Справочник по композиционным материалам

Технология получения КВМ на основе УВ и термопластичных связующих

Для получения КВМ из непрерывных УВ и термопластов, используется технология препрегов, которая включает четыре ос­новных процесса: нанесение связующего из раствора, ламиниро­вание пленкой, каландрирование в расплаве, и получение тканей.

В первом процессе непрерывное УВ пропускается через раст­вор термопласта с последующим выпариванием растворителя. По этому методу могут быть получены препреги как из ориенти­рованных углеродных лент, так и из тканей на основе УВ. Полу­ченные листы препрега могут быть объединены методом прессо­вания при повышенной температуре. Преимуществом этого про­цесса является то, что материал оказывается сходным с препрегом на основе эпоксидного связующего, но с существенно более дли­тельным «временем жизни». Недостатком этого метода является то, что часть растворителя остается при сушке в пряже, что при­водит к нестабильности содержания связующего в КВМ, а также усложняет процесс, ибо растворители чаще всего горючи и ток - 312 сичны. Кроме этого, цена применяемых растворителей достаточно высока.

Процесс ламинирования заключается в дублировании мате­риала с непрерывными УВ пленкой под давлением при повышен­ной температуре. Недостатком метода является ограничение раз­мера материала размерами плит пресса и особенностями самой термопластичной пленки. Кроме того, время обработки (нагрев и охлаждение) достаточно велики и к тому же появляется тенден­ция к разориентации волокон в материале. Преимущества метода — низкая пористость и хорошо контролируемое содержание свя­зующего.

Процесс каландрирования в расплаве разработан специали­стами фирмы «Юнион карбайд» и основан на использовании двух или трех вальцовых каландров. Расплав термопласта захваты­вается в щель между двумя вальцами, куда одновременно посту­пает и непрерывный материал на основе УВ. Окончательное фор­мование осуществляется пропусканием через серию холодных вальцов с последующим разрезанием КМ на куски нужной длины. Использование этого метода имеет следующие преимущества: легко контролируемое содержание связующего; отсутствие порообразования; быстрота и непрерывность процесса; экономичность и, следовательно, низкая стоимость. Весьма важным преимуществом этого метода является и воз­можность использования для получения препрегов таких связую­щих, как легко растворимый полисульфон, нейлон, сульфид поли­этилена. Недостаток метода — ограничения на термообработку тканей из УВ. В настоящее время появились новые процессы получения препрегов из УВ-материалов. Один из них заключается в получении ткани из УВ с включением полипропиленовых во­локон. Такая ткань является аналогом препрега. КВМ из нее может быть получен методом прессования его под давлением. Преимуществом этого метода является повышенная хемостой - кость материала, хорошая возможность контроля содержания связующего, а также легкость переработки. К недостаткам можно отнести ограничение на материал для производства таких тканей. Общий недостаток всех методов получения препрегов с термопла­стами заключается в том, что не может быть использована техно­логия автоклавного прессования или техника ламинирования. Другие технологические методы, такие, как намотка нитью и пултрузия (получение труб) развиваются в исследовательском центре механики материалов Вооруженных сил США и компанией «Боинг».