Для изготовления полимерных композитных материалов в современной авиации.
Полимерные композиционные материалы все больше привлекают особое внимание разработчиков в высокотехнологичных отраслях, одной из которых является авиастроение, тем, что их свойства можно направлено регулировать в соответствии с требованиями конечного потребителя, и получать изделия с новыми уникальными эксплуатационными характеристиками, путем подбора составляющих компонентов системы, а также снижать массу изделий при сохранении их прочностных характеристик. Доля композитов в конструкциях современных самолетов может достигать до 50% и более по массе от веса самолета в среднем, а доля композитных материалов в беспилотных летательных аппаратах может достигать уже 80 % и более от массы аппарата.
Механические свойства ПКМ зависят от прочности его составляющих— наполнителя и матрицы — и от прочности связи между ними, которая определяется адгезией связующего к наполнителю и величиной усадки полимера при отверждении. Сейчас наблюдается большая потребность в отечественных связующих на эпоксидной основе для различных отраслей промышленности в том числе для изготовления изделий и конструкций в авиации. Известно, что эпоксидные смолы обеспечивают большую прочность и жестокость конструкций по сравнению с полиэфирными смолами.
Связующее «РезиКарб Аэро» представляет новую разработку компанию ООО «Композит-Изделия», продолжающее линейку эпоксидных связующих «РезиКарб». Связующее «РезиКарб Аэро» представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из эпоксидной основы и системы из трех отвердителей (быстрый, средний, медленный). Отвердители имеют одинаковое соотношение смешивания в системе с основой и могут смешиваться между собой в любом соотношении. Это позволяет как упростить использование системы, так и подобрать для каждого конкретного случая оптимальную систему путем смешивания отвердителей разного типа. В разработанном связующем нет легколетучих органических соединений, также при отверждении связующего не происходит выделения вредных побочных веществ или растворителей. Это позволяет сделать процесс производства максимально экологичным, а также получать качественные изделия с низким содержанием пор. Системы отвердителей позволяют как подбирать необходимое время жизни связующего, так и варьировать физико-механические свойства связующего, что позволяет получать сложные конструкционные изделия. По своим физико-механическим эпоксидное связующее «РезиКарб Аэро» не уступает одобренным мировым аналогам.
Страница описания и характеристик «Резикарб Аэро»
Связующие «РезиКарб Аэро» обеспечивает хорошую и быструю пропитку армирующих материалов и отлично подходит для изготовлений изделий на основе стекло- и углеволокна. Связующее может перерабатываться в изделия большинством известных методов, таких как:
- автоклавное формование;
- безавтоклавные методы (RTM, VaRTM, RFI и др.);
- контактное формование;
- намотка;
- прессование в формах.
Выбор способа переработки зависит от множества особенностей, например, размер изделия, вязкость связующего, требованиями к готовому изделию (прочность, соблюдение геометрии и тд). Чтобы получить качественное изделия после формования, необходимо обеспечить определённые условия для пропитки и отверждения связующего, необходимо поддерживать повышенную температуру для отверждения связующего. Технические специалисты «Композит-Изделия» всегда готовы прийти на помощь, оказать техническую поддержку, предоставить образцы и провести обучения по использованию продуктов компании. С этой целью, по запросу клиентов и партнеров компании, «Композит-Изделия» организовывает проведение теоретических и практических семинаров по теоретическим и практическим основам работы с композитами, выбору материалов и технологий (вакуумная инфузия, термовакуумное формование препрега, производство композитной оснастки и др.), организации производства изделий из ПКМ.
Для изготовления полимерных композитных материалов методами вакуумной инфузии и ручного формования от «Композит-Изделия»
Технологический прогресс, стремительное развитие промышленности и рынка потребительских товаров создало потребность в новых изделиях и материалах, обеспечивающих особые свойства, порой совмещающие в себе сочетания сразу нескольких материалов. Одними из таких наиболее востребованных материалов являются полимерные композитные материалы (ПКМ), совмещающие в себе минимальный вес изделия с его максимальной прочностью и стойкостью к различным воздействиям. Они применяются в различных областях промышленности: в авиационной, строительной, аэрокосмической, судостроительной, автомобилестроительной и многих других отраслях.
В основе ПКМ лежит полимерная матрица, связывающее армирующие материалы воедино, которая, может быть, как на основе термопластичных, так и на основе термореактивных полимеров. Каждый класс имеет свои достоинства и недостатки, однако наиболее частое применение при производстве ПКМ нашли термореактивные связующие. Термореактивные полимеры, могут переходить в твердое (сшитое) состояние, принимать заданную форму и требуемые эксплуатационные характеристики в ходе прохождения химической реакции под действием тепла и/
или химически активных веществ (отвердителей) олигомерной основой (смолой). Термореактивные связующие могут быть разной химической структуры: эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические, фенольные и другие. Связующее играет ключевую роль в формировании механических, термических и химических свойств композита, а также в технологических свойствах и методах переработки. Оно формирует структурную прочность и устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как, механическое, тепловое, атмосферное и химическое воздействие. Особенно важно, чтобы связующее имело хорошую совместимость с наполнителем и адгезию к нему соответственно. Использование такого широко диапазона смол и армирующих материалов наряду с различными типами систем отверждения дает возможность создавать материалы с варьируемыми эксплуатационными характеристиками, различного назначения для различных отраслей промышленности.
Страница описания и характеристик «Резикарб ЭП»
Вышеупомянутые различные типы связующих уже давно применяются, разрабатываются и производятся как в России, так и за рубежом. ООО «Композит-Изделия» как одно из ведущих инновационных предприятий по производству и поставке вакуумных расходных материалов и сырья для предприятий,
специализирующихся на производстве изделий на основе ПКМ методами вакуумного/автоклавного формования и вакуумной инфузии, а также поставке армирующих наполнителей, связующих и других материалов для производства композитных оснасток, агрегатов и изделий из углепластика и стеклопластика, также поставило себе и реализовало задачу по разработке отечественного аналога двухкомпонентного эпоксидного связующего импортных и отечественных брендов. Разработка отечественного эпоксидного связующего по собственной технологии, является одним из перспективных направлений для композитной отрасли, как по причине ухода многих производителей из недружественных стран, так и по причинам незначительного количества отечественных производителей на территории России. Также эпоксидные связующие обладают определенными преимуществами, расширяющими их применение, а именно: невысокая стоимость и широкий спектр выпускаемых базовых смол, высокие физико-механические характеристики, адгезия к широкому кругу наполнителей, а также способность отверждаться в различных системах без выделения побочных продуктов [3].
Результатом труда технических специалистов ООО
«Композит-Изделия» явилось новое отечественное двухкомпонентное связующее общего назначения «РезиКарб-ЭП» для изготовления полимерных композитных материалов методами вакуумной инфузии и ручного формования, применимых в различных отраслях промышленности, науки и техники, основных характеристики которого приведены в таблице 1.
Связующее способно полностью отверждаться как при нагреве, так и при комнатной температуре, в зависимости от типа отвердителя. Комплектация модифицированной эпоксидной основы комбинированными отвердителями, различающимися по времени гелеобразования (на средней, быстрый и медленный) позволяет варьировать время технологического процесса и свойства конечных изделий. Техническими специалистами ООО «Композит-Изделия» была сформирована система смешения отвердителей
«РезиКарб ЭП-М» (медленный) и «Резикарб ЭП-Б» (быстрый) между собой в широком диапазоне пропорций для изменения и подбора жизнеспособности финальной смеси эпоксидного связующего. Таким образом, продукт обеспечивает «технологическое окно» от получаса до более 3 часов (таблица 2).
Разработанное связующе «РезиКарб» хорошо подходит для пропитки угле- и стекловолокна, обладает низкой вязкостью, обеспечивает хорошую и быструю пропитку армирующих материалов, а также оптимальные эксплуатационные свойства и низкую усадку изделий. На рисунках 1–3 представлены изотермы вязкости, из которых можно сделать вывод, что более медленный вариант «РезиКарб ЭП-М» обладает низкой вязкостью, что позволяет использовать его при получении крупногабаритных изделий, а варианты «РезиКарб ЭП-Б» и «РезиКарб ЭП-С» рассчитаны на быстрый цикл изготовления изделий поменьше.
Основные параметры полученного нового отечественного связующего «РезиКарб-ЭП» в сравнении с параметрами промышленно-выпускаемых аналогов представлены в таблице 3.
На основании представленных данных можно сделать вывод, что по основным характеристикам и качеству новое разработанное связующие «РезиКарб-ЭП» не уступает своим промышленно выпускаемым аналогам, а в плане скорости отверждения даже местами превосходит существующие аналоги и сокращает производственные временные или энергетические затраты. Очевидно, что данный продукт может быть рекомендован для применения для крупных и малых промышленных предприятий для получения ПКМ методом вакуумной инфузии и ручного формования.
Сотрудники ООО «Композит-Изделия» надеются, что данный отечественный продукт найдет широкое применение на предприятия нашей страны и всегда готовы проконсультировать всех желающих по всем вопросам применения для гарантии превосходного результата!
