Способ получения армированных углеродным волокном материалов

Союз Советскнх Соцнаднстнцескнх РеспубннкОПИСКИН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИАГЕНТУ(1) 433668 Гввударвтввнный Свввтв Мнннс 1 р на делам нзобр н втнрытн(71):Ьявятел 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННВОЛОКНОМ МАТЕЯЮЛОВ химическиволокномным химич 25 Изобретение относится к производству армированных углеродным волокном матежалов.Известен способ получения армированных углеродным волокном ма тералов путем смешения углеродных волокон с термореактивным связующим и последующего Формования. Однако получаемые этим способом материалы не обладают высоким преде о лом очности на сдвиг.елью изобретения является разра отка способа, обеспечивающего получение материала с высоким пределом прочности на сдвиг, 15Эта цель достигается тем, что углеродные волокна предварительно обрабатывают блок- или привитым сополимером, содержащим два типа псдимерных звеньев, один из 3) которых способен химически связываться с углеродным воюкномв другой - со связующим. Сначала углерод ные волокна обрабатывают одним типом полимерного звена, способным связываться с углеродным, а затем другимв способ 9 ски связываться со свя аующим.Обработанные таким образом ув леродные всаокна вводят в термореактивное связующее, выработанное из группы, содержащей полиэфирное, эпоксидное или полиимидное связующее.В предлагаемом способе исполь зуют блок-сополимер типа А-В, в котором В фиксировано в конце цепи А, или привитой сополимер типа А-В, в котором В в виде привитых ветвей фиксировано на звене полимерной цепи А.Блок-сополимер может также быть типа А-В-А или типа В-А-В, где А представляет собой звено полимера, способное образовывать химическую связь с волокном углерода, В - звено полимерной цепи, совместимое со смолой.В качестве пслимеров, состаэ4336684ляющих звено полймерной цепи А со- тельно подученный блок-сополимерполимера, используют полиизопрен, А-В путем прививки звена А по анионполибутадиен, соплимер бутадиен- нору механизму или эа счет образоваакряовая кислота, сополимер бутади ния ионных связей.ен-метакрвтовая кйслота, полиизо П р и м е р 1. Окисляют волок 5 утен полисилоксаны, полиакрилаты, на углерода озоном при 70 ОС в течеПолимер В должен быть совмес- ние б час. После обработки 0,1 н.зим со смоли, т.е. должен содер- . аствором едкого натра при кипениижать полярные группы, например ан- в течение 8 час и подкисления 0,1 н.гидридные, словноэйирные, нитриль о хлористоводородяой кислотой промыные, гидроксил, карлбоксил, или вают волокна дистиилированной водой,ДВО 114 НЫЕ СВЯЗИ. сушат их и обрабатывают метанолатомВ качестве полимеров, представ- натрия в присутствии фенодФталеина.ляющих собой звено полимернои це- Далее смачивают волокна в тепи В сополимера, используют сопо- чение 24 час а растворе 0,1 г блоклиглер винилацетат-винилхлоридтче лимера, предварительно об 1 уаборедующийся сополиаер стирол-малеи- т ного метанолатом натрия, в 100новый ангидрид, сополимер метил- сР бензола с 10 ацетона. Блок-со.ополиме полиэтилен-малеиновый 2 О, полимер пред ополимер карбоксилированного "зоридин. прена со стиролом и малеиновым1 ривитой сополимер типа А-ВФиксирувт следующим образом; сна- .ромывают волокна ацетоном ичала (уу 1 ксируют звено А на волокне, у в 1 доравания следующие:затем прививают звено В к Л. . Бличество г" Звено эластомеРа А ФиксиРУют цлыа волокне путем прививкй его по эпоксидная смола . . . . . . 10радикдльному или ионному механизму. и 11 е ъ ъ / 2 211 рививка по радикальному меха-зо "-а ", рол 60низму сост 011 т в па 1 имер 1;заци при Температура, С6нагревании в присутствии таких ве- Продолжительность, часществ, как перекиси, гидроперекиси, До Формования предварительнбазопроизводные, или окислительно-пропитывают всо 1 окна в течение 30восстановительйой 1 системы или под З 5 мин при 80 С растююм смолы (8 где 1 ствиегл излучения. смолы в 2 г ацетонами. После обезПрививка по анйонноглу механиз- воживаниЯ их снова пРопитывают Н 1 Иму заключается в дезактивации анион тех же продолжительности и темпераного полимера Л на поверхности уг- туре смолой и отвердителем.леродного волокна или в нарастании 4 о Измену разрывную нагрузкуполимерной цепи Л непосредственно- при сдвигео э проб армированныхго на волокне, предварительно ме- коглпоэици 11, изготовленных предлагаеталлированном, например, литием. мым способом,1 ожно также фикс 11 ровать звено П 11 я сравнения измеряют разрывэластомера А на волокне ионными 45 ную нагрузку армированных компоэисвязями 1 водородно., дипольной свя- ци 11, содержащих волокна обработанзью, за счет Образовани соли), для ные только озоном (при 70 ОС в течеполучения которых создают гункцио- ние 5 час).нальные полярные группы, такие каккарбоксильные, одновременно на во О Р "Р".щ 3 "локне и на полимере а например 5,58 кг/мм 2, при окислении О,+сополимеризуя полимер Л с мономе- блок-сополицер 6,43 - 8,13 к 1/мглром, например с акриловой кислотой Следует отметить, что разрывИЛИ МЕтаКрИЛОВОЛ КИСЛОтОй, ИЛИ ПОд- Ная НаГруЗКа СДВИГа аГЛИРОвапыойвергая его вэаииодеэствию с реак- ээ коипсэипии, содериащез, несбРьботацтивом, таким как тиогликолевая ные волокна, составляет 4,7 кг-мм,кислота. П р и гл е р 2. Окис.-.яют и ОбраПосле Фиксирорация звена поли- батывают волокна углерода в усломера А на волокне Фиксирувт звено диях примера,Эат гл смачивают вополимера В на полимере Л ковалентны локна в растворе чистого карбоксиМИ ИЛГ 1 ИОННЫМИ СВЯЗЯИИ. содержащего сополимера изонрена1"ще один вариант способа эа- со стиролом и малеиноиым ангидриключается в том что непосредствен- дои (К:СМА) со следуюдии соотэоиено на волокне фиксируют предвари- ниеи звеньев