Композиционные материалы НТИЦ «АпАТэК-Дубна»

Главный специалист

Зам. ген. директора по перспективным материалам и технологиям

Инженер-технолог

И.о. зам. ген. директора

Сорина Т.Г.

Пенская Т.В.

Кравченко К.Г.

*Цветков Д.С.

Полимерные композиты.Стеклопластики и углепластики

ПултрузияПрессматериалы

на основе препрегов

Контактное формование,

RTMИнфузия

СПП-ЭИ

СПП-ЭВ

УППС

СППС

УСППС

СТПЭ

СТПЭ-ТГ

СТПЭ-ВЛ

СТИНК

УСТИНК

СТЭФ

СТЭФ-БН

СПЛМ

2

Полимерные системы, используемые в тех. процессах предприятий «АпАТэК»

ПултрузияИнфузия,

RTMКонтактное формование

EP-1

EP-1(H)

ЭВ-ТГП

ВЭН-ТГП

ПНТГ-1Б-М3Винил-эфирные

Поли-эфирные

Конструкционные препреги

Клеевые конструкционные

препреги

ЭПТ-20 ЭФ-1 ЭБФ-1(с)ЭБФ-1 КПР-1 КПР-1М

ВЭН-ТГП(Н)

3

Армирующие наполнители

НПП «АпАТэК» + ОАО «Полоцк-Стекловолокно»

Ровистан, КСМ

ТРШП-1Д, ТРШП-1,2Д

Комбинированные стекломатериалы

Полотно ленточное нитепрошивное

Ткани ровинговыена прямых

замасливателях

ТР-0,3; ТР-0,4;ТР-0,37

НПЛ-900

4

Структура биаксиального полотна

Структура мультиаксиального полотна

5

Сравнение основных прочностных характеристик ПКМ* и традиционных строительных материалов

Сте

кло

пл

асти

к (п

ол

иэф

ир

), 3

82

Сте

кло

пл

асти

к (в

ин

ил

-эф

ир

), 4

01

Ни

зко

угл

еро

дн

ая с

тал

ь,

340

Нер

жав

еющ

ая с

тал

ь,

340

Др

евес

ин

а, 8

0

Сте

кло

пл

асти

к (п

ол

иэф

ир

), 4

68

Сте

кло

пл

асти

к (в

ин

ил

-эф

ир

), 5

08

Ни

зко

угл

еро

дн

ая с

тал

ь,

380

Нер

жав

еющ

ая с

тал

ь,

380

Др

евес

ин

а, 1

20

100

200

300

400

500

600

МП

а

Прочность прирастяжении

Прочность приизгибе

* Пултрузионная

технология

6

1 ВЭН-ТГП2 EP-13 ЭВ-ТГП

Реакционная способность

Пултрузия

7

)1ln(nRT/EKln)dt/dln(Vln A0

nA0 )1)(RT/Eexp(Kdt/dV

или

V скорость процесса, степень превращения,EA эффективная энергия активации процесса,n суммарный порядок реакции по реагирующим компонентам,K0 предэкспоненциальный множитель (константа скорости процесса при Т ),T абсолютная температура,R универсальная газовая постоянная

Кинетические параметры отверждения трех составов Параметр ЕP-1 ЭВ-ТГП ВЭН-ТГП

H, Дж/г 364.2 302.2 330.8

ТП, °С 155.0 135.0 141.0

n 1.25 1.68 3.60

EA, кДж/моль 106.6 249.3 222.9

lnK0 25.50 69.29 60.608

Температура стеклования отвержденных полимеров

1 EP-1, 2 ЭВ-ТГП, 3 ВЭН-ТГП

Параметры стеклования связующих

Параметр EP-1ЭВ-ТГП

ВЭН-ТГП

Тс, °С 126.3 129.1 127.9Тс, °С 11.8 20.0 24.2Ср,

Дж/(гград)0.28 0.25 0.31

Механические свойства пултрузионных профилей

Прочность, МПа:- при изгибе;- при сжатии;- при сдвиге;

80056065

51024035

64043248

- при растяжении

1200 680 620

Модуль упругости при изгибе, ГПа

48 26 28

9

Влияние содержание наномеди на кислородный индекс полимера и сопротивление горению стеклопластика СППС

10

Результаты определения горючести и воспламеняемости

Наименование показателей СППС СППС + наномедь Норма для группы

Г1

Горючесть по ГОСТ 30244-94

Температура дымовых газов, °С 184 105 <135Время самостоятельного горения, с 29 26 <30Повреждения образца по длине, % 15 12 <65Степень повреждения образцов по массе, %

2 1 <20

Воспламеняемость по ГОСТ 30402-96

Наименование показателей СППС СППС + наномедь

Время до воспламенения при плотности теплового потока, с:20 кВт/м2 25 кВт/м2 30 кВт/м2

600-

154

отсутствует911391

Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2

20 25

11

Микроструктура образцов стеклопластика, содержащего ультрадисперсную медь

Кластеры наномеди Единичные включения наномеди

12

EP-1 (х10000)

Влияние углеродных нанотрубок (УНТ) на микрофазовую структуру отверждённой композиции EP-1

EP-1 +УНТ (х10000) EP-1 +УНТ (х20000)

Введение 1,5 % функционализованных УНТ (1-3 слоя) повышает прочность при сдвиге на 20%, а при изгибе - на 10%.

Поверхность когезионного разрушения клеевого соединения, модифицированного УНТ *

* Влияние углеродных нанотрубок и солей металлов в наноформе на структуру эпоксидной матрицы и свойства композитов на её основе.Ушаков А.Е., Кленин Ю.Г., Сорина Т.Г., Пенская Т.В., Кравченко К.Г.

Спасибо за внимание!