Справочник по композиционным материалам

Препреги из полиимидов конденсационного типа

Основные фирмы, производящие препреги из полиимидов конденсационного типа перечислены в табл. 6.6. Наиболее часто при получении препрегов из полиимидных смол серии «Скайбонд» используется смола «Скайбонд-703». Смолы типа «Пиралин» и 6.6. Поставщики препрегов на основе полиимидов конденсационного типа

Фириа-поставщик

Смола

Фирма-поставщик

Смола

О ю

£ й;

Пиралин

Скайбонд

О ю

£ й;

Пиралнн

СкайбонД

Дюпон

Т

Т

Гексел

ТЛ

ТЛ

Ферро, отделение КМ

ТЛ

Т

Ю. С. полимерин

ТЛ

ТЛ

Файберайт

ТЛ

Т

Примечание. Т—тканевый препрег; ТЛ — ткань и лента из одно­направленного волокна.

6.7. Механические свойства стеклопластиков иа основе смолы «Скайбонд-700»

Метод получения

Показатель

При высоких температуре и давлении

С помощью эла­стичного мешка под вакуумом

6.8. Типичные условия получения слоистых пластиков

Стадия процесса и способ проведения

На основе полннмнднон смолы «Скайбонд-700», армированной стеклотканью марки Е

Условия проведения процесса

Получение препрега

Получение слоистых пластиков прессова­нием под высоким давлением

Получение слоистых пластиков методом эластичного мешка под вакуумом Последующее отвер­ждение 1

Ступенчатое повышение температуры от 121 до 177 °С для достижения содержания летучих компонентов 8,0 ... 8,5 % в случае прессования слоистых пластиков и 12 ... 16 % при их получении методом эластичного мешка под вакуумом

Листы помещают в пресс, предварительно подогретый до 316°С, и выдерживают 1,5 ... 2,5 мин под давлением 69 ... 172 МПа. Увеличивают давление до 1700 МПа и выдерживают 30 мин. Прекращают нагрев и снимают давление, когда пресс охладится до 60 °С Используют глубокий вакуум и нагрев до 177 °С при скорости нагрева 3 °С/мин. После выдержки в течение 5 мин давление увеличивают до 0,7 МПа и выдерживают еще 25 мин. Охлаждают до 66 °С под глубоким вакуумом 2 ч при 200 °С; 2 ч при 225 °С; 2 ч при 250 °С; 2 ч при 300 °С; 2 ч при 325 °С; 2 ч при 350°С и 4 ч при 371 °С

Без нагрева не отверждается.

(Л 1100, мягкая отделка) при различных температурах в интервале 288 ... 427 °С [6]. Эти данные показывают, что предел прочности при изгибе, равный 138 МПа, является нижним пределом в слу-

Рис. 6.5. Термоокислительная стабильность (в терминах сохранения предела прочности при изгибе ои) слоистого пластика, полученного на основе смолы «Скай - бонд-700» и стеклоткани 181Е в зависимости от времени t и температуры ста­рения:

I — 427; 2 — 371; 3 — 316; 4 — 288 °С

Рис. 6.6. Термоокислительная стабильность (в терминах сохранения предела прочности при изгибе ои) слоистого пластика, полученного на основе смолы «Скайбонд-700» и стеклоткани с мягкой (кривая 1) и жесткой (кривая 2) отдел­ками
чае, когда сроки службы стеклопластика составляют 10 ч при 427 °С, 100 ч при 371 °С, 1000 ч при 316 °С или 10 ООО ч при 288 °С. Значение 138 МПа составляет 40 % предела прочности стекло­пластика при изгибе при повышенной температуре. Это указывает на то, что пустоты в объеме материала, по-видимому, составляют 5... 10 %. На рис. 6.6 приведена окислительная стабильность указанного стеклопластика, полученного на основе стеклоткани с мягкой и с жесткой отделкой [6]. Стеклоткань с мягкой отдел­кой лучше смачивается исходным полиимидным раствором, в ре­зультате чего получается материал с более высокой механической и термоокислительной стабильностью.

Физико-механические показатели промышленного слоистого пластика на основе конденсационного полиимида «F-174» фирмы «Гексел» и стеклоткани марки 7781Е представлены в табл. 6.9 [6], а параметры процесса его получения — в табл. 6.10.

В табл. 6.7 и 6.9 приведены свойства композиционных мате­риалов, полученных на основе одного и того же полиимидного раствора. Данные табл. 6.9 подтверждают превосходную термо­окислительную устойчивость полиимидов конденсационного типа. Несмотря на большое содержание пор (12 ... 22 %) слоистые пластики на основе этих полиимидов при выдержке на воздухе в течение 1000 ч при температуре 288 °С сохраняют 70 % предела прочности при изгибе от той прочности, которая реализуется при получасовой выдержке при температуре 260 °С.

Электрические свойства 12-слойного пластика на основе смолы «Скайбонд-700» и стеклоткани 181£ (А 1100, мягкая отделка) при­ведены в табл. 6.11 [5]. Применение препрегов на основе армиро­ванных стеклотканью полиимидных смол «Скайбонд» и «Пиралин» для изготовления обтекателей радиолокационных антенн описано в п. 6.4.

Хотя большинство pa6of по полиимидам серии JVR-150B, выходящих в настоящее время, посвящено их использованию в качестве связующих для изготовления углепластиков, некото­рые из ранних исследований касались изучения стеклопластиков на основе этих полимеров. В табл. 6.12 сведены результаты иссле­дований термостабильности на воздухе при температуре 288 °С слоистых пластиков на основе стеклоткани S-2, полученных ме­тодом автоклавного формования. Технологические параметры получения этих пластиков приведены в табл. 6.13 [3]. При полу­чении связующих марки NR-150В используются те же самые ком­позиции, что и в случае А/І?-150Б2 (см. табл. 6.3), однако раство­рителем в этом случае может быть как метилпирролидон, так и диметилформамид. Данные, приведенные в табл. 6.12, иллюстри­руют прекрасную термоокислительную стабильность системы NR-bOB2. Низкое содержание пор в слоистых пластиках на ос­нове этого связующего (объемная доля менее 1 %) приводит к тому, что потери массы материала при его выдержке в течение 1500 ч при температуре 288 °С составляют лишь 1,5 %. Следует отме-

6.9. Механические свойства слоистых стеклопластиков марки F-174/7781

Показатель

Отверждение

Показатель

Отверждение

В ва­

В авто­

В ва­

В авто­

Кууме

Клаве

Кууме

Клаве

Предел прочности,

Предел прочности,

МПа/модуль упруго­

МПа/модуль упруго­

Сти при изгибе, МПа: 24 С, образец су­

Сти при растяжении,

520/23

540/24

ГПа:

Хой

24 °С, образец су­

370/25

400/28

24 °С, образец

430/23

460/24

Хой

Влажный

24 °С, образец

370/23

380/26

260 °С, 0,5 ч

380/19

390/20

Влажный

316°С, 0,5 ч

280/19

300/19

260 °С, 0,5 ч

330/22

360/24

260 °С, 100 ч

470/18

500/20

316 °С, 0,5 ч

320/21

330/23

316 °С, 100 ч

300/17

330/17

288 °С, 1000 ч

170/—

170/—

371 °С, 100 ч

110/14

120/15

Предел прочности

25

26

288 °С, 1000 ч

260/18

280/19

При межслоевом сдви­

Предел прочности,

Ге, МПа

Содержание смолы, %

МПа/медуль упруго­

22—30

22—30

Сти при сжатии, ГПа: 24 С, образец су­

Твердость по Барко-

70

75

390/28

400/28

Лу

Хой

Плотность, кг/м3

1180

1850

24 °С, образец

360/25

320/26

Объемная доля пор,

12—22

12—22

Влажный

%

260 °С, 0,5 ч

340/23

370/24

316°С, 0,5 ч

330/18

350/19

288 °С, 1000 ч

190/—

210/—

6.10. Параметры процесса получения слоистых пластиков на основе полиимидной смолы F-174 и стеклоткани

Отверждение в сушильной камере и автоклаве

Для удаления избытка смолы, вытекающей по краям листов и летучих про­дуктов делают отводные складки в стеклоткани

Цикл отверждения

Давление разрежения (вакуум) — 95,2 Па. Повышают температуру до 116 °С со скоростью 1 ...2°С/мин; поднимают температуру до 132 °С со скоростью 0,5—1 °С/мин и выдерживают при этой температуре 30 мин. В случае автоклава применяют давление до 0,3 МПа, поднимают температуру до 177 °С со скоростью 0,5 ... 1 °С/мин; выдерживают 1 ч при 177 °С

Цикл после отверждения

0,5 ч при 93 °С; 0,5 ч при 121 °С; 0,5 ч при 149 °С; 0,5 ч при 177 °С; 2 ч прн 204 °С; 3 ч при 260 °С; 4 ч при 288 °С; 4 ч при 316 °С

6.11. Электрические свойства слоистых пластиков

На основе полнимнднон смолы «Скайбонд-700» и стеклоткани

А. Формование слоистых пластиков при высоких температуре и давлении

Значение

Показатель

Основной материал

D24/23

£>48/50

C96/35/9Q

Электрическая прочность:

TOC o "1-3" h z кратковременное приложение 55 — 32 —

Напряжения к слоям, кВ

Ступенчатое приложение на - 38 — 16 —

Пряжения к слоям, кВ

Кратковременное приложение 8 — — —

Напряжения, МВ/м

Ступенчатое приложение на - 6 — — —

Пряжения, МВ/м

Диэлектрическая проницаемость 4,10 4,30 4,81 —>

При 1 МГц

Коэффициент затухания при 0,00445 0,00639 0,01650 —

1 МГц

Изоляционная прочность, МОм 1,9-10? — — 1,4-102

Удельное объемное сопротивле - 2,47-1013 — — 1,16-109

Ние, Ом-м

Удельное поверхностное сопро - 3,35-10й — — 2,90-1010

Тивление, Ом

Б. Данные, полученные при работе на Х-полосе частот (8,5■ 10я Гц)

Темпе­ратура, °С

Диэлектри­ческая про­ницаемость 6

Коэффициент затухания

Темпе­ратура, °С

Диэлектри­ческая про­ницаемость 6

Коэффициент затухания

24 3,74 0,016 90 3,74 0,015 100 3,74 0,014 150 3,74 0,018

200 3,74 0,013 250 3,74 0,010 300 3,70 0,015

6.12. Влияние пористости в слоистом пластике

На основе полннмндной смолы NR-150B2 и стеклоткани S-2

На показатели материала в процессе термостарения при температуре 288 °С

Менее 1

% пор 1

7—10 % пор 2

Показатель

Контроль­

Выдержка

Контроль­

Выдержка

Ный образец

3000 ч

Ный образец

1500 ч

TOC o "1-3" h z Массовая доля смолы, % 33

Объемная доля волокна, 56

%

Температура - стеклова - 310 ния, °С

— 33 —

— 50 —

332 314 321

Менее I % пор 1

7-Ю

'а пор 2

Показатель

Контроль­

Выдержка

Контроль­

Выдержка

Ный образец

3000 ч

Ный образец

1500 ч

Предел прочности при из­

Гибе, МПа:

23 °С

627

420

501

418

288 °С

357

382

317

359

Предел прочности при

Сдвиге короткой балки,

МПа:

23 °С

79

61

1721

І

288 °С

40

35

30

32

Потеря массы, %

1,5

1,5

1 Формование под давлением 1,4 МПа.

2 Формование методом «эластичного мешка».

6.13. Типичные условия получения слоистых пластиков

Стадия процесса

На основе полиимидной смолы NR-15052, армированной стеклотканью S-2

Условия проведения процесса

Начальная стадия Используют вакуум 7 ... 14 кПа и нагрев со скоростью 5...8°С/мин до температуры 200 °С. Выдерживают при этой температуре 1 ч, увеличивают вакуум до 83 ... 103 кПа и выдерживают 45 мин Окончание отвер - Используют глубокий вакуум 1,4 кПа при 400 °С, выдер- ждения живают 1 ч

Тить, что слоистые пластики с низким содержанием пор получают при использовании цикла отверждения, который включает при­менение давления 1,4 МПа и температуры 400 °С, что значительно выше их температуры стеклования. Сравнение механических свойств этих слоистых пластиков (как с низким, так и с высоким содержанием пор) с данными табл. 6.9 для случая отверждения в автоклаве ясно показывает преимущество полиимидных смол серии NjR-150B2. Предел прочности при изгибе стеклопластиков NR-150B2/S-2 возрастает после выдержки на воздухе при тем­пературе 288 °С. Отмечается прекрасное сохранение свойств этих материалов после их выдержки при температурах 316 и 371 °С (табл. 6.14) [3]. 138

6.14. Термостарение на воздухе слоистых пластиков на основе полиимидноб смолы NR-150B2 и стеклоткани S-2

316 °С

37

°С

Показатель

Контроль­

Выдержка

Контроль­

Выдержка

Ный образец

1300 ч

Ный образец

100 ч

Пористость, %

7

2

Массовая доля смолы, %

32

32

Объемная доля стекло­

50

54

Ткани, %

Температура стеклова-

350

350

352

396

Ния, L.

Предел прочности при из­

Гибе, МПа:

23 °С

600

590

316 °С

300

320

320

250

Модуль упругости при из­

Гибе, ГПа:

23 °С

28,0

30,0

23,0

316 °С

22,0

30,0

21,0

26,0

Предел прочности при

Сдвиге короткой балки,

МПа:

23 °С

62

68

34

316 °С

26

23

28

26

Потеря массы, %

1,1

1,6

Справочник по композиционным материалам

Перечень и нумерация методов испытаний по стандартам *

Метод Ftms 406 —, ASTM Абразивный износ 1091 ' £>1242-56 Адсорбция влаги пластинами 7031 £> 520-77 Аппретирование 3051 £>523-67 Вибростойкость 1073 — » стекловолокна 1075 — Влияние горячих углеводородов на …

Методы испытаний по ASTM для изучения тепловых свойств

ASTM С177. Теплопроводность; ASTM D696. Коэффициент теплового линейного расширения; ASTMCS51. ASTM D2766. Удельная теплоемкость. Методы испытаний по ASTM для исследования Электрических свойств ASTMD257. Сопротивление изоляции и объемное сопротивление; ASTM D149. …

Чувствительность композитов к воздействию воды под давлением

Так как стеклопластики могут быть использованы для глубо­ководных конструкций, представляет определенный интерес рас­смотрение влияния выдержки в воде под высоким давлением на свойства этих материалов. Результаты определения этих пара­метров приведены в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.