Технология получения пкм на основе рубленого стекломата и полиэфирного связующего методом вакуумной инфузии
М.Ю. Воскобойник, К.С. Габриельс, О.А. Караева, Е.В. Кулакова, Д.В. Полухин
НВЛ «Композиционные материалы», НОЦ «ИТА»
Существуют различные технологии и методы получения изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Преимущественно долгое время использовалась препреговая автоклавная технология. Но в настоящее время внедряются новые технические решения и разработки, позволяющие совместить операции пропитки наполнителя связующим и формование детали, что, в отличие от препреговой автоклавной технологии, приводит к сокращению временного цикла изготовления детали, энерго- и трудозатрат и, как следствие, удешевлению технологий.
Одним из таких способов изготовления детали является получение изделий из ПКМ с помощью технологии инфузионной пропитки под вакуумом.
Технология вакуумной инфузии предусматривает пропитку и формование детали на оснастке с закрепленным на ней вакуумным мешком. Полимерное связующее закачивается в форму за счет разряжения воздуха, создаваемого под вакуумным мешком. Такой способ удобен тем, что для осуществления технологического процесса не требуется никаких дополнительных приспособлений и оборудования для подачи связующего в форму.
На основе полиэфирного связующего и стекломата был разработан технологический процесс получения плоскопараллельной пластины прямоугольной формы методом вакуумной инфузии. В соответствии с данным процессом была произведена сборка технологического пакета, как показано на рисунке.
Н
а
предварительно обработанную антиадгезивом
оснастку 2 в соответствии со схемой
выкладки были выложены слои: жертвенной
ткани 6, трехслойного рубленного
стекломата 5 плотностью 300/180/300 г/м2
и дренажной сетки 7. По периметру оснастки
был размещен герметизирующий жгут 3, к
которому прикреплялся вакуумный мешок
8. Собранный пакет был подключен к емкости
с полиэфирным связующим 1 через трубку
подачи смеси 11 и запитывающий штуцер
9; и инфузионной машине Civac
XE-R510-S-CP
13, создающей необходимое разряжение в
загерметизированной форме, через линию
откачки вакуума 12, штуцер вакуумной
линии 10 и спиральную трубку 4.
Процесс инфузии полиэфирного связующего объемом 1 л производился при комнатной температуре 23оС в течение 10 минут, давление в системе поддерживалось на уровне 135 мбар с погрешностью 1 мбар. По истечению заданного времени подачу связующего прекращали, а технологический пакет с пропитанным материалом оставляли под давлением до полной полимеризации связующего (24 ч).
Для апробации полученной пластины, были произведены механические испытания элементарных образцов, полученных на основе данного ламината. Средние значения предела прочности при растяжении и сжатии составляют 82 и 85 МПа соответственно.
Анализ механических испытаний и технологических параметров полученного материала позволяют сделать вывод о высоком качестве исходных материалов и правильности разработанного технологического процесса.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки в рамках госзадания на НИР университету на 2015 г.
УДК 678