Композит

 

Использование: для коррозионных высокотемпературных сред. Сущность изобретения: композит включает матрицу из фторполимерной смолы в количестве 40-60 об. %, усиленную непрерывными элементарными углеродными волокнами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 32 В 5/08

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АНАР ть к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4614431/05 (22) 19.06.89 (46) 30.06.93. Бюл. М 24 (31) 209085 (32) 20,06.88 (33) US (71) Е. И. Дюпон Де Немур Энд Компани (US) (72) Вейн Фрэнсис Джентил и Харви Луи

Климан (US) (56) Патент США М 4123602, кл. С 08 F

210/02, опублик. 1978.

Патент США М 4640861, кл. В 32 В 5/02, опублик. 1987.

Изобретение относится к фторполимерным смолообразным матрицам, усиленным непрерывными нитевыми волокнами, и более конкретно оно относится к структурным компоэитам, сформованным из такой смолообраэной матрицы для использования в корроэионных высокотемпературных средах.

Целью изобретения является повышение жесткости, прочности и коррозионной стойкости компоэита.

В способе для образования смолистой матрицы, усиленной непрерывными нитевыми волокнами, усиленный волокном материал получают путем пропускания предварительно нагретого множества нитей над дугообразной головкой экструдера, в котором полимер протекает через множество основ нити, чтобы эти нити покрылись полимером, При образовании такого пучка из леродного волокна со фторполимерной смолой было обнаружено, что при манипулировании с углеродным волокном полезно испольэовать смазочную апертуру до предварительного нагрева нитей.,, Ы, 1825334 АЗ (54) КОМПОЗИТ (57) Использование: для коррозионных высокотемпературных сред. Сущность изобретения: композит включает матрицу из фторполимерной смолы в количестве 40-60 об. $, усиленную непрерывными элементарными углеродными волокнами.

Другие методики для нанесения матрич- З ного полимера включают посыпание порошкообразной смолы на волокно с последующим нагреванием для расплавле- С... ния смолы, или смешанных волокон смолы, с непрерывной основой волокон, с последующим нагреванием с целью плавления смолистых волокон, вследствие чего образуется матричная смола и пленочная масса.

Композитная структура может быть получена по многим методикам. Так, форма пакли может образоваться в структуре нитевидной пряжи, или множество сегмен- c тов такой пакли может быть составлено и (A нагрето под давлением, для того чтобы пол- фь учить определенную композитную структуру

Для того чтобы образовалась структура нитевидной пряжи, воздается структура из множества "ycков фторполимерной смолы, усиленной непрерывными нитевидными углеродными волокнами, Более конкретно, свивающая пряжу головка, используемая при осуществлении изобретения, включает поперечную каретку, на которой монтируется питающий рукав, передвигающийся по

1825334 направлению х вращающейся оправке и обратно, Поперечная каретка, питающий рукав и оправка представляют собой свиватель трехосевого волокна, модель W

60-16 с компьютером N-210. На питающем рукаве смонтированы инфракрасные нагреватели, нагреваемая кулиса и нвгреватеп ь открытым пламенем.

Когда каретка пересекает продольно оправку, то множество кусков пряжи, пропитанной термопластичной смолой, вытаскивается из множества подающих упаковок, смонтированных на вращающейся раме для катушек, до желаемого уровня обратного натяжения, прилагаемого механизмом, связанным с рамой для катушек, для регулирования несвиваемого натяжения на кипе, таким как коь пенсатор натяжения типа 800С012, Когда свивающая пряжу головка движется в отношении структуры, которая подлежит прядению на оправке, то куски пряжи, пропитанные термопластичной GMo лой, подвергаются воздействию радиантных нагревателей.

В этих нагревателях термопластичная смола нагревается до температуры, которая на 10 C Отличается от ее температуры плав. ления. Затем куски пряжи проходят через нагрстую кулису, которая в предпочтительном варианте воплощения представляет собой циркулярное ушко, сделанное из алюминия с твердым анодированным наконечником, покрытым тефлоном. Кулиса обертывается ленточным обогревателем, регулируемым электрически (таким как ленточный нагреватель 111, модель МВ1Е1 N1) с помощью которого температура термопластика повышается выше его температуры плавления, но ниже его температуры разложения, которая, I<3K следует понимать, ниже температуры плавления усиливающих волокон, На выступающем конце питающего рукава смонтирован нагреватель открытым пламенем (пропановая горелка Вулкан Универсал с наконечником М 3), над которым ленты проходят к установочному участку оправки. Этот нагреватель разогревает поверхности той части, которая свивается на

Оправке и непосредственно обогревает участки пряжи, когда Они проходят оТ K>/ëèñû к участку, чтобы обеспечить соединение поверхностей сплавлением на установочном участке.

Нагреватель открытого пламени заменен инфракрасным нагревателем, а пламенный нагреватель заменен пистолетным нагревателем горячим воздухом.

Пример 1, Пакля иэ непрерывных графитовых волокон Геркулес, имеющая

По завершении свивания оправку и трубку охлаждают примерно 1 ч, пока температура части не станет примерно 100ОС.

Эти структуры удовлетворительно эксплуатируются в коррозионных средах с высокой температурой.

Пример 2, Покрытый графит, приготовленный каK в примере 1, бь|л соткан на ткацком станке, свитым в композитные мононаправленные пластины толщиной 1/8 дюйма (3,4 мм). Прочность на изгиб составляла 55000 фунт/K8. дюйм (3850 кг/см ), а модуль изгиба составил 11,6 млн. футов (1 фут = 0,454 кг).

Формула изобретения

Композит, включающий матрицу из термопластичной смолы, армированной непрерывными элементарными углеродными волокнами,отл и чаю щийс ятем,что, с целью повышения жесткости, прочности и коррозионной стойкости, он содержит в KGчестве матрицы сополимер этилена с тетрафторэтиленом в количестве 40 — 60 от обьема композита. примерно 3000 волокон, покрывается этилентетрафторэтиленовым сополимером с использованием способа инжекция расплава в интервале уровней покрытия от 40 до 60 об.$.

Две-четыре бобины покрытой пакли из этих графитовых волокон монтируются на вращающейся раме для катушек, снабженной механизмом для регулирования несви"0 ваемого натяжения компенсатор натяжения, тип 800С012. Эта пакля подвигается вперед с помощью эллиптически сформованной оправки по ходу, причем к каждой движущейся пакле прилагается на15 тяжение примерно 2000 r с помощью механизма натяжения. Движущаяся пакля проходит через "головную" часть свивателя нити, стоящего ниже по ходу, который содержит подогревающую часть (обогревает20 ся инфракрасным нагревателем), в который пакля нагревается до 320 С, затем следует кулисное ушко, которое предварительно нагрето до 320 С ленточными обогревателями, источник обогрева горячим воздухом, который расположен близко (в 3 см) от вращающейся оправки и поддерживает температуру пряжи 320 С и окончательно пакля укладывается на электрически обогреваемую оправку (примерно при 280"С).

30 Ре улируемый компьютером свиватель предварительно запрограммирован, чтобы производить трубку длиной б футов (1 фут=

=30,8 см). с углами свивания -45 /90

45о/9Qо/ .+45о/9Qo.