Спосіб прискореного одержання виробів на основі просочувальних композицій епоксидних полімерів із застосуванням ультразвуку

Спосіб прискореного одержання виробів на основі просочувальних композицій епоксидних полімерів із застосуванням ультразвуку, який включає ультразвукову обробку рідких композицій епоксиполімерів і наступне вимірювання показника загальної тривалості одержання повністю затверділих виробів на їх основі, який відрізняється тим, що здійснюють ультразвукову обробку смоляної частини композицій перед їх змішуванням із 2 твердником при інтенсивності 2,5-3,5 Вт/см , частоті 16-23 кГц, амплітуді 4-8 мкм, температурі 6080 °С протягом 30-40 хв. (19) (21) u201105760 (22) 10.05.2011 (24) 10.11.2011 (46) 10.11.2011, Бюл.№ 21, 2011 р. (72) КОЛОСОВ ОЛЕКСАНДР ЄВГЕНОВИЧ, СІВЕЦЬКИЙ ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ, САХАРОВ ОЛЕКСАНДР СЕРГІЙОВИЧ, СІДОРОВ ДМИТРО ЕДУАРДОВИЧ, КОЛОСОВ ВІКТОР ЄВГЕНОВИЧ, СТЕПАНЕНКО БОРИС ЄВГЕНОВИЧ, КОЛОСОВА ОЛЕНА ПЕТРІВНА, НЕСТЕРЕНКО СЕРГІЙ АПОЛЛІНАРІЙОВИЧ, КРИВОШЕЄВ ВЯЧЕСЛАВ СЕМЕНОВИЧ, ПЄТУХОВ АРКАДІЙ ДЕМ'ЯНОВИЧ (73) КОЛОСОВ ОЛЕКСАНДР ЄВГЕНОВИЧ 3 2 сті 2,5-3,5 Вт/см , частоті 16-23 кГц, амплітуді 4-8 мкм, температурі 60-80 °С протягом 30-40 хв. Перераховані вище ознаки складають сутність корисної моделі. Наявність причинно-наслідного зв'язку між сукупністю істотних ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. При одержанні реактопластичних полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) із наперед заданим комплексом властивостей в останні роки велике значення приділяють енергоємності процесів, що застосовуються на усіх стадіях одержання ПКМ. Тому при розробці процесів одержання таких ПКМ важливо вибирати ефективні (оптимальні) параметри (режими) їх одержання (і, зокрема, твердіння) із застосуванням інтенсифікуючих методів як хімічної, так і фізичної модифікації та реалізуючого технологічного обладнання, які вимагають найменших енерговитрат, забезпечуючи у той же час високі експлуатаційні властивості кінцевих затверділих ПКМ. До подібних методів фізичної модифікації відносять, наприклад, твердіння з використанням УЗ, обробку струмами високої частоти й ін. При цьому застосування механічних коливань УЗ-діапазону, або УЗ-коливань (УЗК), є одним з найбільш перспективних засобів фізичного впливу на рідкі чи тверді компоненти, які широко використовуються в хімічній технології для інтенсифікації ряду технологічних процесів. Дія пружних коливань звукового і УЗдіапазонів частот на рідини дозволяє широко використовувати ці коливання для інтенсифікації таких процесів, як диспергування, емульгування і отримання суспензій, процесів масообміну, змішування різних компонентів, деемульгування, кристалізації, полімеризації і деполімеризації, для препарування об'єктів із кристалічних, порошкоподібних, волокнистих й інших речовин при електронно-мікроскопічних дослідженнях, при виробництві композиційно-волокнистих полімерних матеріалів й ряді інших технологічних процесів. У зв'язку із цим є актуальним аналіз наявних та розроблення на їх базі удосконалених процесів та технологічних засобів кавітаційної обробки, які генерують необхідні для конкретних процесів УЗК, та реалізуючого обладнання. Найбільший інтерес для практичного використання як реактопластичні полімерні композиції, а саме як зв'язуючі, що використовуються для виготовлення, зокрема, армованих волокнами ПКМ, являють недорогі, високоміцні, звичайно жорсткі в затверділому стані ЕП на базі епоксидних композицій (ЕК), зокрема, епоксидних олігомерів (ЕО) та епоксидних зв'язуючих (ЕЗ) на їх основі. Широкі можливості при використанні епоксидних матриць по відношенню до інших зв'язуючих, що використовуються в процесах одержання ПКМ, відкриваються завдяки їхнім властивостям, а саме: низькій лінійній усадці; відсутності низькомолекулярних речовин твердіння; високій адгезійній міцності; можливості одержання цих ЕЗ у різному фі 64676 4 зичному стані - від твердих до низьков'язких, що дозволяє використовувати різні технологічні прийоми; високим електричним характеристикам в широкому діапазоні температур; водо- та хімічній стійкості. Досліджували вплив параметрів процесу УЗмодифікації на технологічні характеристики ЕО марки ЕД-20 та ЕК, а також на фізико-механічні та експлуатаційні властивості затверділих ЕП на їх основі. Використовували три склади ЕК: один склад холодного твердіння (тобто твердіння здійснюють за нормальної температури) - ЕД-20 +ПЕПА/ДЕТА; два склади гарячого твердіння (тобто твердіння здійснюють за підвищеної температури) - ЕД-20+ДЕГ-1+ТЕАТ-1 (перший склад) і УП631+СКН-30+ізо-МТГФА (другий склад). Стандартне твердіння ЕК холодного твердіння проводили за режимом: 20 °С/24 год., а стандартне твердіння ЕК гарячого твердіння проводили за режимом: 20 °С/24 год. + 130 °С/6 год. Спосіб ілюструється фіг. 1-2, де на фіг. 1 показані циклограми твердіння ЕЗ холодного твердіння у складі ЕД-20 + ПЕПА/ДЕТА (твердник), а на фіг. 2 - циклограми твердіння ЕЗ гарячого твердіння у складі УП-631+СКН-30 (флексибілізатор) + ізоМТГФА (твердник), що використовуються при виготовлення армованих пластиків, одержаних без УЗ-обробки і з УЗ-обробкою. На фіг. 1 і фіг. 2 прийняті наступні позначення: 1 - базовий режим одержання ЕК; 2 - режим одержання ЕК із застосуванням УЗ-обробки; t - час. Аналіз вищенаведених циклограм (фіг. 1 і фіг. 2) свідчить про скорочення (у порівнянні зі стандартним режимом) загального часу одержання повністю затверділих виробів на основі композицій ЕП в результаті застосування ефективної УЗ-обробки в 2,35 рази (для ЕК холодного твердіння) і у 7,5 разів (для ЕК гарячого твердіння). Таким чином, досягають зменшення показника загальної тривалості одержання повністю затверділих виробів щонайменше у 2,5 разу для озвучених просочувальних композицій ЕП холодного твердіння і у 7,5 разу для озвучених просочувальних композицій ЕП гарячого твердіння. Також експериментально було встановлено, що застосування вищеописаної зовнішньої УЗ-дії приводить одночасно до покращення якості гомогенізації ЕК, поліпшення якості просочення та підвищення (в середньому на 30-45 %) фізикомеханічних властивостей одержуваних затверділих ЕП на основі озвучених ЕК. Це дає базу для обгрунтування технологічних засад енергоощадності при розробленні процесів одержання виробів з композицій ЕП УЗмодифікацією. Джерела інформації: 1. А.С. СССР № 1464441, кл. C08J5/24, 1987 г. 2. Спосіб просочення орієнтованих волокнистих наповнювачів епоксидними зв'язуючими. Патент України на корисну модель № 39145. МПК (2009) C08J5/24; № u200810079; заявл. 04.08.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 3. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 64676 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601