Патенты автора БАБКИН Александр Владимирович (RU)
Изобретение относится к области полимерной химии и технологии изготовления полимерных композиционных материалов (ПКМ). Настоящее изобретение относится к группе изобретений: композиция связующего, предназначенная для изготовления ПКМ; способ получения раствора композиции связующего; препрег для получения ПКМ; пресс-материал для получения ПКМ; способ получения препрега; способ получения пресс-материала; полимерный композиционный материал. Данная композиция связующего включает фенолформальдегидный олигомер формулы (I) в количестве от 75 до 95 мас.% (I), в котором содержится от 60 до 99% звеньев общей формулы (II) (II), и инициатор полимеризации – остальное. Способ получения раствора композиции связующего включает перемешивание новолачной фенолформальдегидной смолы с 4-нитрофталонитрилом в растворителе в присутствии основания, взятого в количестве не менее 1,0 мольного эквивалента по отношению к фенольным гидроксильным группам, при температуре 20-40°С в течение 8-60 часов до полного исчезновения 4-нитрофталонитрила, с последующим фильтрованием смеси, добавление 5-25% от массы олигомера к полученному раствору инициатора полимеризации, удаление части растворителя при пониженном давлении полностью или частично до достижения концентрации 20-70% связующего. Препрег для получения ПКМ представляет собой армирующий наполнитель в виде углеродной ткани, стеклоткани, арамидной ткани или базальтовой ткани, пропитанный композицией связующего, составляющей 30-50 мас.%. Способ получения препрега включает протягивание армирующего наполнителя через ванну с раствором композиции связующего, отжимание излишнего раствора с помощью валов, с последующим удалением остатков растворителя нагреванием от 25 до 140°С. Пресс-материал для получения ПКМ представляет собой армирующий наполнитель в виде углеродного волокна; стекловолокна; арамидного волокна; базальтового волокна, пропитанного композицией связующего, составляющей 30-45 мас.%. Способ получения пресс-материала включает замешивание рубленного волокна с раствором композиции связующего с последующим удалением растворителя нагреванием от 70 до 140°С. ПКМ получают из препрега или пресс-материала путем формования методом горячего прессования, или вакуумного формования, или автоклавного формования. Технический результат – получение новой композиции на основе фталонитрильных связующих, обладающей эффективной для пропитки армирующих наполнителей на основе органических и неорганических тканей и волокон вязкостью не более 500 мПа⋅с; способностью к высокой скорости полимеризации, обеспечивающими высокие механические свойства ПКМ независимо от армирующего наполнителя и сохранение этих свойств при повышенных температурах (не менее 50% от исходного значения при 250°С), разработка более эффективных и менее многостадийных и ресурсоемких способов ее получения; и менее ресурсоемких способов ее отверждения при изготовлении ПКМ. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 табл., 121 пр.
Группа изобретений относится к полимерным композиционным материалам, полученным из олигомеров фталонитрила в качестве компонента полимеризуемой смолы для защитных покрытий полимерной композиционной матрицы. Материалы с фталонитрильными матрицами могут применяться в деталях двигателей в авиационно-космической промышленности, для высокотемпературной защиты электроники, а также для применения в кораблестроении при изготовлении негорючих деталей интерьера подводных лодок. Олигомер фталонитрила в качестве компонента полимеризуемой смолы для защитных покрытий полимерной композиционной матрицы представляет собой соединение формул (I)
(I),или формулы (II)
(II),или формулы (III)
(III)Описан способ получения олигомера фталонитрила, характеризующийся последовательным нуклеофильным замещением атомов фтора в гексафторбензоле и/или нитрогруппы в 4-нитрофталонитриле гидроксилсодержащими ароматическими соединениями. Описаны также композиция для приготовления термореактивной смолы, включающая по меньшей мере одно соединение (I) или (II) или их смесь с соединением формулы (III) и отвердитель, способ приготовления термореактивной смолы и способ приготовления термореактивного лака. Термореактивная смола может наноситься на поверхность композита в виде расплава или лака (раствора смолы в органическом растворителе) для создания защитных покрытий. Техническим результатом заявляемой группы изобретений является получение термореактивной смолы, полученной на основе фторсодержащих олигомеров, в отверждённом виде обладающей повышенной термоокислительной стабильностью, которая в качестве защитного покрытия позволяет сохранить (~90%) эксплуатационные характеристики ПКМ даже после 200 ч при 350°C; в отличие от известных покрытий на основе фталонитрильных смол, которые в тех же условиях позволяют сохранить лишь ~70% от начальных эксплуатационных характеристик композита, и характеризующейся простотой нанесения. 5 н. и 24 з.п. ф-лы, 1 табл., 56 пр.
Изобретение может быть использовано в самолетостроении, химической промышленности, металлургии. Для получения углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) из углепластиков с фталонитрильными матрицами дважды проводят пропитку углеродного наполнителя фталонитрильным связующим с последующей карбонизацией образцов в неокислительной атмосфере. При этом сначала образцы нагревают до температуры 1000±5°С, а повторно до 1800±10°С. Нагрев осуществляют со скоростью 0,1-2°С/мин с выдержкой в течение 1-10 ч. После этого проводят процесс пиронасыщения полученного материала в атмосфере метана при температуре 1800±10°C в течение 1-10 ч. Предложен углерод-углеродный композиционный материал, полученный указанным способом. Изобретение позволяет получить УУКМ, характеризующийся прочностью при межслоевом сдвиге 9,3 - 9,6 МПа, пористостью 0,1 - 0,3 %, плотностью 1,72 - 1,74 г/см3, прочностью при сжатии 79,5 - 93,6 МПа, модулем упругости 12,0 - 13,8 ГПа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 25 пр., 1 ил.
Изобретение относится к композиции связующего, предназначенной для изготовления полимерного композиционного материала (ПКМ) или препрегов для ПКМ, к вариантам способа получения композиции связующего, к способу отверждения композиции связующего, к полимерному композиционному материалу и способу его получения. Композиция связующего включает: (1) полимеризуемую смесь, содержащую один или несколько бис-фталонитрильных мономеров общей формулы:
где X, Y, Z каждый независимо выбирают из группы, состоящей из H, F, Cl, Br и CH3, в количестве 20-94 мас.% от массы полимеризуемой смеси; один или несколько реактивных пластификаторов-антипиренов общей формулы:
,где группа может находиться в мета- или параположении относительно атома кислорода, связанного с бензольным кольцом, а R выбирают из арила, оксиарила, алкила или оксиалкила, или пластификаторов-антипиренов общей формулы:
,в которой R выбирают из арила, оксиарила, алкила или оксиалкила, взятых в количестве 5-80 мас.% от общей массы полимеризуемой смеси; один или несколько активных разбавителей общей формулы:
,где R может находиться в мета- или параположении относительно атома кислорода, связанного с бензольным кольцом, и представляет собой H, CN, NH2 или N(C3H3)2, в количестве от 1 до 50% от общей массы полимеризуемой смеси. Композиция связующего включает также (2) инициатор полимеризации в количестве от 1 до 20% от общей массы полимеризуемой смеси, выбранный из ароматических диаминов или бисфенолов, имеющих температуру кипения при вакууме 0.1 мм рт.ст. не менее 180°С. Суммарное содержание полимеризуемой смеси и инициатора полимеризации составляет от 60 до 100 мас.% от общей массы связующего. Изобретение позволяет повысить теплостойкость композиции связующего и получить композиционный материал, обладающий после отверждения повышенной теплостойкостью при температурах вплоть до 450°С, имеющий температуру плавления или стеклования не выше 50°С, обеспечивающий значение вязкости расплава в интервале от 100 до 180°С ниже 800 мПа⋅с, а в интервале от 120 до 180°С ниже 300 мПа⋅с. 6 н. и 40 з.п. ф-лы, 3 табл., 45 пр.
Изобретение относится к эпоксидным композициям и может быть использовано для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности крупногабаритных и сложной формы, методом вакуумной инфузии и технологии RTM (пропитки под давлением). Эпоксидная композиция для инфузионной технологии содержит эпоксидный олигомер, выбранный из группы, включающей три- и тетрафункциональные эпоксидные олигомеры и эвтектическую смесь, по меньшей мере, двух диаминов, выбранных из группы, включающей диаминодифенилсульфон, 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметан, 4,4′-метилен-бис-(3-хлор-2,6,-диэтиланилин) и 4,4′-метилен-бис-2,6,-диэтиланилин, 4,4′-метилен-бис-2-изопропил-6-метиланилин и 4,4′-метилен-бис-2,6,-диизопропиланилин. Изобретение описывает и способ получения данной композиции. Изобретение позволяет получить эпоксидную композицию для получения крупногабаритных изделий методом вакуумной инфузии с высоким комплексом свойств, реализуемых путем регулирования скорости пропитки, при варьировании соотношения эпоксидных олигомеров различной химической структуры и вязкости при различном соотношении отвердителей в смеси, а также режимов отверждения при различных температурах от 160 до 200°C. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к производству композиционных материалов. Изобретение включает связующее, его использование в препрегах, способ получения связующего. Термоотверждаемое связующее содержит следующие компоненты: (A) по меньшей мере, один бисмалеимид в количестве от 46 до 66 масс.%, (B) 4,4'-(пропан-2,2-диил)бис(2-аллилфенол) в количестве от 18 до 40 масс.%; (C) по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей 4'-(пропан-2,2-диил)бис(аллилокси)бензол) и бис-(4-(аллилокси)фенил)дифенилметан в количестве от 2 до 15 масс.%; и (D) по меньшей мере, один полиимид на основе ароматических диаминов и диангидридов ароматических тетракислот в количестве от 5 до 25 масс.%. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление технологии получения связующего и препрега на его основе, а также увеличение температуры стеклования связующего при обеспечении удовлетворительной липкости. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.
