RU2793760C1 - Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе - Google Patents
Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793760C1 RU2793760C1 RU2022116596A RU2022116596A RU2793760C1 RU 2793760 C1 RU2793760 C1 RU 2793760C1 RU 2022116596 A RU2022116596 A RU 2022116596A RU 2022116596 A RU2022116596 A RU 2022116596A RU 2793760 C1 RU2793760 C1 RU 2793760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyetheretherketone
- carbon fibre
- dressed
- carbon fiber
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- -1 4,4'-diaminodiphenyl ketone Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 40
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 40
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical group OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 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
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-difluorobenzophenone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920008285 Poly(ether ketone) PEK Polymers 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 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
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass 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
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 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
- 229920013745 polyesteretherketone 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
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Abstract
Настоящее изобретение относится к области аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонных композиционных материалов на их основе. Описано аппретированное углеродное волокно состава: углеволокно 99,4÷96,4 масс.%, 4,4'-диаминодифенилкетон (ДАДФК) 0,6÷3,6 масс.%, причем в качестве аппрета используется 4,4'-диаминодифенилкетон, нанесенный на углеволокно из растворов с массовыми концентрациями 0,15÷0,9 масс.% в изопропаноле, отгонка растворителя по режиму: 20 °С – 7 мин, 45 °С - 5 мин, 55 °С - 6 мин, 65 °С - 7 мин, 75 °С - 10 мин, 83 °С - 10 мин. Также описан полиэфирэфиркетонный композиционный материал, предназначенный в качестве конструкционного полимерного материала, используемого при производстве специальных изделий в аддитивных технологиях, содержащий полимерную матрицу на основе полиэфирэфиркетона и аппретированного углеродного волокна, причем используется аппретированное углеродное волокно, полученное указанным выше способом, количественное соотношение компонентов в полиэфирэфиркетонном композиционном материале соответствует: полиэирэфиркетон 90 масс.%, аппретированное углеродное волокно 10 масс.%. Технический результат – улучшение физико-механических свойств полиэфирэфиркетонного композиционного материала, за счет введения 4,4'-диаминодифенилкетона, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфирэфиркетонной матрицей. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к области аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонным композиционным материалам на их основе, и может быть использовано для производства конструкционных изделий специального назначения в аддитивной технологии.
Одним из путей повышения эксплуатационных характеристик полиэфирэфиркетонных углеволокнистых композитов является аппретирование поверхности углеродного волокна, позволяющего модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные адгезионные взаимодействия на границе раздела фаз полимер-наполнитель.
Известны полимерные композиционные материалы, содержащие полиэфиркетоны.
Патент EP 0224236 A2 посвящен созданию композиций полимеров с улучшенной химической стойкостью и стабильной формовкой для литья под давлением, которые содержат полиэфиркетон (ПЭК), (не полиэфирэфиркетон (ПЭЭК)), ароматический полисульфон, и наполнители, в том числе, и углеродное волокно.
В патенте EP 0316681 A2 также описаны волокнистые композиционные материалы из полиэфирсульфона, полифиркетона (не полиэфирэфиркетон) и углеродного волокна. В обоих патентах приводятся композиты, полученные из смеси двух полимеров - полиэфирсульфона, полифиркетона, наполненных волокнами. В них не приведены сведения об аппретировании углеродных волокон для получения ПКМ с повышенными механическими свойствами.
В патенте RU 2278126, опубл. 20.06.2006, бюлл. № 17 приведены композиции, используемые для сшивания цепей. В этой работе предлагается использовать смесь полиэфиркетона (не ПЭЭК) с концевыми аминогруппами и сополимеры полиэфирсульфона (ПЭС) и сополиэфирэфирсульфона (ПЭЭС) с концевыми ангидридными группами. Смесь растворяют в высококипящем растворителе - N-метилпирролидоне и обрабатывают ею углеродные волокна. Недостатком решения является использование растворителя с высокой точкой кипения (203°С), который трудно удалить из композиции, а его остатки при высоких температурах эксплуатации изделий приведут к появлению в отливках пузырей, и как следствие, к понижению эксплуатационных свойств.
Из уровня техники известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерных композиционных материалов. 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 (аппрета) 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 полиэфирэфиркетонные 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 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.
Наиболее близким аналогом выступает способ аппретирования углеродного волокна по патенту РФ № 2744893. «Полимерная углеволоконная композиция и способ ее получения». В патенте предлагается в качестве аппретирующего компонента углеродного волокна (углеволокна, УВ) использовать гидрохинон. Недостаткам предлагаемого решения является невысокая стабильность аппрета при повышенных температурах, что будет приводить к понижению эксплуатационных характеристик композиций.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке новых аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонных композиционных материалов на их основе с более высокими значениями физико-механических показателей, на основе матричного полимера полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), наполненного аппретированным углеродным волокном (углеволокном, УВ).
Поставленная задача достигается тем, что аппретированные волокна получают путем обработки углеродного волокна аппретирующим веществом - 4,4'-диаминодифенилкетоном (ДАДФК), в изопропаноле.
Матричный полиэфирэфиркетон представляет собой промышленный полимер PEEK 450, являющийся продуктом поликонденсации 1,4-диоксибензола и 4,4'-дифтордифенилкетона формулы:
При этом берут следующие соотношения компонентов в наполнителе, масс. %:
| Углеволокно | 99,4 ÷ 96,4 |
| ДАДФК | 0,6 ÷ 3,6 |
Количество аппретированного углеродного волокна в композиционном материале соответствует 10 масс. %. Обработка таким аппретирующим составом повышает смачиваемость углеродного волокна полиэфирэфиркетоном, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппретирующего состава.
Аппретированные углеродные волокна по настоящему изобретению получают путем обработки углеродных волокон аппретирующим компонентом - раствором 4,4'-диаминодифенилкетона в изопропаноле, с последующей отгонкой растворителя. Композиционные материалы получают путем предварительного смешения полимерной матрицы - полиэфирэфиркетона приведенной ниже формулы и аппретированного углеволокна с использованием высокоскоростного гомогенизатора Multi function disintegrator VLM-40B. Затем полимерная смесь подвергается экструзии с использованием лабораторного двухшнекового экструдера с тремя зонами нагрева при температурных режимах переработки 200°С, 315°С, 355°С. Использованы углеродное волокно марки RK-306 (IFI Technical Production), изопропанол марки «ХЧ» и матричный полиэфирэфиркетон представляющий собой промышленный полимер PEEK 450, являющийся продуктом поликонденсации 1,4-диоксибензола и 4,4'-дифторбензофенона формулы:
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных углеродных волокон с использованием аппретирующего компонента.
Пример 1. Приготовление аппретированного УВ с 0,6 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,85 г (99,4 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,15 г (0,6 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,15 масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Пример 2. Приготовление аппретированного УВ с 1,2 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,7 г (98,8 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,3 г (1,2 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,3масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Пример 3. Приготовление аппретированного УВ с 1,8 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,55 г (98,2 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,45 г (1,8 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,45 масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Пример 4. Приготовление аппретированного УВ с 2,4 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,4 г (97,6 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,6 г (2,4 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,6 масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Пример 5. Приготовление аппретированного УВ с 3,0 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,25 г (97,0 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3,0 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,75 масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Пример 6. Приготовление аппретированного УВ с 3,6 масс. % ДАДФК.
В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником, помещают 24,1 г (96,4 масс. %) УВ с длиной волокон 0,2 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,9 г (3,6 масс. %) ДАДФК в 125 мл изопропанола (0,9 масс. %-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 7 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку изопропанола по режиму: 45°С - 5 мин; 55°С - 6 мин; 65°С - 7 мин; 75°С - 10 мин, 83°С - 10 мин.
Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 79-80°С, 65 мин.
Из аппретированных УВ и ПЭЭК получены композиционные материалы, содержащие 10 масс. % аппретированных 4,4'-диаминодифенилкетоном углеволокон.
В таблице 1 представлены составы и свойства композиционных материалов по примерам 1-6, обработанных различными количествами 4,4'-диаминодифенилкетона.
| Таблица 1 Свойства полиэфирэфиркетонных композиционных материалов |
||||
| Состав | Ар, кДж/м² 11 Дж с/н |
Ераст, ГПа | σраст, МПа |
σтек, МПа |
| PEEK 450 + 10 % УВ 0,2 мм | 8,65 | 4,74 | 105 | 110,3 |
| По примеру 1 | 9,53 | 5,35 | 118,5 | 117,2 |
| По примеру 2 | 10,75 | 5,54 | 122,7 | 121,4 |
| По примеру 3 | 11,38 | 5,57 | 123,3 | 123,7 |
| По примеру 4 | 11,96 | 5,67 | 125,5 | 124,6 |
| По примеру 5 | 12,24 | 5,72 | 126,8 | 125,9 |
| По примеру 6 | 11,87 | 5,72 | 126,6 | 125,6 |
где Ар - ударная прочность с надрезом, Е раст - модуль упругости при растяжении, σ раст - предел прочности при растяжении, σтек - предел текучести при растяжении.
Как видно из приведенных данных, полиэфирэфиркетонные композиционные материалы с аппретированными углеродными волокнами, (№№ 1-6), проявляют более высокие физико-механические свойства по сравнению с материалом, содержащим неаппретированное углеродное волокно.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении физико-механических свойств создаваемого полиэфирэфиркетонного композиционного материала за счет введения аппретирующего вещества - 4,4'-диаминодифенилкетона, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфирэфиркетонной матрицей.
Claims (5)
1. Аппретированное углеродное волокно состава, масс.%:
отличающееся тем, что в качестве аппрета используется 4,4'-диаминодифенилкетон, нанесенный на углеволокно из растворов с массовыми концентрациями 0,15÷0,9 масс.% в изопропаноле, отгонка растворителя по режиму: 20 °С – 7 мин, 45 °С - 5 мин, 55 °С - 6 мин, 65 °С - 7 мин, 75 °С - 10 мин, 83 °С - 10 мин.
2. Полиэфирэфиркетонный композиционный материал, предназначенный в качестве конструкционного полимерного материала, используемого при производстве специальных изделий в аддитивных технологиях, содержащий полимерную матрицу на основе полиэфирэфиркетона и аппретированного углеродного волокна, отличающийся тем, что используется аппретированное углеродное волокно, полученное способом по п. 1, причем количественное соотношение компонентов в полиэфирэфиркетонном композиционном материале соответствует, масс.%:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793760C1 true RU2793760C1 (ru) | 2023-04-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118027599A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-05-14 | 江苏君华特种高分子材料股份有限公司 | 连续纤维增强聚醚醚酮单向带及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014159564A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-09-04 | Toray Ind Inc | プリプレグおよびサイジング剤塗布炭素繊維 |
| RU2743995C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона, армированного углеволокном, и способ его получения |
| 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 |
| RU2752627C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-07-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения |
| US11168024B2 (en) * | 2009-02-05 | 2021-11-09 | Arkema France | Fibers sized with polyetherketoneketones |
| RU2767564C1 (ru) * | 2021-04-07 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |
| RU2770098C1 (ru) * | 2021-04-01 | 2022-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерные композиты из полифениленсульфида, аппретированного углеволокна и способ их получения |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11168024B2 (en) * | 2009-02-05 | 2021-11-09 | Arkema France | Fibers sized with polyetherketoneketones |
| JP2014159564A (ja) * | 2013-01-25 | 2014-09-04 | Toray Ind Inc | プリプレグおよびサイジング剤塗布炭素繊維 |
| RU2743995C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона, армированного углеволокном, и способ его получения |
| RU2752627C1 (ru) * | 2020-03-16 | 2021-07-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерный композит на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения |
| 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 |
| RU2770098C1 (ru) * | 2021-04-01 | 2022-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полимерные композиты из полифениленсульфида, аппретированного углеволокна и способ их получения |
| RU2767564C1 (ru) * | 2021-04-07 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118027599A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-05-14 | 江苏君华特种高分子材料股份有限公司 | 连续纤维增强聚醚醚酮单向带及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2744893C1 (ru) | Полимерная углеволоконная композиция и способ её получения | |
| RU2741505C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композит и способ его получения | |
| RU2793760C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе | |
| RU2712612C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе | |
| RU2752625C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2793886C1 (ru) | Полиэфирэфиркетонный углеволокнистый композиционный материал и способ его получения | |
| RU2793913C1 (ru) | Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2793888C1 (ru) | Полимерный композиционный материал на основе полиэфирэфиркетона и углеволокна и способ его получения | |
| RU2798166C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфирэфиркетонные композиции на их основе | |
| RU2793890C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит на его основе | |
| RU2793864C1 (ru) | Углеволоконный полиэфирэфиркетонный композит и способ его получения | |
| RU2796404C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерные композиции на их основе | |
| RU2841217C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфиримидная композиция на его основе | |
| RU2793866C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфиримидный композит | |
| RU2770088C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с углеродными волокнами и способ их получения | |
| RU2804164C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и армированная полимерная композиция | |
| RU2811422C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композит | |
| RU2811385C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полимерные композиты на их основе | |
| RU2816456C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полимерный композит на их основе | |
| RU2798036C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2796835C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеволокон и полиэфиримидные композиции | |
| RU2811393C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиты с полиэфирэфиркетоном | |
| RU2835691C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонная композиция | |
| RU2802624C1 (ru) | Способ получения аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонные композиционные материалы на их основе | |
| RU2811395C1 (ru) | Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфирэфиркетонный композиционный материал |