Исследование совместимости суперконструкционных термопластов с аппретами на основе полиамидокислот

Исследована совместимость аппретирующих композиций на основе полиамидокислот различного строения с суперконструкционными полимерами: полифениленсульфидом (ПФС) и полисульфоном (ПСФ). Адгезионная прочность в композитах на основе аппретированного волокна и ПФС, аппретированного волокна и ПСФ была определена экспериментально при помощи метода pull-out (вытягивание волокна из блока матрицы). Результаты испытаний показали, что экспериментальные образцы сопоставимы по прочности с композитами, полученными на основе волокна, обработанного коммерчески доступными аппретирующими составами. Максимальное значение адгезионной (межфазной) прочности при сдвиге (IFSS) составило 103,8 МПа для матрицы ПФС и 87,6 МПа для матрицы ПСФ.

1. Kemmish D. J. Practical guide to high performance engineering plastics. – Smithers Rapra, 2011.

2. Morikawa A. High performance polymers and engineering plastics // Synthesis and characterization of novel polyimides. – Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2011. – P. 205–242.

3. Sustainable Biopolymer Composites: Biocompatibility, Self-Healing, Modeling, Repair and Recyclability / D. Verma et al. (ed.). – Woodhead Publishing, 2021.

4. Simões S. High-performance advanced composites in multifunctional material design: State of the art, challenges, and future directions // Materials. – 2024. – V. 17, N. 23. –P. 5997.

5. Composite material recycling technology–state-of-the-art and sustainable development for the 2020s / A. E. Krauklis et al. // Journal of Composites Science. – 2021. – V. 5, N. 1. – P. 28.

6. Oladele I. O., Omotosho T. F., Adediran A. A. Polymer‐based composites: an indispensable material for present and future applications // International Journal of Polymer Science. – 2020. – V. 2020, N. 1. – P. 8834518.

7. Ибатуллина, А. Р., Сергеева Е. А. Обзор современных методов регулирования свойств композиционных материалов (КМ) на основе термореактивных наполнителей, армированных высокопрочными высокомодульными волокнами // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – № 9, Т. 16. – С. 123–126.

8. Estimation of Polymer–Surface Interfacial Interaction Strength by a Contact AFM Technique / H. Dvir et al. // Journal of Colloid and Interface Science. – 2006. – V. 304. – P. 58–64.

9. Beaumont P. W. R., Soutis C., Hodzic A. The structural integrity of carbon fiber composites: fifty years of progress and achievement of the science, development, and applications. – Springer, 2016. – 969 p.

10. Tang S., Hu C. Design, Preparation and Properties of Carbon Fiber Reinforced Ultra-High Temperature Ceramic Composites for Aerospace Applications: A Review // Journal of Materials Science & Technology. – 2017. – V. 33, N 2. – P. 117. DOI: 10.1016/j.jmst.2016.08.004

11. Das T. K., Ghosh P., Das N. Ch. Preparation, development, outcomes, and application versatility of carbon fiber-based polymer composites: a review // Adv. Compos. Hybrid Mater. – 2019. – V. 2, N 2. – P. 214. DOI: 10.1007/s42114-018-0072-z

12. Патент № 102978936 КНР, D06M 15/55, D06M 13/252, C08L 81/02, C08K 9/04, C08K 7/06, C08J 5/06, D06M 101/40. Sizing agent for emulsion-type carbon fiber, preparation method and usage thereof: 2012104945542/ / L. Zhen, S. Wei, C. Tongmin, H. Xianbo, H. Youping, X. Huaiyu. – Заявл. 27.11.2012, опубл. 20.03.2013; заявитель Kingfa Science and Technology Co Ltd, Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd. – 8 с.

13. Патент № 4374875 США, C08F283/06, C09D151/08. Water-borne thermoplastic polyhydroxyether compositions: 6333893 / You-Ling Fan. – Заявл. 23.12.1981, опубл. 22.02.1983; заявитель InChem. Corp, Union Carbide Corp. – 6 с.

14. Патент № 4638038 США, G11B5/7027, C08G65/48, C09D171/00, G11B5/7023, Y10S525/93. Carboxylic acid-grafted phenoxy resins: 725535 / Salensky G. A. – Заявл. 22.04.1985, опубл. 20.01.1987; заявитель InChem Corp, Union Carbide Corp. – 9 с.

15. Патент № 4711817 США, C08G65/48, C09D171/00, G11B5/7023, Y10T428/31529. Carboxylic acidgrafted phenoxy resins: 6914795 / G. A. Salensky. – Заявл. 02.10.1986: опубл. 08.12.1987; заявитель InChem Corp, Union Carbide Corp. – 9 с.

16. Ucpinar B., Aytac A. Influence of different surface-coated carbon fibers on the properties of the poly (phenylene sulfide) composites // Journal of Composite Materials. – 2019. – V. 53, N 8. – P. 1123–1132. DOI: 10.1177/0021998318796159

17. Interfacial enhancement of CF/PEEK composites by modifying water-based PEEK-NH2 sizing agent / T. Yan et al. // Composites Part B: Engineering. – 2020. – V. 199. – P. 108258. DOI: 10.1016/j.compositesb.2020.108258.

18. Preparation of aqueous dispersion of thermoplastic sizing agent for carbon fiber by emulsion/solvent evaporation / I. Giraud et al. // Applied Surface Science. – 2013. – V. 266. – P. 94–99. DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.11.098.

19. Crevecoeur G., Groeninckx G. Binary blends of poly (ether ether ketone) and poly (ether imide): Miscibility, crystallization behavior and semicrystalline morphology // Macromolecules. – 1991. – V. 24, N 5. – P. 1190–1195. DOI: 10.1021/ma00005a034.

20. Shibata M., Fang Z., Yosomiya R. Miscibility and crystallization behavior of poly (ether ether ketone ketone)/poly (ether imide) blends // Journal of applied Polymer science. – 2001. – V. 80, N 5. – P. 769–775.

21. A water-soluble PAAs sizing agent for enhancing interfacial adhesion of carbon fiber reinforced polyphenylene sulfide composites (CF/PPS) / R. Fan et al. // Journal of Macromolecular Science, Part A. – 2023. – V. 60, N 1. – P. 29–37.

22. Chuang S. L., Chu N. J., Whang W. T. Effect of polyamic acids on interfacial shear strength in carbon fiber/aromatic thermoplastics // Journal of Applied Polymer Science. – 1990. – V. 41, N 1–2. – P. 373–382.

23. Fabrication of PEEK/carbon fibre composites by aqueous suspension prepregging / A. Texier et al. // Polymer. – 1993. – V. 34, N 4. – P. 896–906.

24. Cogswell F. N. Thermoplastic aromatic polymer composites: a study of the structure, processing and properties of carbon fibre reinforced polyetheretherketone and related materials. – Elsevier, 2013.

25. Three specimen geometries and three methods of data evaluation in single-fiber pullout tests / S. Zhandarov et al. // Mechanics of Composite Materials. – 2019. – V. 55, N. 1. – P. 69–84.

26. Influence of sizing molecular weight on the properties of carbon fibers and its composites / R. L. Zhang et al. // Materials & Design. – 2012. – V. 34. – P. 649–654.

27. ГОСТ 24642–81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 45 с.