Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка составов пленочных связующих для получения деталей методом RFI (Resin Film Infusion)

Сведения об участнике
ФИО
Хафизов Виталий Андреевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева-КАИ»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Композитные материалы
Тема
Разработка составов пленочных связующих для получения деталей методом RFI (Resin Film Infusion)
Резюме
В представленной работе рассмотрены технологические этапы разработки
смесевых высоковязких эпоксидных составов, на основе которых получены пленочные
связующие. Описаны результаты исследований их реологических, теплофизических, физико-
химических свойств, а также изучение свойств липкости высоковязких композиций. Для
пленочных связующих на основе аминного отвердителя приведены данные по исследованию
их жизнеспособности на динамическом механическом анализаторе.
Ключевые слова
Пленочные связующие, высоковязкие эпоксидные составы, смесевые композиции, эпоксидные олигомеры, полимерные пленки.
Цели и задачи
Цель: разработка композиции для пленочных связующих с комплексом регулируемых технологических свойств на основе высоковязких смол;
Задачи:
-выбор высоковязких эпоксидных смол для получения пленкообразующей основы с целью разработки композиции для пленочных связующих;
-выбор оптимальной концентрации каждого из компонентов в смесевой композиции и получение образцов в виде пленок на основе высоковязкой смесевой композиции;
-исследование реологических свойств смесевой композиции;
-исследование теплофизических свойств смесевой композиции;
-исследование липкости пленочной основы;
-выбор отвердителя для пленочной основы;
-исследование жизнеспособности связующего в виде пленки.
Введение

  В настоящее время в авиационной промышленности всё большее распространение получают безавтоклавные методы формования. Это связано с тем, что приобретение и эксплуатация автоклава связаны со значительными финансовыми затратами. Автоклавное формование имеет ряд особенностей: дает возможность получать высокопрочные, крупногабаритные изделия равномерной толщины, низким уровнем пористости и высоким качеством поверхности. Но существует альтернативная технология RFI (Resin Film Infusion), позволяющая получать изделия из полимерных композиционных материалов (ПКМ) с таким же уровнем качества, но при этом дает возможность обходиться без автоклава. Главной оособенностью этой технологии является использование связующего в виде пленки.

Методы и материалы

-

Описание и обсуждение результатов

   Исследования теплофизических свойств смесей показали, что составы имеют величины температуры стеклования, Тст: ЭХД-ЭД10 (50%-50%) Тст=8,9ºС, ЭХД-ЭД8 (50%-50%) Тст=18,6С, D.E.N.438-ЭД10 (50%-50%) Тст=13,88ºС, значит при температуре хранения в холодильных камерах (Т=4-6ºС) они будут находиться в стеклообразном состоянии, что может вызвать их охрупчивание, для того чтобы исключить последнее и перевести пленки в эластичное состояние, необходимо после извлечения их из холодильной камеры выдержать при Т=25-30С некоторое время ( в зависимости от рулона). Изучение липкости показали, что полученные пленочные составы способны хорошо удерживаться на поверхности оснастки или армирующего материала и отделяться от них без потери композиции. Следующим этапом данной работы был подбор отверждающего агента. Как показал литературный обзор, для пленочных связующих наиболее востребованными оказались порошковые отвердители. Такой выбор исследователей-технологов вполне объясним: использование жидкого отвердителя может привести к существенному изменению вязкости связующего при комнатной температуре. Еще одним критерием выбора отвердителя является то, что процесс отверждения пленочного связующего должен происходить при более высоких температурах, чем процесс высокотемпературной пропитки. При этом величина температуры пропитки должна быть достаточной для растворения частиц отвердителя и образования однородной композиции. По данным, полученных методом ДСК, а также по агрегатному состоянию составов при комнатной температуре и по результатам определения их липкости был сделан выбор в пользу одного из изученных аминных порошкообразных отвердителей. Исследования жизнеспособности пленочных связующих, полученные на динамическом механическом анализаторе DMA 242 фирмы NETZSCH показывают, что процесс гелеобразования при заданных параметрах (скорость динамического нагрева 5К/мин, динамическая нагрузка 4Н с амплитудой в 30 мкм) начинает происходить от температуры 140°С, а полное отверждение наступает при достижении Т=207°С. Таким образом, предлагаемые смесевые композиции могут быть использованы в качестве пленочных связующих.

Используемые источники
1. Тимошков П.Н. Пропитка пленочным связующем (RFI) как перспективная безавтоклавная технология получения изделий из ПКМ //П.Н. Тимошков, А.А. Платонов // Труды ВИАМ. 2015. №5. 10с.
2. Чурсова Л.В. Пленочные связующие для RFI-технологии/ Л.В. Чурсова, М.И. Душин, Д.И. Коган // Российский химический журнал. 2010. Т.LIV, № 1. С.63-67.
3. Мухаметов Р.Р. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных ВПКМ // Р.Р.Мухаметов, К.Р.Ахмадиева, Л.В.Чурсова, Д.И.Коган // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С.38- 42.
Information about the project
Surname Name
Khafizov Vitaliy Andreevich
Project title
Developing formulations film binders to produce parts by RFI (Resin Film Infusion).
Summary of the project
In the present study considered technological development steps
mixed high-viscosity epoxy compounds, from which obtained film
binders. We describe the results of their research of rheological, thermal, physical and
chemical properties, as well as the study of the properties of high-tack compositions. For
film binders based on amine hardener provides data Research
viability on a dynamic mechanical analyzer.
Keywords
Film resin, high-viscosity epoxy compositions, blend compositions, epoxy oligomers, polymeric film.