сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Высокотемпературные углепластики на основе термореактивного полиимидного связующего
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-89-102
Аннотация
Представлены результаты исследования экспериментальных углепластиков на основе термореактивного PMR-полиимидного связующего. Проведены исследования термостойкости углепластиков и определены их упругопрочностные характеристики при температурах до 320°С. Показана принципиальная возможность изготовления углепластиков из препрегов на PMR-полиимидном связующем, полученных как по расплавной, так и по растворной технологиям. Углепластики, изготовленные из двух типов препрегов, обладают высокой температурой стеклования: 364°С (расплав) и 367°С (раствор) с сохранением этого параметра на уровне 97% после выдержки в кипящей воде, а также примерно одинаковым (86–97%) уровнем сохранения упругопрочностных свойств при температуре 300°С.
Ключевые слова
полимерные композиционные материалы,
высокотемпературные углепластики,
углеродная ткань,
полиимидное связующее,
препрег,
расплавная технология,
растворная технология
При поддержке: Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13 «Полимерные композиционные материалы» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»).
Об авторах
М. И. Валуева
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
Россия
канд. техн. наук
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
И. В. Зеленина
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
М. А. Жаринов
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
М. А. Хасков
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ФГУП «ВИАМ»)
Россия
Россия
канд. хим. наук
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Список литературы
1. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. – 2016. – № 2 (14) . – С. 16–21.
2. Каблов Е. Н., Валуева М. И., Зеленина И. В., Хмельницкий В. В., Алексашин В. М. Углепластики на основе бензоксазиновых олигомеров – перспективные материалы // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. – 2020. – № 1. – С. 68–77. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-1-68-77.
3. Каблов Е. Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. – 2015. – № 1. – С. 36–39.
4. Бузник В. М., Каблов Е. Н., Кошурина А. А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Научно-технические проблемы освоения Арктики. – М.: Наука, 2015. – С. 275–285.
5. Каблов Е. Н., Щетанов Б. В., Ивахненко Ю. А., Балинова Ю. А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов // Труды ВИАМ: электронный науч.-техн. журн. – 2013. – № 2. Ст. 05. URL: http://www.viamworks.ru (дата обращения:10.03.2020).
6. Валуева М. И., Зеленина И. В., Ахмадиева К. Р., Жаринов М. А. Мировой рынок высокотемпературных полиимидных углепластиков (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. – 2019. – № 12. – С. 67–79. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-12-67-79.
7. Валуева М. И., Зеленина И. В., Ахмадиева К. Р., Жаринов М. А., Хасков М. А. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области высокотемпературных углепластиков: направления и перспективы // Материалы IV Всероссийской конференции «Роль фундаментальных исследований при реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий и направлений их переработки на период до 2030 года»» (Москва, 28 июня 2018 г.), [Электронный ресурс]. – М.: ВИАМ, 2018. – С. 71–76.
8. High temperature resins market by resin type (BMI, cyanate ester, polyimide, thermoplastics, and others), by end-use industry type (aerospace & defense, transportation, and others), by manufacturing process type (prepreg layup, RTM, and orhers), and by region (North America, Europe, Asia-Pacific, and Rest the World), trend, forecast, competitive analysis, and growth opportunity: 2018–2023 // MarketResearch.com. URL: https://www.marketresearch.com/Stratview-Research-v4143/High-Temperature-Composite-ResinsResin-11797958/ (дата обращения 30.05.2020).
9. Михайлин Ю. А. Тепло-, термо- и огнестойкость полимерных материалов. – СПб.: Научные основы и технологии, 2011. – 416 с.
10. Innovative aircraft polymer matrix composites: Development of high production rate CFRP products for aircraft and quality assurance technology // Japan science and technology agency. URL: https://www.jst.go.jp/sip/k03/sm4i/dl/pamph_a_e.pdf (дата обращения 30.05.2020).
11. Avimid® // Solvay. URL: https://www.solvay.com/en/brands/avimid (дата обращения 30.05.2020).
12. Toray aerospace advanced composite materials selector guide // Toray Advanced Composites. URL: https://www.toraytac.com/media/99290c4d-4856-49e5-8ca7-d338c8f144f5/UvyInA/TAC/Documents/Selector%20Guides/Aerospace%20selector%20guides/Toray_Aerospace-Advanced-Composite-Materials_Selector-Guide.pdf (дата обращения 30.05.2020).
13. Cycom® 2237 // Solvay. URL: https://www.solvay.com/en/product/cycom-2237 (дата обращения 30.05.2020).
14. Polyimide prepregs // Renegade materials Corporation. URL: http://www.renegadematerials.com/products/prepregs/polyimide-prepregs/ (дата обращения 30.05.2020).
15. Whitley K. S., Collins T. J. Mechanical properties of T650-35/AFR-PE-4 at elevated temperatures for lightweight aeroshell design // American Institute of Aeronautics and Astronautics. URL: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060013437.pdf (дата обращения 30.05.2020).
16. Жаринов М. А., Шимкин А. А., Ахмадиева К. Р., Зеленина И. В. Особенности и свойства расплавного полиимидного связующего полимеризационного типа // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. – 2018. – № 12. – С. 46–53. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-12-46-53.
17. Composites // ASM Handbook. – 2001. – V. 21. – P. 1850.
18. Жаринов М. А., Шимкин А. А., Ахмадиева К. Р., Зеленина И. В., Валуева М. И. Расплавное полиимидное связующее марки ВС-51 для термостойких ПКМ // Материалы III Всероссийской науч.-техн. конф. «Полимерные композиционные материалы и производственные технологии нового поколения», Москва, 29 ноября 2018 г., ФГУП «ВИАМ» [Электронный ресурс]. – М.: ВИАМ, 2018. – С. 136–146.
19. Жаринов М. А., Валуева М. И., Ахмадиева К. Р., Бабчук И. В., Зеленина И. В. Термореактивные полиимиды: направления исследований и перспективы их применения // Материалы Всероссийской научно-техн. конф. «Полимерные композиционные материалы для авиакосмической отрасли», Москва, 6 декабря 2019 г., ФГУП «ВИАМ» [Электронный ресурс]. – М.: ВИАМ, 2019. С. 53–64.
20. Петрова А. П., Мухаметов Р. Р., Шишимиров М. В., Павлюк Б. Ф., Старостина И. В. Методы испытаний и исследований термореактивных связующих для полимерных композиционных материалов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. – 2018. – №12. – С. 62–70. URL: http:// www.viam-works.ru (дата обращения 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-12-62-70.
21. Гусева М. А. Использование реологического метода испытаний при разработке полимерных материалов различного назначения// Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн., 2018. №11. С. 35–44. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-11-35-44.
22. Jin F.-L., Park S.-J. Preparation and characterization of carbon fiber-reinforced thermosetting composites: a review // Carbon letters. – 2015. – V. 16, № 2. – Р.67–77.
23. Раскутин А. Е., Хрульков А. В., Гирш Р. И. Технологические особенности механобработки композиционных материалов при изготовлении деталей конструкций (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. – 2016. – № 9. – С. 106–118. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 30.05.2020). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-9-12-12.
24. Хасков М. А. Сравнительное определение температур стеклования полимерных композиционных материалов методами ДСК, ТМА и ДМА //Вопросы материаловедения. – 2014. – № 3(79). С. 138–144.
Рецензия
Для цитирования:
Валуева М.И., Зеленина И.В., Жаринов М.А., Хасков М.А. Высокотемпературные углепластики на основе термореактивного полиимидного связующего. Вопросы материаловедения. 2020;(3(103)):89-102. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-89-102
For citation:
Valueva M.I., Zelenina I.V., Zharinov M.A., Khaskov M.A. High-temperature carbon plastics based on thermoreactive polyimide binder. Voprosy Materialovedeniya. 2020;(3(103)):89-102. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-89-102
Просмотров:
578
Послать статью по эл. почте 