Жидкофазное совмещение связующих с наполнителем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

 

 

Кафедра "Технология композиционных материалов,

конструкций и микросистем"

 

Направление 22.04.01 "Материаловедение и технологии материалов"

 

 

Реферат

 

«Технология производства препрегов»

 

 

Преподаватель: Резниченко Г.М.

Выполнил: Гапоненко И.В

Группа: Т10-123М-16

 

 

Москва, 2016 г.

 

 

Классификация способов получения препрегов

Препреги - полуфабрикаты полимерных композиционных мате­риалов (ПКМ) - представляют собой организованную определен­ным образом систему волокнистых наполнителей, совмещенных с полимерными связующими.

Из препрегов вручную или механизированными способами (вы­кладкой, намоткой) собирают заготовки (пакеты) с заданной конст­руктором схемой ориентации волокнистого наполнителя, имеющие близкую к будущей детали конфигурацию, которые затем формуют в детали прессованием, вакуумным, пневматическим, автоклав­ным, термокомпрессионным методами или пултрузией.

Применение препрегов несколько увеличивает цикл и трудоем­кость технологического процесса производства, однако они способ­ствуют повышению качества, совершенствованию весовых характе­ристик деталей, снижению разброса физико-механических свойств ПКМ. Выбор типа связующего, природы и структурной организации волокнистого наполнителя в препреге определяется условиями экс­плуатации и требованиями, предъявляемыми к формуемой детали.

 

Полуфабрикаты ПКМ, получаемые жидкофазным

Совмещением компонентов

 

В качестве связующих, используемых для изготовления препре­гов ПКМ, применяют композиции из полимерных, олигомерных и мономерных соединений или их смесей, которые вклю­чают различные добавки, определяющие технологические и экс­плуатационные свойства материала (отвердители, инициаторы, ка­тализаторы, ускорители, разбавители, растворители, эластифика- торы и т.п.). Связующие могут находиться в одном из следующих физических состояний: твердом (частично-кристаллическом или аморфном), эластическом и вязкотекучем. В каком именно - это за­висит от химического строения молекулярной цепи и ее молекуляр­ной массы.

Для пропитки применяют связующие, находящиеся в вязкотеку­чем состоянии. Свойствами вязкой жидкости обладают некоторые смолы и олигомеры, например полиэфирмалеинатные смолы и оли- гоэфиракрилаты (ПН-1, ПН-4, ПН-11, ТГМ-3, МГФ-9,ТМГФ-11 и др.), эпоксидные смолы ЭД-20, ЭД-16 и др.

Подготовка волокнистых наполнителей

Для изготовления препрегов применяют различного рода волок­нистые структуры из непрерывных и штапельных волокон. К не­прерывным структурам могут быть отнесены крученые и некруче­ные первичные нити, состоящие из 100-200 элементарных волокон, жгуты, получаемые объединением определенного количества пер­вичных нитей, а также однонаправленные ленты. К этой же группе относят ткани из непрерывных волокон с различными видами пле­тения, мягкие стеклохолсты прошивного типа и др. В последние годы разработаны так называемые прямые замасливатели, в состав которых входят вещества (обычно это кремнийорганические соединения), способные увеличить прочность сцепле­ния связующего с наполнителем. Аппретированные и не аппретированные стеклянные волокна, которые долго хранились до приготовления препрегов, подвергают сушке при температуре 80-100*C для удаления адсорбированной влаги.

 

Жидкофазное совмещение связующих с наполнителем

(пропитка)

В процессе пропитки волокнистый наполнитель окунают в связу­ющее (пропитка окунанием), приводят его в контакт с, поверхно­стью связующего (контактная пропитка) или напыляют Связующее поверхность наполнителя (совмещение напылением).

Проникновение Связующего в межволоконное пространство осу­ществляется под действием сил поверхностного Натяжения, сил тя­жести, атмосферного давления и внешних сил, специально прикладываемых к связующему (избыточное давление газа, центробежные силы и т.п.). Сопротивление волокнистого наполнителя фильтра­ции связующего зависит от размера пор межволоконного простран­ства. Поскольку поры отличаются друг от друга размерами, то условия заполнения их связующим могут быть разными, по­скольку в реальных условиях скорости движения (связующего по межволоконным капиллярам чрезвычайно малы, фильтрационные характеристики пористой среды пред ложено оценивать интеграль­ной характеристикой - коэффициентом проницаемости К.