Способ получения композиционного углеволокнистого полимерного материала Советский патент 1993 года по МПК C08J5/04 

Изобретение относится к производству полимерных конструкционных материалов, в частности, к способу получения углеволок- нистых термопластичных композиционных материалов. Наполнение термопластов уг- леволокном повышает их прочность, жесткость, теплостойкость, улучшает антифрикционные и антистатические свойства..

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств литьевых изделий из композиционного полимерного материала.

П р и м е р. В традиционный скоростной смеситель Diosna единоразово загружают 88% гранул сополимера формальдегида с диоксоланом, 2% порошкообразного сополимера формальдегида с диоксоланом и 10% резаного углеродного волокна. Закрывают верхний и выходной затворы, с помощью таймера задают время и проводят смешение в течение 20 мин при скорости вращения лопастей смесителя 370 мин . По истечении заданного времени двигатель смесителя автоматически отключается, открывают выходной затвор и через него полученную порцию смеси выгружают. Затем смесь гранул полимера с порошкообразным полимером и углеродным волокном конфек- ционируют в двухшнековом экструдере с транспортной сборкой шнеков. Смесь экс- трудируют при температурном режиме для сополимера формальдегида с диоксоланом и гранулируют известными способами.

Описанным способом были получены композиционные материалы на основе сополимера формальдегида с Диоксоланом. Результаты представлены в табл.1.2.

vj Ю

ю ы

Ю

о

OJ

Аналогичным образом были получены композиционные материалы на основе полиамида. Результаты представлены в табл.3.

В табл. 1,2 представлены свойства композиционных углеволокнистых полимерных материалов на основе сополимера формальдегида с диоксоланом с различным соотношением гранулированного и порошкообразного полимера, при различных временах смешения, скорости вращения лопастей смесителя, содержании углеволокна и использовании порошкообразного полимера различной природы.

В табл.3 представлены свойства композиционных углеволокнистых полимерных материалов на основе полиамида с различным соотношением гранулированного и порошкообразного полимера, при различных временах смешения, скорости вращения лопастей смесителя и использовании порошкообразного полимера различной природы.

Как следует из табл. 1,2 и 3 использование заявленного способа на 11-15% повышается предел прочности при растяжении, на 18% модуль упру гости и на 30-48% ударная вязкость (на примерах сополимера формальдегида с диоксоланом). Аналогично для полиамида предел прочности при растяжении повышается на «25%, модуль упругости при растяжении на #35%, ударная вязкость на 30%.

Помимо роста физико-механических характеристик улучшается технологичность

введения углеродного волокна в термопласт. В настоящее время в отечественной промышленности из-за отсутствия простой технологии совмещения углеродного волокна с полимерной матрицей массовое производство углепластиков отсутствует, т.к. оно требует специальные приспособления и, как правило, включает в себя дополнительные циклы.; Формула изобретения

Способ получения композиционного уг- леволокнистого полимерного материала путем смешения полимера с углеродным рубленым волокном, взятым в количестве 10-20% от массы всего полимерного материала, с последующей экструзией и грануляцией, о т л и ч а ю щ и и сятем, что, с целью улучшения физико-механических свойств литьевых изделий из композиционного полимерного материала, в качестве полимера

используют смесь из.76-88% гранул и 2-4% порошка полимера в расчете на массу всего полимерного материала, а смещение проводят в лопастном смесителе в течение 20-25 мин при скорости вращения лопастей смесителя 350-400 мин

-1

Таблиц а 1

Использование: производство полимерных конструкционных материалов с улучшенными прочностными свойствами. Сущность изобретения: композиционный углёволокнистый полимерный материал .получают смешением полимера с углеродным рубленым волокном, взятым в количестве 10-20% от массы всего полимерного материала, с последующей экструзией и грануляцией, причем в качестве полимера используют смесь из 76-8.8% гранул и 4-2% (в расчете на массу всего полимерного материала) порошка полимера, а смешение проводят в лопастном смесителе в течение 20-25 мин при скорости вращения лопастей смесителя 350-400 мин . 3 табл. ел С

Сополимер формальдегида с диоксоланом (80%) и углеволокно (20%)

В качестве порошкообразного полимера использован сополимер формальдегида с диоксоланом.

хх- В качестве порошкообразного полимера использован фторопласт-4.

Сополимер формальдегида с диоксоланом (90%) и угпеволокно (ю %)

Полиамид (80%), углеродное волокно(20%)

Т я f л и ц а 2

Та б л и ц аЗ