Спосіб отримання препрега

Спосіб отримання препрега, що включає заливку зв'язуючого в просочувальну ванну і його 3 39733 Позитивний ефект пропонованого способу полягає в тому, що використання двох працюючих у протифазі концентраторів виключає залежність амплітуди УЗ-коливань від товщини джгута армованого наповнювача за постійної потужності УЗ-дії, що підводиться, а також приводить до інтенсивнішого і рівномірного просочення наповнювача. Відомо, що ефективність УЗ-кавітаційної модифікації рідинних епоксидних композицій (ЕК) залежить від параметрів звукового поля, фізикомеханічних властивостей рідини (розчину полімеру) і надлишкового тиску в об'ємі рідини, як-от: від поверхневого натягу, густини рідини, частоти коливань f, коефіцієнту в'язкості, пругкості насиченої пари, амплітуди звукового тиску пари Рa за робочого тиску Р о [3-4]. Величиною УЗ-кавітаційної модифікації ЕК можна управляти шляхом добору визначених співвідношень між звуковим Ра й статичним тиском Ро. Так, наприклад, експериментально встановлено [3-4], що при підвищенні статичного тиску Ро відбувається зсув у часі стадії лопання кавітаційного пухирця в рідині. При цьому істотно збільшується швидкість лопання і різко зростає інтенсивність утворення ударної хвилі. При нормальному статичному тиску розширення пухирця не закінчується в напівперіод негативного тиску звукової хвилі внаслідок інерції рідини, а наростаючий звуковий тиск перешкоджає процесу його розширення. У результаті початкова стадія стиснення запізнюється і лопання пухирця припадає на початок такого напівперіоду негативного звукового тиску, що призводить до послаблення ударної хвилі. У цьому випадку на кавітаційний пухирець у стадії лопання діє в одному напрямку статичний тиск Ро, поверхневий натяг і звуковий тиск Ра, близький до амплітудного значення. Кавітаційний пухирець стрімко лопається, і рівень УЗ-кавітаційної модифікації зростає. Тому поліпшуються експлуатаційні і технологічні властивості готових ЕП, отриманих на основі епоксидних смол, підданих УЗ-обробці. Спосіб здійснюють таким чином. Проводять заливку зв'язуючого у просочувальну ванну і піддають його дії УЗ-полем з амплітудою 15-80 мкм протягом 20-30 хв при статичному тиску 0,3-0,4 МПа. Далі проводять просочення таким обробленим зв'язуючим армуючого волокнистого наповнювача, який потім піддають УЗ-обробці за допо 4 могою двох концентраторів УЗ-коливань, що працюють у протифазі, і які розташовані у просторі між віджимними валками і оправкою. Нижче приведені приклади здійснення пропонованого способу. Приклад 1. Проводять УЗ-обробку зв'язуючого на основі ЕД-20 протягом 20 хв при амплітуді коливань 15 мкм і статичному тиску 0,3 МПа. Обробку просоченого наповнювача здійснюють при частоті 18 кГц, амплітуді 50 мкм і потужності 4 Вт/см протягом 0,5 с Далі препрег піддають затвердінню по режиму 80° С/1,5 год + 110°С/5 год + 160° С/1 год. Для склотканини Т-10-80 режим твердіння наступний: 80°С /1 год + 160°С/1 год + 180 °С/2 год. Приклад 2. Проводять УЗ-обробку зв'язуючого на основі ЕД-20 при статичному тиску 0,3 МПа протягом 30 хв з амплітудою 40 мкм, а потім обробку просоченого наповнювача при частоті коливань 20 кГц, амплітуді 80 мкм і потужності 7 Вт/см 2 протягом 1 с. Режим твердіння препрега аналогічний. Приклад 3. Проводять УЗ-обробку зв'язуючого на основі ЕД-20 при статичному тиску 0,35 МПа протягом 25 хв з амплітудою 80 мкм, а потім обробку просоченого наповнювача при частоті коливань 22 кГц, амплітуді 10 мкм і потужності 6 Вт/см 2 протягом 1 с. Режим твердіння препрега аналогічний. Приклад 4. Проводять УЗ-обробку зв'язуючого на основі ЕД-20 при статичному тиску 0,4 МПа протягом 30 хв з амплітудою 60 мкм, а потім обробку просоченого наповнювача при частоті коливань 20 кГц, амплітуді 12 мкм і потужності 8 Вт/см 2 протягом 0,8 с. Режим твердіння препрега аналогічний. У таблиці 1 приведені результати по вимірюванню міцнісних властивостей 15 кільцевих зразків на кожен приклад, виготовлених методом "мокрого" намотування волокна СВМ і смужок конструкційної склотканини Т-10-80 (ГОСТ 1917-73) за способом найбільш близького аналога і пропонованим способом. Всі зразки були виготовлені в ідентичних умовах, а міцнісні характеристики і коефіцієнт варіації визначалися відповідно до ГОСТу. У таблиці 1 прийняті наступні позначення: sрозт. - міцність щодо розтягання; sвиг - міцність при вигині. Таблиця 1 Міцнісні характеристики композитів залежно від параметрів УЗ-обробки Міцнісні властивості σрозт., МПа Коефіцієнт варіації, % σвиг. , МПа Коефіцієнт варіації, % Склотканина Т 10-80 За прикладами Спосіб [2] 1 2 3 570 610 625 620 4 627 750 Волокно СВМ За прикладами 1 2 3 803 805 820 4 825 Спосіб [2] 13 6,2 5,8 4,9 3,9 9,5 5,7 5,2 4,3 3,8 550 617 610 625 621 2400 2690 2685 2690 2680 12,5 6,2 5,5 5,3 5,2 9,5 4,8 4,2 3,8 3,5 5 39733 Як видно з таблиці, пропонований спосіб найбільш ефективний при використанні вказаних параметрів УЗ-обробки. УЗ-обробка за способом найбільш близького аналога дає незначне збільшення міцнісних властивостей пластиків, що може бути обумовлене погіршенням технологічних властивостей зв'язуючого при його обробці в просочувальній ванні, а також відсутністю оптимальних параметрів УЗ-дії при обробці армуючого наповнювача після просочення. Останній чинник значно утрудняє розповсюдження УЗ-коливань уздовж армуючого матеріалу, унаслідок чого зв'язуюче не проникає у міжволоконний капілярний простір. Таким чином, пропонований спосіб забезпечує збільшення міцності препрегів на 10-12 %, а також збільшення стабільності властивостей готового Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 6 виробу в 2 і більше разів. Використання пропонованого способу УЗ-обробки при виготовленні виробів (наприклад, оболонкових конструкцій) з волокнистих композитів дозволяє при збереженні нормативного запасу міцності знизити вагу виробу. В даний час в лабораторії композиційних матеріалів НТУУ КПІ виготовлені дослідні зразки оболонок діаметром 350 мм. Джерела інформації: 1. Патент Великобритании № 1319629, кл. D1R, опубл. 1973 г. 2. А. С. СССР № 570932, кл. В05С3/04, 1976 г. 3. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. Голяминой И.П. - М.: Советская энциклопедия, 1979. - 400 с. 4. Гершгал Д.А., Фридман В.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. - М, 1976. - 316с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601