 при расположении армирующих нитей параллельно или перпендикулярно магнитным силовым линиям.

Дополнительный положительный эффект первого варианта состоит в том, что он позволяет заменить магнитную обработку всего изделия предварительной сравнительно кратковременной магнитной обра- боткой отдельных нитей или их пучков, которые входят в состав изделия.

Дополнительным положительным эффектом второго варианта является возможность целенаправленного преимущественного уве- личения одной или другой прочностной характеристики при общем увеличении прочностных характеристик.

На фиг.1 изображена схема получения КМ, где нить с питающей катушки 1 подает- ся в пропиточную ванну 2 с раствором смолы, пропитанная нить проходит через межполюсное пространство электромагнита 3 и поступает на приемное устройство 4; на фиг.2 - схема влияния ориентации арми- рующих волокон относительно магнитных силовых линий на структуру связующего в переходном слое: а - армирование перпендикулярно, б - армирование параллельно магнитным силовым линиям. Ориентация дипольных молекул олигомеров или их полярных сегментов вдоль поля приводит к увеличению, массы межузловых цепей (а) или к увеличению концентрации узлов сшивки (б) и соответственно к преимущест- венному увеличению удельной ударной вязкости ауд (а) или к преимущественному увеличению прочности при статическом изгибе (б).

П р и м .е р 1 (по способу-прототипу). Полиарамидную нить пропитывают раствором анилинфенолформальдегидной смолы. Из полученного препрега формуют пластины и отверждают при повышенных температурах.

Пример 2. Пример по примеру 1, о т- личающийся тем; что после пропитки дополнительно проводят операцию обработки постоянным магнитным полем (ПМП) напряженностью 1000 Э в течение 3 с при взаимно перпендикулярном расположении армирующих нитей и силовых линий магнитного поля (фиг.1). Далее по примеру 1.

Пример 3. Пример по примеру 1, о т- личающийся тем, что операцию обработки постоянным магнитным полем проводят на стадии отверждения при напряженности магнитного поля 900 Э в течение 6 ч при расположении армирующих нитей параллельно магнитным силовым линиям.

Пример 4. Пример по примеру 3, о т- личающийся тем, что отверждение проводят при расположении армирующих нитей перпендикулярно магнитным силовым линиям.

По примеру 3 величина сти увеличилась на 91 %, величина ауд - на 47% по сравнению с примером 1. По примеру 4 величина сги увеличилась на 58%, величина ауд - на 135% по сравнению с примером 1 (таблица 1). Это объясняется на фиг.2.

Формула изобретения

Способ получения волокнонаполненно- го композиционного материала на основе анилинфенолформальдегидной смолы и волокнистого наполнителя, включающий операции пропитки волокнистого наполнителя раствором анилинфенолформальдегидной смолы, формообразования и отверждения заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности при статическом изгибе и удельной ударной вязкости однонаправленного композиционного материала на основе полиарамидного волокна, дополнительно проводят операцию обработки постоянным магнитным полем, либо после пропитки при. напряженности магнитного поля 9000-11000 Э в течение 3-20 с при взаимно перпендикулярном расположении армирующих нитей и силовых линий магнитного поля, либо на стадии отверждения при напряженности магнитного поля 800-1000 Э в течение 5-7 ч при расположении армирующих нитей параллельно или перпендикулярно магнитным силовым линиям.

Влияние условий получения на прочностные характеристики

- Над чертой - при обработке пропитанной нити, под чертой - при отверждении;

- НН - без магнитной обработки пропитанной нити, отверждение без ПМП;

НМ - без магнитной обработки пропитанной нити, отверждение в ПМП; МН - с магнитной обработкой пропитанной нити,отверждение без ПММ; знаками -L и 11 обозначается соответственно перпендикулярное и параллельное расположение нитей относительно магнитных силовых линий (перед буквами - при магнитной обработке пропитанной нити, после букв- при отверждении в ПМП).

Z v

Л/

Фиг. 1

-oft-o o

Q О О

3N