RU2767564C1 - Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения - Google Patents
Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767564C1 RU2767564C1 RU2021109590A RU2021109590A RU2767564C1 RU 2767564 C1 RU2767564 C1 RU 2767564C1 RU 2021109590 A RU2021109590 A RU 2021109590A RU 2021109590 A RU2021109590 A RU 2021109590A RU 2767564 C1 RU2767564 C1 RU 2767564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon fiber
- sizing
- finished
- polyphenylene sulphide
- carbon
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 8
- -1 polyphenylene Polymers 0.000 title abstract description 6
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 title abstract 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 5
- SLABEOONBHLKSD-UHFFFAOYSA-N O=S1(=O)C(C=C2)=CC=C2OOC2=CC=C1C=C2 Chemical compound O=S1(=O)C(C=C2)=CC=C2OOC2=CC=C1C=C2 SLABEOONBHLKSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 27
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 27
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 17
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 10
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- WTBFLCSPLLEDEM-JIDRGYQWSA-N 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-L-serine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP(O)(=O)OC[C@H](N)C(O)=O)OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC WTBFLCSPLLEDEM-JIDRGYQWSA-N 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical group OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- NQEUTICDPLLXAY-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxycarbonyl]benzoic acid Chemical compound OCCOCCOCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O NQEUTICDPLLXAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006112 polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L65/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L65/02—Polyphenylenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/04—Polysulfides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/152—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen having a hydroxy group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/244—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
- D06M13/248—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing sulfur
- D06M13/268—Sulfones
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к наполненным аппретированным углеволокном полимерным композитам из полифениленсульфида, и способу их получения, предназначенным в качестве конструкционных полимерных материалов, включающим в себя полифениленсульфид и углеродные волокна, аппретированные органическим аппретом - 4,4'-диоксидифенилсульфоном. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении физико-механических свойств создаваемых полимерных композитов за счет введения аппрета, повышающего смачиваемость наполнителя и увеличивающего межмолекулярные адгезионные взаимодействия между углеродным волокном и полифениленсульфидной матрицей. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к наполненным аппретированным углеволокном полимерным композитам из полифениленсульфида, и способу их получения, предназначенным в качестве конструкционных полимерных материалов.
Использование аппретов при создании полимерных композиционных материалов (ПКМ) позволяет модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные взаимодействия на границе раздела фаз матрица/наполнитель. Разработка аппретирующих составов для получения полимерных композиционных материалов на основе суперконструкционных термопластов за счет повышения адгезии между полимером, например, полифениленсульфидом, и наполнителем, в частности, стеклянным волокном, в ряде случаев, будет способствовать увеличению эксплуатационных свойств композита, что приведет к увеличению срока службы изделий.
Из уровня техники известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерного композиционного материала. Так, в патенте на изобретение RU 2057767 приводится полимерный композиционный материал, в состав которого входят полисульфоновый полимер и углеродные волокна. Углеродные волокна содержат на поверхности в качестве аппретирующего слоя сополимер, состоящий из звеньев метакриловой кислоты, диэтиленгликоля и бензосульфокислоты в молярном соотношении от 49,5:49,5:1 до 49:49:2 в количестве 0,52-5,0% от массы волокна при следующем соотношении компонентов, масс. %: углеродные армирующие волокна, содержащие сополимер, 25-75; полисульфоновая матрица остальное. По словам авторов изобретения, использование в качестве аппретирующего слоя указанного сополимера позволяет в 1,8-2,2 раза повысить межслоевую прочность при сдвиге полисульфоновых углепластиков. Основным недостатком предлагаемого решения является использование водной среды для нанесения на углеродную ленту смеси мономеров. Так как углеродные волокна и ленты являются гидрофобными, добиться равномерного распределения водного раствора смеси мономеров сложно. В результате полимеризации также возможна неполная конверсия мономеров, что может привести к образованию и выделению воды на других этапах получения полимерного композита, что приведет к образованию пор и снижению прочностных характеристик. Присутствие в водной среде бензолсульфокислоты будет способствовать к накоплению ионов, что будет ухудшать диэлектрические свойства материалов.
По патенту РФ №2201423 получены полимерные композиции из полимерного связующего (аппрет) и стеклоткани или углеродного наполнителя. Сначала получают связующее - олигомер реакцией тетранитрила ароматической тетракарбоновой кислоты и ароматического бис-о-цианамина при температурах 170-180°С. Связующее получается в виде порошка. Главным недостатком этого решения является сложность процесса получения связующего. При неполной конверсии мономеров во время синтеза, может происходить выделение побочных низкомолекулярных продуктов реакции во время совмещения связующего с наполнителем при повышенной температуре, следствием чего будет иметь место образование пустот в композиционном материале. Указанное приведет к ухудшению прочностных характеристик материала. Кроме этого, порошкообразные аппреты могут недостаточно равномерно покрывать поверхность наполнителя.
Известны полиэфиримидные композиты по патенту США №4049613. Чтобы увеличить смачиваемость углеродного волокна полимерной матрицей, авторы предлагают выдерживать наполнитель в горячей азотной кислоте в течение трех суток, что в технологическом и экономическом плане невыгодны.
Известен способ обработки углеродных наполнителей по патенту на изобретение №2676036. Изобретение относится к способу обработки углеродных наполнителей, а именно углелент или углеволокон, с целью повышения гидрофильности их поверхности и снижения плотности. Предлагаемый способ заключается в том, что процесс обработки углеродных лент и волокон проводят смесью 100 г разбавленной серной кислоты 60%-ной концентрации и оксида фосфора (V) 1,5-6,0 г при температуре 75°С в течение 0,5 часа. Обработанные вышеуказанным способом протонированные угленаполнители обладают высокой гидрофильностью поверхности и пониженной плотностью, что позволяет их применять в качестве наполнителей полярных полимеров и получать полимерные композиты с более высокой прочностью на сжатие.
Наиболее близким аналогом выступает способ аппретирования углеродного волокна по патенту РФ №2054015 «Способ аппретирования углеродного волокна для производства полисульфонового углепластика». По предлагаемому способу, проводят смешение блоксополимера с растворителем. Блоксополимером, состоящим из звеньев бисметакрилоилоксидиэтиленгликольфталата и бисметакрилоилокси-триэтиленгликольфталата, осуществляют пропитку углеродного наполнителя с последующей сушкой для удаления растворителя и полимеризации пленки аппрета на волокне, отличающийся тем, что смешение проводят в воде с одновременным воздействием ультразвукового излучения при частоте от 15 до 44 кГц и длительности воздействия от 5 до 14 минут. Недостатками способа являются использование водных растворов блоксополимеров для смачивания гидрофобных поверхностей углеродного волокна и необходимость дальнейшей полимеризации на поверхности наполнителя. Следствием может быть неравномерное смачивание наполнителя, а, следовательно, понижение свойств получаемого углепластика.
Задача настоящего изобретения заключается в получении композиционных материалов с улучшенными физико-механическими и реологическими свойствами на основе матричного полимера полифениленсульфида (ПФСд), наполненного аппретированным углеродным волокном (УВ).
Поставленная задача достигается тем, что композиционные материалы, армированные углеродными наполнителями, получают предварительной обработкой углеродного волокна органическим аппретирующим соединением - 4,4'-диоксидифенилсульфоном (ДОФС) приведенной ниже формулы:
причем количество аппретирующего вещества к углеродному волокну составляет 1-4 масс. %, тогда как количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале соответствует 20 масс. %. Обработка таким аппретом углеродного волокна повышает смачиваемость наполнителя полифениленсульфидом, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппрета.
Полимерные композиции (ПК) по настоящему изобретению получают путем предварительного смешения полимерной матрицы и аппретированного углеродного волокна с использованием высокоскоростного гомогенизатора Multi function disintegrator VLM-40B. Затем полимерная смесь подвергается экструзии на двухшнековом микроэкструдере PJSZ фирмы Haitai Machinery (Китай) с L/D=30, при максимальной температуре 320°С. Образцы для испытаний были получены методом литья под давлением на термопластавтомате SZS-20 компании Haitai Machinery (Китай) при температуре материального цилиндра 330-350°С и температуре формы 80°С.
Использованы молотые углеродные волокна с длиной 0,2 мм производства фирмы R&G (Германия), и полифениленсульфид марки PPS Z-200 фирмы DIC Corporation.
Механические испытания на одноосное растяжение выполнены на образцах в форме двухсторонней лопатки с размерами согласно ГОСТ 112 62-80. Испытания проводили на универсальной испытательной машине Gotech Testing Machine CT-TCS 2000, производство Тайвань, при температуре 23°С. Ударные испытания выполнены по методу Изода согласно ГОСТ 19109-84 на приборе Gotech Testing Machine, модель GT-7045-MD, производство Тайвань, с энергией маятника 11 Дж.
Показатель текучести расплава определялся на приборе ИИРТ-5 (Россия) при температуре 320°С и нагрузке 5 кгс.
Ниже представленные примеры, иллюстрирующие получение аппретированных углеродных волокон с использованием ДОФС.
Пример 1. Приготовление аппретированного УВ с 1 масс. % ДОФС.
В круглодонную трехгорловую колбу, снабженную прямым холодильником, нагревателем и мешалкой помещают 25 г дискретного УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,25 г ДОФС в 90 мл пропанона (0,39%-й раствор). Включают мешалку и перемешивают в течение 20 мин при температуре 22°С. Далее проводят нагревание содержимого колбы и отгонку пропанона по режиму: 32°С - 25 мин.; 42°С - 25 мин.; 52°С - 45 мин.; 72°С - 25 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 85-95°С 2 часа. Выход продукта - 97,8%.
Пример 2. Приготовление аппретированного УВ с 1,5 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 0,38 г (0,6%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 97,5%.
Пример 3. Приготовление аппретированного УВ с 2 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 0,51 г (0,8%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 97,4%).
Пример 4. Приготовление аппретированного УВ с 2,5 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 0,64 г (1%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 98,6%).
Пример 5. Приготовление аппретированного УВ с 3 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 0,77 г (1,2%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 98,8%).
Пример 6. Приготовление аппретированного УВ с 3,5 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 0,9 г (1,4%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 98,2%.
Пример 7. Приготовление аппретированного УВ с 4 масс. % ДОФС.
По примеру 1, только количество ДОФС составляет 1 г (1,56%-й раствор). Выход аппретированного УВ - 98,7%.
Из аппретированных УВ и ПФСд получены ПКМ, содержащие 20 масс. % обработанных ДОФС углеволокон.
В таблице 1 представлены составы, физико-механические и реологические свойства композитов, содержащих различные массы аппретирующей добавки по примерам 1-7.
Как видно из приведенных данных, полимерные композиции, содержащие аппретированные УВ (№№1-7), проявляют более высокие физико-механические и реологические характеристики по сравнению с неаппретированным образцом.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении физико-механических, и реологических свойств создаваемых наполненных композиционных материалов за счет введения органического аппрета - 4,4'-диоксидифенилсульфона, который повышает смачиваемость углеродного наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между углеродным волокном и полифениленсульфидной матрицей.
Claims (4)
1. Наполненный аппретированным углеволокном полимерный композит из полифениленсульфида, предназначенный для использования в качестве конструкционных полимерных материалов, отличающийся тем, что в качестве аппрета используют органическое соединение – 4,4'-диоксидифенилсульфон формулы:
в легколетучем органическом растворителе пропаноне, причем количество аппретирующего вещества к углеродному волокну соответствует 1-4 масс. %, тогда как количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале составляет 20 масс. %.
2. Способ получения наполненных аппретированным углеволокном полимерных композитов из полифениленсульфида по п.1, включающий аппретирование углеволокна путем нанесения аппретирующего материала из раствора с последующей сушкой, отличающийся тем, что аппрет наносят из растворов с массовой долей 0,39-1,56 % в органическом легколетучем растворителе - пропаноне и проводят ступенчатый подъем температуры с одновременной отгонкой растворителя по режиму: 22 °С - 25 мин; 32 °С - 25 мин; 42 °С - 25 мин; 52 °С - 45 мин; 72 °С - 25 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109590A RU2767564C1 (ru) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109590A RU2767564C1 (ru) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767564C1 true RU2767564C1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021109590A RU2767564C1 (ru) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767564C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793760C1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710559C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2019-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных стеклянных волокон и композиционные материалы на их основе |
| RU2712612C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе |
| CN107163291B (zh) * | 2017-07-11 | 2020-06-02 | 四川大学 | 一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料及其制备方法 |
| RU2744893C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерная углеволоконная композиция и способ её получения |
-
2021
- 2021-04-07 RU RU2021109590A patent/RU2767564C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107163291B (zh) * | 2017-07-11 | 2020-06-02 | 四川大学 | 一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料及其制备方法 |
| RU2710559C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2019-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных стеклянных волокон и композиционные материалы на их основе |
| RU2712612C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе |
| RU2744893C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерная углеволоконная композиция и способ её получения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Bedriye U., JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, 2020, vol.54 (1), 89-100. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793760C1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе |
| RU2811293C1 (ru) * | 2023-03-16 | 2024-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2744893C1 (ru) | Полимерная углеволоконная композиция и способ её получения | |
| RU2767564C1 (ru) | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения | |
| RU2770088C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с углеродными волокнами и способ их получения | |
| RU2770098C1 (ru) | Полимерные композиты из полифениленсульфида, аппретированного углеволокна и способ их получения | |
| RU2767562C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными углеродными волокнами и способ их получения | |
| RU2767549C1 (ru) | Композиционные материалы на основе полифениленсульфида, углеродных волокон и способ их получения | |
| RU2712612C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2741505C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения | |
| RU2773524C1 (ru) | Армированные углеродными волокнами полифениленсульфидные композиционные материалы и способ их получения | |
| RU2775606C1 (ru) | Полимерные композиционные материалы из полифениленсульфида с углеродными волокнами и способ их получения | |
| RU2770094C1 (ru) | Стеклонаполненные композиции на основе полифениленсульфида и способ их получения | |
| RU2752625C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2770092C1 (ru) | Полимерные композиции на основе полифениленсульфида, стекловолокна и способ их получения | |
| RU2796835C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2767551C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными стекловолокнами и способ их получения | |
| RU2770361C1 (ru) | Полифениленсульфидные стекловолоконные композиты и способ их получения | |
| RU2769443C1 (ru) | Стекловолокнистые полимерные композиции на основе полифениленсульфида и способ их получения | |
| RU2804164C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и армированная полимерная композиция | |
| RU2767546C1 (ru) | Армированные стекловолокнами полифениленсульфидные композиционные материалы и способ их получения | |
| RU2802447C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиты на их основе | |
| RU2798166C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфирэфиркетонные композиции на их основе | |
| RU2819115C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и наполненный ими полимерный композит | |
| RU2811391C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонные композиции | |
| RU2770097C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиции с аппретированными стекловолокнами и способ их получения | |
| RU2770087C1 (ru) | Полифениленсульфидные стекловолокнистые композиты и способ их получения |