Создание композиционных материалов на основе арамидных волокон с применением плазменной обработки

Ибатуллина А.Р., аспирант

Руководитель: к.т.н., проф. Сергеева Е.А.

Казанский национальный исследовательский технологический университет

e-mail: gaynutdinovaa@bk.ru

Одним из самых распространенных материалов при создании волокнистых композитов являются арамидные волокна и ткани. Известно, что при изготовлении композиционных материалов (КМ) большое значение имеет показатель смачиваемости армирующего материала связующим веществом. С целью увеличения данного показателя арамидные волокна (производства ООО НТП «Термотекс») были обработаны потоком плазмы высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда пониженного давления в различных режимах.

По показателю капиллярности к воде и результатам испытаний на прочность для дальнейших испытаний были отобраны наиболее оптимальные режимы, в которых капиллярность обработанных волокон увеличивается в 20–30 раз для марки Русар-С и на 30–40 % для марки Кевлар. При этом прочность волокон марки Русар-С изменяется в различных режимах на ±10 %, а прочность марки Кевлар уменьшается на 7–20 %. Далее были проведены сравнения показателя смачиваемости эпоксидной смолой. С помощью плазменной обработки удалось добиться увеличения уровня подъема капиллярного столба эпоксидной матрицы по волокну до 140 % для волокна марки Русар-С, и до 180 % для волокна марки Кевлар. При этом максимальное увеличение прочности связи матрицы с обработанным арамидным волокном составило 40 %. Таким образом, можно сделать вывод, что применение плазменной обработки целесообразно при создании КМ.

Реологические исследования растворов па-6 для оценки его микронеоднородности по молекулярной массе

Казаков Д.А., студент

Руководители: к.х.н., доц. Усачева Т.С., д.т.н., доц. Базаров Ю.М.

Ивановский государственный химико-технологический университет

e-mail: u- tamara@isuct.ru

В ряде исследований убедительно показано, то гранулы ПА-6, синтезированного в промышленности, характеризуются высокой микронеоднородностью по молекулярной массе, что является одной из главных причин неравномерности физико-механических свойств получаемого волокна.

В настоящей работе предложен вариант оценки микронеоднородности гранул ПА-6, основанный на увеличение концентрации раствора полимера в вискозиметре Уббелоде и измерении вязкости соответствующих растворов. Результаты экспериментов, оформленные в виде графиков η­_уд/с=f(c) показали, что они не ложатся на прямую, полученную путем разбавления системы. Данная зависимость ступенчатая, что связано с микронеоднородностью гранул полимера по молекулярной массе. Молекулярная масса промышленного Па-6 колеблется от 14000 до 30000.

В работе также проведена оценка микронеоднородности ПА-6, синтезированного на опытной лабораторной установке по варианту низкотемпературной гидролитической полимеризации капролактама. Высота аппарата синтеза 3 метра, объем 14 литров. Образцы полимера были взяты из трех частей аппарата: верха, середины, низа.

Результаты эксперимента показали, что молекулярная масса полимера в нижней части аппарата находится в пределах 16400–18000, в средней части аппарата 16300–20000, в верхней части соответственно 17000–18200, что указывает на отсутствие градиента по молекулярной массе в аппарате синтеза.

Таким образом, в работе проведена оценка микронеоднородности ПА-6 по молекулярной массе как полученного в промышленности, так и синтезированного на опытной лабораторной установке. Показано, что низкотемпературная гидролитическая полимеризация ПА-6 позволяет получить однородный по молекулярной массе полимер.