Тканый препрег

 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и касается тканого препрега, предназначенного для изготовления армированных материалов на его основе, а именно припрега, получаемого твердофазным совмещением армирующих волокон и связующего, и позволяет расширить ассортиментные возможности путем обеспечения использования нитей из полимеров, не обладающих волокнообразующими свойствами. Тканый препрег содержит нити, выполненные из термоплавких и термостойких волокон. Термоплавкие волокна , выполненные в виде узких плоских лент, в данной ткани выполняют функцию связующего, т.е., расплавляясь при термообработке под давлением, они образуют непрерывную матричную фазу, что придает монолитность армированному пластику. Нити в виде плоских лент могут быть получены из всех известных термопластов, в том числе и не обладающих волокнообразующими свойствами. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s 0 03 О 15/12, 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4627153/12 (22) 27.12.88 (46) 15.04,91. Бюл. N 14 (72) Г.С.Головкин,.В.П.Дмитренко, Е.А.Першина, А.В.Сысенко, B.Ï.Áèðþêoâ, Э.Я,Бейдер и О,А.Серова (53) 677,066 (088.8) (56) Выложенная заявка ФРГ % 3341292, кл. В 29 D 3/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1291624, кл, D 03 D 15/00, 1985. (54) ТКАНЫЙ ПРЕПРЕГ (57) Изобретение относится к переработке полимерных материалов и касается тканого препрега, предназначенного для изготовления армированных материалов на

его основе, а именно припрега, получаемоИзобретение относится к переработке полимерных материалов и касается тканого препрега (заготовки), предназначенного для изготовления армированных материалов на

его основе, а именно препрега. получаемого твердофаэным совмещением армирующих волокон и связующего.

Цель изобретения — расширение ассортиментных воэможностей путем обеспечения использования нитей из полимеров, не обладающих волокнообразующими свойствами.

Диапазон отношения ширины термоплавких нитей, выполненных в виде укзких плоских лент, к их толщине выбран по следующим соображениям. В данное время выпускаются полимерные пленки толщиной

10-200 мкм. Минимальное отношение -О=5

В определяется из условия наличия технической воэможности получения узкой ленты из

2Ы,, 1641910 Al го твердофазным совмещением армирующих волокон и связующего, и позволяет расширить ассортиментные воэможности путем обеспечения использования нитей из полимеров, не обладающих волокнообразующими свойствами. Тканый препрег содержит нити, выполненные из термоплавких и термостойких волокон. Термоплаекие волокна, выполненные в виде узких плоских лент, в данной ткани выполняют функцию связующего, т.е., расплавляясь при термообработке под давлением, они образуют непрерывную матричную фазу, что придает монолитность а рми рован ному пластику.

Нити в виде плоских лент могут быть получены из всех известных термопластов, в том Я числе и не обладающих волокнообразующими свойствами, 3 табл. пленки д = 10 мкм, с достаточной для текстильной переработки прочностью. МаксиВ мальное отношение =50 определяется из д условия обеспечения непрерывности матричной фазы, для чего размер межнитяного пространства в волокнистом полуфабрикате

° и по предварительным расчетам не должен превышать 10000 мкм, что соответствует максимальному значению В=10000 мкм при

4 =200 мкм. Кроме того, лленка большей ширины становится жесткой для текстиль- а ной переработки и разрушает армирующие

Волокна.

В качестве матричных могут быть использованы ленты термопластичных тугоплавких полимеров: полиамида, полисульфона, полиэфирэфиркетона, полифениленсульфида и др. В качестве армирующих могут быть использованы углеродные нити органические СВМ, терлон и др.

1641910

Пример ы 1 — 5. Препрег в виде ткани полотняного переплетения содержит в основе термоплавкие узкие плоские ленты из пленки (6=40 мкм) полисульфона (Tnn.=270 С) и нити УКН-5000, чередующие- 5 ся в соотношении 3;1 при плотности основы

65 волокон/дм (пример 2); 1:1 при плотности основы 60 волокон/дм (пример 3); 1:3 при плотности основы 40 волокон/дм (пример 4), а в утке указанные термоплавкие 10 плоские ленты с плотностью укладки 100 волокон/дм (примеры 2 и 3) и 10 нитей/дм (пример 4). Соотношения компонентов ткани приведены в табл.1.

Из полученных полуфабрикатов собира- 15 ют пакеты и при T=320 С, давлении 1,5 МПа в течение 20 мин прессуют листовой углепластик толщиной 1 мм с последующим охлаждением под давлением до 30 С.

Образцы углепластика испытывают íà го- 20 рючесть в соответствии с ГОСТ 21793-76, на изгиб в соответствии с ГОСТ 9550-71 и ГОСТ

4648-71. Результаты испытаний и некоторые другие эксплуатационные характеристики углепластика приведены в табл.1. в 25 сравнении с углепластиком, полученным иэ тканого полуфабриката, содержащим термоплавкие волокна полиамида-6 и армирующие углеродные нити УКН-5000.

Пример 6-10. Препрег в виде ткани 30 полотняного переплетения содержит в основе термостойкие армирующие нити терлон (157 текс) и термоплавкие ленты из пленки д=80 мкм нолифениленсульфида, скрученные относительно продольной оси в 35 виде полых трубочек (Tnn.=285 С), чередующиеся в соотношении 3:1 при плотности основы 65 волокон/дм, а в утке указанные термоплавкие плоские ленты с плотностью укладки 100 волокон/дм (примеры 7 и 8) и

10 волокон/дм (пример 9). Соотношения компонентов ткани приведены в табл.2.

Из полученных полуфабрикатов собирают пакет и при Т=340 С, давлении 1,5 МПа в течение 20 мин прессуют листовой органопластик толщиной 1 мм с последующим охлаждением под давлением до 30 С. Образцы пластика испытывают на горючесть и на изгиб. Результаты испытаний приведены в табл.2. За базовый объект выбран прототип, содержащий нити капрон и терлон.

По сравнению с прототипом предлагаемый препрег обеспечивает повышение теплостойкости пластика (на 58-60 ), разрушающего напряжения при изгибе (на

15-30$), модуля упругости при изгибе (на

10-30 ), технологичности при переработке в изделия на стандартном оборудовании, понижение горючести (на 34-377,), При выходе за укаэанные отношения ширины узких плоских лент к их толщине препрег или невозможно получить, так как не имеется технической возможности получения узкой ленты В< 200мкм из пленки

В д= 40 мкм в случае - - < 5, или пластик по эксплуатационным характеристикам уступает прототипу в случае > 50.

В

Пример ы 11 — 15. П реп рег в аиде ткани саржевого переплетения содержит в основе термостойкие армирующие нити терлон (157 текс) и термоплавкие узкие плоские ленты из пленки д =40 мкм полисульфон

{Т л.=270 С, чередующиеся в соотношении

3:1 при плотности основы 65 волокон/дм (пример 12); 1;1 при плотности основы 60 волокон/дм, (пример 13); 1:3 при плотности основы 40 волокон/дм (примеры 14, 15), а в утке укаэанные термостойкие армирующие нити и термоплавкие узкие плоские ленты, чередующиеся в соотношении 1:1 при плотности укладки 30 волокон/дм (примеры 12 и

13) и 10 волокон/дм (примеры 14 и 15), Соотношения компонентов ткани приведены в табл.3.

Из полученных полуфабрикатов собирают пакеты и при T=320 С, давлении 1,5 мПа в течение 20 мин прессуют листовой пластик толщиной 1 мм с последующим охлаждением под давлением до 30 С. Образцы пластика испытывают на горючесть в соответствии с ОСТ 1 100094-79, на изгиб. Результаты испытаний приведены в табл,3.

Анализ результатов испытаний показывает, что при использовании волокнистой

В заготовки с отношением -Г51 положительного эффекта не достигается.

Формула изобретения

Тканый препрег, содержащий переплетенные между собой термостойкие армирующие и термоплавкие нити, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения ассортиментных возможностей путем обеспечения использования нитей иэ полимеров, не обладающих волокнообразующими свойствами, термоплавкие нити представляют собой плоские ленты, отношение ширины к толщине которых составляет 5„.50.

Таблица 3

Свойства углепластика на основе тканых препрегов

Таблица 2

Свойства пластика на основе тканых препрегов

Таблица 3

Свойства пластика на основе тканых npenpегоe

Примечание.* За базовый объект выбран пластик, содержащий нити капрон и терлон.