Способ изготовления изделий из армированных термопластов

 

ОПИСАНИЕ g 4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналистнческих

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210481 (21) 3277951/23-05 151) М. Кд.з.С 08 J 5/04

В 32 В 27/02

В 32 В 31/22 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (331 УДК 678, 027. .94(088.8) Опубликовано 300882. Бюллетень Hо32

Дата опубликования описания 3008.82

Г.С.Головкин, В.Р..Гончаренко, В.П.Дмит

A.К.Шибанов, A.Н.Рязанцев и E.Е.Ники (72) Авторы изобретения

3 ill с .. 4Я ийститут

Иосковский авиационный технологический им.К.Э.Циолковского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛПП

ИЗ АРМИРОВАННЫХ ТЕРИОПЛАСТОВ

15

Изобретение относится к технологии изготовления армированных изделий из термопластов.

Известен способ изготовления органоволокнитов из органических синтетических волокон, в котором волокна обрабатывают раствором полифункционального вещества и формуют при давлении 4-10 кгс/см и температуре, на 40-50 С превышающей Т полимера, в течение 20-30 с (1).

Недостатком укаэанного способа является низкая деформационная устой.чивость получаемого пластика при повышенных температурах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления иэделий из армированных термопластов, включающий формование заготовки из смеси . плавкого матричного и термостойкого армирукхцего волокна под давлением и при температуре плавления матричного волокна.

В результате термообюаботки происходит плавленые матричных волокон, пропитка расплавом полимера армирующих волокон и образование непрерывной матричной фазй. Наилучшими механическими свойствами обладают композмции, содержащие 40-50 об.% матричных волокон (2).

К недостатком пластиков, получаемых по известному способу, можно отнести низкую теплостойкость и деформационную устойчивость при повышенных температурах, так как в качестве матричных применяются волокна с линейной структурой молекулярной цепи (полиамид б, полиэтилен низкой плотности), теплостойкость которых не превышает 373 - 383оК.

Цель изобретения — повышение теплостойкости и деформационной устойчивости иэделий.

Укаэанная цель достигается тем, что при осуществлении способа изготовления изделий из армированных термопластов, включающего формование заготовки иэ смеси.плавкого матричного и термостойкого армирукхщего волокон под давлением и при темпеI ратуре плавления матричного волок-, на, матричные волокна предварительно обрабатывают раствором полифунхционального соединения .в растворителе, способном вызвать их набухайие и образование сетчатой структуры полимера матричного волокна, при

954398

45 температуре на 10-50 К ниже температуры плавления в течение 0,1-10 ч, с последующей сушкой от растворителя термообработкой в течение 0,55 ч при температуре образования сетчатой структуры, но не ниже темпе- 5 ратуры плавления полимера матричного волокна.

Предварительная обработка плавки волокон полифункциональным соединением необходима для того, чтобы при 19 плавлении волокон протекали химические реакции, приводящие к образованию поперечных химических связей (получение сетчатого полимера) в линейиой структуре матричной фазы. Режим предварительной обработки матричных волокон выбирается с таким условием, чтобы полифункциональное соединение равномерно распределилось по всему объему волокна в результате диффузии. Для этого используют растворитель, который способен вызвать их ограниченное набухание. Если обрабатывать волокна при более низкой температуре, то что приводит к увеличению времени обработки. Обработка волокон полифункционального соединения при более высокой температуре приводит к пластификации и деструкции полимера волокна растворителем. Время термообработки волокнистого полуфабриката в течение 0,5-5 ч необходимо, чтобы в матричном полимере прошли процессы образования поперечных химических связей (сетчатой структуры), и оно 35 зависит от типа полимера и вида полифункционального соединения. Если время термообработки будет меньше

0,5 ч, то процессы образования сетчатой структуры пройдут не полностью, 4р это приведет к пониженным значениям теплостойкости. При термообработке более 5 ч число поперечных химических связей реакций между реакционноспособным центрами матричного полимера инициированы полифункциональным соединением. Температура образования химических связей определяется в каждом конкретном случае реакционной способностью пблифункционального соединения.

В качестве плавкого матричного волокна могут быть использованы полиолефи новые, поли амидные, фенолформальдегидные H др. волокна, в качестве термостойкого армирующего волокна — стеклянные, полипропиленовые волокна, волокна иэ полифенилентерефталамида и другие.

Пример 1. Пластик, полученный термообработкой под давлением заготовки из волокон двух типов: армирующих полипропиленовых волокон (29 текс) и волокон иэ полиэтилена низкой плотности (29 текс) для образования матрицы. Предварительно матричные волокна обрабатывают 515%-ным раствором перекиси дикумила в толуоле при 343 К в течение 5 ч.

Высушивают от растворителя при 353 К в течение 20-25 мин. Термообработку осуществляют при 418 K в течение

2,5 ч.

Пример 2. Пластик, полученный термообработкой под давлением заготовки из волокон двух типов: армирующих волокон из полипарафенилентерефталамида (29,4 текс) и волокон из полиамида б (29 текс) для образования матрицы. Предварительно матричные волокна обрабатывают 1520%-ным раствором адипиновой кислоты в диметилформаьжде при 413 K в течение

10 ч. Высушивают от растворителя при

426 K в течение 15-20 мин. Термообработку осуществляют в течение 0,5 ч при 503 К, Пример 3. Пластик, полученный термообработкой под давлением заготовки иэ волокон двух типов: стеклянных армирующих волокон (филаментная нить, 42 текс) и фенолоформальдегидных волокон для образования матрицы. Пред-: варительно матричные волокна обрабатывают 20-30%-ным раствором резорцина в ацетоне при 323 К в течение

0,1 ч. Высушивают от растворителя при 333 К в течение 10-15 мин. Термообрабатывают при 413-423 К в течение

5 ч.

Сравнительные данные по физикомеханическим свойствам пластиков, полученных по известному и предлагаемому способам, приведены в таблице.

I

lI !

I

1! е ю о дй

Ю а

Ю а аО

«-« «У

»» ч

I 1 ь

«.«

I

1 са

1 о е о а и ми

Ю Ю

C) 10

Ю ! с

С«! (Ч

I а

K 1

1

3 йо

v o е и

m o

m 4

x v

Ю Ю

«фю

Ol. ь

«-« ь

Ю !

«!

««

I

1

1!

M

Г«\ ео

co е о а и

l6

63 и о и

М (6

3 йо

vo еи а о

6l g ми

Ю

IA

СЧ

C)

Ю

1 е

m o

ФВ» о !

РЪ СЧ

M Ф не мн в и

4 I!I

oR е и ааМ Ф) М

8 й"е!. но! »1 eV

И! ио

m o

1 1- I 0) И ми

1

1 !

I

I

I

«-! 1

I а 1

» 1 а I

ВЛ I

I

1

I

I

1

5» ах

53

St Ж М 1б х нц

2 Й 1:!.ч! и а о ве» и Й»»й

954398

Ю с

° ° н и о фф о нм и о5 A

Е4 М

РЪ («1

«Ф

«Ч йм о о

v м ое, Ф Q+

64 Й и

Ц

5 и о, е н

954398

Формула изобретения

Составитель Л.Ягодкина

Техред М.Коштура Корректор Г,решетник

Редактор Ю.Середа

Заказ 6363/20 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из таблицы, изобретение позволяет повысить теплостойкость и деформацию, устойчивость армированных изделий иэ термопластов при повышенных температурах.

Способ изготовления иэделий из армированных термопластов, включакщий формование заготовки из смеси плавкого матричного и термостойкого армирующего волокна под давлением и при температуре плавления матричного волокна, отличающийся тем, что, с целью повышения теплостойкости и деформационной устойчивости изделий в условиях повышенных температур, матричные волокна предварительно обрабатывают раствором полифункцио-20 нального соединения в растворителе, способном вызвать их набухание и образование сетчатой структуры полимера матричного волокна, при температуре на 10-50ОК ниже температуры плавления полимера в течение 0,1-10 ч, с последующей сушкой от растворителя и термообработкай в течение 0,55 ч при температуре образования сетчатой структуры, но не ниже температуры плавления полимера матричного волокна.

Источники информации „ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 590148, кл. В 29 С 27/02, 1975.

2. Головкин Г.С. и др. Армирование термопластов непрерывными волокнами. -"Пластические массы", 1978, 9 11, с.38-39 (прототип).