RU2793765C1 - Method for obtaining treated glass fibres and a polymer composition reinforced by them = - Google Patents

Method for obtaining treated glass fibres and a polymer composition reinforced by them = Download PDF

Info

Publication number
RU2793765C1
RU2793765C1 RU2022119161A RU2022119161A RU2793765C1 RU 2793765 C1 RU2793765 C1 RU 2793765C1 RU 2022119161 A RU2022119161 A RU 2022119161A RU 2022119161 A RU2022119161 A RU 2022119161A RU 2793765 C1 RU2793765 C1 RU 2793765C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sizing
polymer composition
solution
dadps
polyesterimide
Prior art date
Application number
RU2022119161A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ауес Ахмедович Беев
Светлана Юрьевна Хаширова
Джульетта Анатольевна Беева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2793765C1 publication Critical patent/RU2793765C1/en

Links

Abstract

FIELD: polymer compositions.
SUBSTANCE: method for producing treated glass fibres and polymer compositions reinforced with them. Invention is intended for use as structural polymeric materials in additive technologies. The treatment agent is applied to glass fibres in a solution of4,4'diaminodiphenyl sulfone (DADPS) with a mass concentration of 0.1-0.7% in a mixture of organic solvents: acetone and isopropanol, and step-by-step increase in temperature is carried out in a nitrogen gas medium with simultaneous distillation of the solvent under the following modes: 20°C - 25 min, 30°C - 35 min, 45°C - 20 min, 55°C - 15 min, 65°C - 30 min, 85°C - 30 min. The number of components of the treated fibre corresponds to the ratio, in % by weight: fiberglass 96.5-99.5, DADPS 0.5-3.5. The polymer composition consists of 80% by weight of polyesterimide and 20% by weight of the specified treated glass fibre.
EFFECT: improving the compression strength of the polymer composition due to the introduction of a treatment component, which increases the wettability of the filler and increases the intermolecular interactions between the glass fibre and the polyesterimide matrix.
2 cl, 1 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к способу получения аппретированных стеклянных волокон, и армированных ими полимерных композиций с улучшенными значениями прочности при сжатии с неорганическими, в частности, стеклянными волокнами в качестве наполнителей, и может быть использовано для производства конструкционных изделий специального назначения в аддитивных технологиях.The invention relates to a method for producing sized glass fibers and polymer compositions reinforced by them with improved compressive strength values with inorganic, in particular glass fibers as fillers, and can be used for the production of special-purpose structural products in additive technologies.

Одним из путей повышения эксплуатационных свойств полимерных композиций, содержащих армирующие стеклянные волокна (стекловолокно, СВ), является аппретирование поверхности стеклянного волокна, позволяющего модифицировать структуру межфазного слоя и увеличить межмолекулярные адгезионные взаимодействия на границе раздела фаз полимер-наполнитель.One of the ways to improve the performance properties of polymer compositions containing reinforcing glass fibers (glass fiber, GF) is the sizing of the glass fiber surface, which makes it possible to modify the structure of the interfacial layer and increase intermolecular adhesive interactions at the polymer-filler interface.

Известны различные виды аппретирующих добавок, используемых при создании полимерных композиционных материалов. Так, авторское свидетельство СССР на изобретение №345249 (опублик. 14.07. 1972, бюлл. №22) описывает способ аппретирования стекловолокна фосфоркремнийорганическими эфирами. Основным недостатком предлагаемого решения является использование высокотоксичного ксилола для нанесения на стеклянный холст смеси мономеров. Для удаления ксилола, приходится повышать температуру до 120 °С. Наличие в структуре аппрета алифатических группировок, будет ухудшать термостойкость и теплостойкость композита.There are various types of sizing additives used in the creation of polymer composite materials. Thus, the USSR author's certificate for the invention No. 345249 (published on July 14, 1972, bull. No. 22) describes a method for finishing glass fibers with organosilicon phosphorus ethers. The main disadvantage of the proposed solution is the use of highly toxic xylene for applying a mixture of monomers to a glass canvas. To remove xylene, it is necessary to raise the temperature to 120 °C. The presence of aliphatic groups in the sizing structure will worsen the heat resistance and heat resistance of the composite.

Известен состав для обработки стеклоткани - авторское свидетельство СССР №1669883, МПК С03С 25/02, 1991. Состав содержит эпоксипропоксипропилтриэтоксисилан, γ-аминопропил-триэтоксисилан, глицерин или этиленгликоль, уксусную кислоту и дистиллированную воду. Этот состав придает жесткость после аппретирования, что приводит к образованию на поверхности стеклоткани ворса из разрушенных филаментов. В процессе переработки стеклоткани методом пропитки эпоксидными, фенольными, меламиновыми связующими, на месте разрушенных филаментов на ткани образуются рельефные, неоднородные участки, которые трудно переработать методом прессования. Кроме этого, данный аппрет имеет недостаточно высокие скорости смачивания стеклоткани.Known composition for processing fiberglass - author's certificate of the USSR No. 1669883, IPC S03S 25/02, 1991. The composition contains epoxypropoxypropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, glycerin or ethylene glycol, acetic acid and distilled water. This composition gives rigidity after sizing, which leads to the formation of a pile of destroyed filaments on the surface of the fiberglass. In the process of fiberglass processing by impregnation with epoxy, phenolic, melamine binders, relief, inhomogeneous areas are formed on the fabric in place of the destroyed filaments, which are difficult to process by pressing. In addition, this sizing has insufficiently high wetting rates of fiberglass.

Известен состав для аппретирования стекловолокнистых материалов - патент Белоруссии №11045, 08.30.2008, МПК С03С 25/00. Состав содержит полифункциональный силан марки Z-6224 - 0,5-2,0 мас.%, уксусная или муравьиная кислота 0,5-2,0 мас.%, смачиватель сандоклин PCJ 0,1-0,7 мас.%, остальное - дистиллированная вода. Для высокотемпературных 3-D технологий состав непригоден, так-как содержит кислоты, которые приведут к накоплению ионов, результатом чего будет коррозия металлических поверхностей и ухудшение диэлектрических свойств композиционных материалов.A known composition for sizing glass fiber materials is a patent of Belarus No. 11045, 08.30.2008, IPC C03C 25/00. The composition contains polyfunctional silane brand Z-6224 - 0.5-2.0 wt.%, acetic or formic acid 0.5-2.0 wt.%, wetting agent sandocline PCJ 0.1-0.7 wt.%, the rest - distilled water. The composition is not suitable for high-temperature 3-D technologies, as it contains acids that will lead to the accumulation of ions, resulting in corrosion of metal surfaces and deterioration of the dielectric properties of composite materials.

В следующей работе - по патенту РФ №2201423, получены полимерные композиции на основе полимерного связующего (аппрета) и стеклоткани или углеродного наполнителя. Предварительно получают связующее - олигомер путем взаимодействия тетранитрила ароматической тетракарбоновой кислоты и ароматического бис-о-цианамина при температуре 170-180°С. Связующее получают в порошкообразном виде. Основным недостатком приведенного решения является сложность процесса синтеза связующего. Неполная степень превращения мономеров во время синтеза может привести к выделению побочных низкомолекулярных продуктов реакции при совмещении связующего с наполнителем при повышенной температуре, а, следовательно, к образованию пустот в композиционном материале, что будет приводить к ухудшению прочностных характеристик материала. Кроме того, порошкообразные аппреты могут недостаточно равномерно покрывать поверхность наполнителя.In the next work - according to the patent of the Russian Federation No. 2201423, polymer compositions based on a polymer binder (sizing) and fiberglass or carbon filler were obtained. Previously, a binder - oligomer is obtained by reacting aromatic tetracarboxylic acid tetranitrile and aromatic bis-o-cyanamine at a temperature of 170-180°C. The binder is obtained in powder form. The main disadvantage of the above solution is the complexity of the binder synthesis process. An incomplete degree of conversion of monomers during synthesis can lead to the release of side low-molecular reaction products when the binder is combined with the filler at an elevated temperature, and, consequently, to the formation of voids in the composite material, which will lead to a deterioration in the strength characteristics of the material. In addition, powdered finishes may not cover the surface of the filler evenly enough.

Наиболее близким аналогом выступает патент РФ №2710559 «Способ получения аппретированных стеклянных волокон и композиционные материалы на их основе». В работе предложен способ получения аппретированных стеклянных волокон, который включает аппретирование стеклянного волокна путем нанесения аппретирующего материала из раствора с последующей сушкой. В качестве аппретирующего вещества используют термопластичный сополимер - сополигидроксиэфир на основе ди(4-оксифенил)-сульфона, ди(4-оксифенил)-пропана и 3-хлор-1,2-эпоксипропана. Из аппретированного таким образом стекловолокна получают композиционные материалы. Недостатком решения относительно невысокие значения прочности при сжатии полимерных композиций.The closest analogue is the patent of the Russian Federation No. 2710559 "Method for obtaining finished glass fibers and composite materials based on them." The paper proposes a method for obtaining sized glass fibers, which includes sizing glass fibers by applying a sizing material from a solution, followed by drying. As a sizing agent, a thermoplastic copolymer is used - copolyhydroxyether based on di(4-hydroxyphenyl)-sulfone, di(4-hydroxyphenyl)-propane and 3-chloro-1,2-epoxypropane. Composite materials are obtained from fiberglass finished in this way. The disadvantage of the solution is the relatively low values of the compressive strength of the polymer compositions.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа получения аппретированных стеклянных волокон, и армированных ими полимерных композиций, проявляющих улучшенные значения прочности при сжатии, на основе матричного полимера - полиэфиримида (ПЭИ), содержащего в качестве армирующего наполнителя, аппретированные стеклянные волокна (СВ).The objective of the present invention is to develop a method for obtaining sized glass fibers, and polymer compositions reinforced with them, showing improved compressive strength values, based on a matrix polymer - polyetherimide (PEI), containing sized glass fibers (GF) as a reinforcing filler.

Поставленная задача достигается тем, что полимерный композиционный материал на основе полиэфиримида, армированный стеклянным наполнителем, получается предварительной обработкой стеклянного волокна аппретирующим компонентом - 4,4'-диаминодифенилсульфоном (ДАДФС), формулы:The task is achieved by the fact that the polymer composite material based on polyetherimide, reinforced with glass filler, is obtained by pre-treatment of glass fiber with a sizing component - 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DADFS), formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Матричный полимер - промышленный полиэфиримид (ПЭИ) марки ULTEM-1010, формулы:Matrix polymer - industrial polyesterimide (PEI) brand ULTEM-1010, formulas:

Figure 00000002
Figure 00000002

является продуктом поликонденсации 1,3-диаминобензола и диангидрида 2,2'-бис[4(3,4-дикарбоксифенокси)фенил]-пропана. Приведенная вязкость равна 0,62 дл/г, измеренная для 0,5%-го раствора в хлороформе.is a polycondensation product of 1,3-diaminobenzene and 2,2'-bis[4(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride. The reduced viscosity is 0.62 dl/g, measured for a 0.5% solution in chloroform.

При этом берут следующие соотношения (масс.%) компонентов в наполнителе (ДАДФС+СВ):In this case, the following ratios (wt.%) of the components in the filler (DADFS+CB) are taken:

ДАДФСDADFS 0,5÷3,50.5÷3.5 СВSW 99,5÷96,599.5÷96.5

Количество аппретированного стеклянного волокна в полиэфиримидном композите составляет 20 масс.%. Обработка таким аппретирующим веществом повышает смачиваемость стеклянного волокна матричным полиэфиримидом, позволяет многократно проводить при необходимости термообработку получаемого изделия без изменения свойств аппретирующего состава.The amount of sized glass fiber in the polyesterimide composite is 20% by weight. The treatment with such a sizing agent increases the wettability of the glass fiber with the matrix polyesterimide and makes it possible to heat-treat the product obtained repeatedly, if necessary, without changing the properties of the sizing composition.

Аппретированные волокна получают путем обработки стеклянного волокна аппретирующим веществом - раствором 4,4'-диаминодифенилсульфона в смеси изопропанола и ацетона. Полимерные композиционные материалы по настоящему изобретению получают путем предварительного смешения полимерной матрицы и аппретированного стекловолокна с использованием высокоскоростного гомогенизатора Multi function disintegrator VLM-40B. Затем полимерная смесь подвергается экструзии с использованием лабораторного двухшнекового экструдера с тремя зонами нагрева при температурных режимах переработки 200 °С, 315 °С, 355 °С. Использованы стеклянное волокно марки RK-306 (IFI Technical Production), ацетон и изопропанол, марки «ХЧ».Finished fibers are obtained by treating glass fiber with a sizing agent - a solution of 4,4'-diaminodiphenylsulfone in a mixture of isopropanol and acetone. The polymer composite materials of the present invention are obtained by pre-mixing the polymer matrix and sized glass fiber using a high-speed homogenizer Multi function disintegrator VLM-40B. Then the polymer mixture is extruded using a laboratory twin-screw extruder with three heating zones at processing temperatures of 200 °C, 315 °C, 355 °C. Used glass fiber brand RK-306 (IFI Technical Production), acetone and isopropanol, brand "HCh".

Ниже представленные примеры, иллюстрирующие способ получения аппретированных стеклянных волокон с использованием аппретирующего компонента.Below are examples illustrating the method of obtaining sized glass fibers using a sizing component.

Пример 1. Получение аппретированного СВ с 0,5 масс.% ДАДФС. Example 1. Obtaining finished SV with 0.5 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,875 г (99,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,125 г (0,5 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,1%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С. После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.In a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.875 g (99.5 wt.%) SV with a fiber length of 3 mm are placed and a solution obtained by dissolving 0.125 g (0.5 wt.%) DADPS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.1% solution). Include a stirrer, nitrogen supply, and incubated for 25 minutes at a temperature of 20°C. After that, the contents of the flask are heated and acetone and isopropanol are distilled off according to the regime: 30°C - 35 minutes; 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 2. Получение аппретированного СВ с 1,0 масс.% ДАДФС. Example 2. Obtaining finished SV with 1.0 wt.% DADFS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,75 г (99,0 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,25 г (1,0 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,2%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.Into a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.75 g (99.0 wt.%) SV with a fiber length of 3 mm is placed and the solution obtained by dissolving 0.25 g (1.0 wt. %) DADFS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.2% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 3. Получение аппретированного СВ с 1,5 масс.% ДАДФС. Example 3. Obtaining finished SV with 1.5 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,625 г (98,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,375 г (1,5 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,3%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.In a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.625 g (98.5 wt.%) SV with a fiber length of 3 mm is placed and a solution obtained by dissolving 0.375 g (1.5 wt.%) DADPS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.3% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 4. Получение аппретированного СВ с 2,0 масс.% ДАДФС. Example 4. Obtaining finished SV with 2.0 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,5 г (98,0 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,5 г (2,0 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,4%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.In a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.5 g (98.0 wt.%) of SV with a fiber length of 3 mm are placed and the solution obtained by dissolving 0.5 g (2.0 wt. %) DADFS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.4% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 5. Получение аппретированного СВ с 2,5 масс.% ДАДФС. Example 5. Obtaining finished SV with 2.5 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,375 г (97,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,625 г (2,5 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,5%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.In a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.375 g (97.5 wt.%) SV with a fiber length of 3 mm is placed and a solution obtained by dissolving 0.625 g (2.5 wt.%) DADPS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.5% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 6. Получение аппретированного СВ с 3,0 масс.% ДАДФС. Example 6. Obtaining finished SV with 3.0 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,25 г (97,0 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,75 г (3,0 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,6%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин. In a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, 24.25 g (97.0 wt.%) of DM with a fiber length of 3 mm is placed and the solution obtained by dissolving 0.75 g (3.0 wt. %) DADFS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.6% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Пример 7. Получение аппретированного СВ с 3,5 масс.% ДАДФС. Example 7. Obtaining finished SV with 3.5 wt.% DADPS.

В трехгорловую реакционную колбу, снабженную мешалкой, системой подачи газообразного азота и прямым холодильником помещают 24,125 г (96,5 масс.%) СВ с длиной волокон 3 мм и приливают раствор, полученный растворением 0,875 г (3,5 масс.%) ДАДФС в 160 мл (по 50 масс.%) смеси ацетона и изопропанола (0,7%-й раствор). Включают мешалку, подачу азота, и выдерживают 25 минут при температуре 20°С.После этого, проводят нагревание содержимого колбы и отгонку ацетона и изопропанола по режиму: 30°С - 35 мин.; 45°С - 20 мин.; 55°С - 15 мин.; 65°С - 30 мин., 85°С - 30 мин.24.125 g (96.5 wt.%) SV with a fiber length of 3 mm is placed in a three-necked reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas supply system and a direct condenser, and a solution obtained by dissolving 0.875 g (3.5 wt.%) DADPS in 160 ml (50 wt.%) of a mixture of acetone and isopropanol (0.7% solution). Turn on the stirrer, nitrogen supply, and incubate for 25 minutes at a temperature of 20°C. 45°С - 20 min.; 55°С - 15 min.; 65°С - 30 min., 85°С - 30 min.

Аппретированное волокно сушат в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88 °С 2 часа.The dressed fiber is dried in an oven under vacuum at 87-88 °C for 2 hours.

Из аппретированных СВ и ПЭИ получены полимерные композиции, содержащие 20 масс.% аппретированных 4,4'-диаминодифенилсульфоном стекловолокон.From the dressed SV and PEI, polymer compositions containing 20 wt.% of glass fibers dressed with 4,4'-diaminodiphenylsulfone were obtained.

В таблице 1 представлены составы и значения прочности при сжатии композиционных материалов по примерам 1-7, обработанных различными количествами аппретирующей добавки.Table 1 shows the compositions and compressive strength values of the composite materials of examples 1-7 treated with different amounts of sizing additive.

Таблица 1Table 1 Состав (масс.%)Composition (wt.%) σсжатие,
МПа
σ compression ,
MPa
ПЭИ+20% СВ неаппретированныйPEI+20% DM non-prepared 324324 По примеру 1According to example 1 328328 По примеру 2According to example 2 333333 По примеру 3According to example 3 337337 По примеру 4According to example 4 339339 По примеру 5According to example 5 346346 По примеру 6According to example 6 345345 По примеру 7According to example 7 345345

где σсжатие - прочность при сжатииwhere σ compression is the compressive strength

Как видно из приведенных данных, полимерные композиции на основе полиэфиримида, армированные стеклянными волокнами, содержащие аппретированные СВ (№№1-7), проявляют более высокие прочности при сжатии по сравнению с композицией, содержащей неаппретированное стекловолокно.As can be seen from the above data, polymer compositions based on polyesterimide, reinforced with glass fibers, containing sized GF (Nos. 1-7), exhibit higher compressive strengths compared to a composition containing untreated glass fibers.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении прочности при сжатии создаваемой полимерной композиции за счет введения аппретирующего соединения - 4,4'-диаминодифенилсульфона, который повышает смачиваемость наполнителя и увеличивает граничные взаимодействия между наполнителем и полиэфиримидной матрицей.The technical result of the invention is to improve the compressive strength of the created polymer composition due to the introduction of a sizing compound - 4,4'-diaminodiphenylsulfone, which increases the wettability of the filler and increases the boundary interactions between the filler and the polyesterimide matrix.

Claims (3)

1. Способ получения аппретированных стеклянных волокон, предназначенных для производства изделий в аддитивных технологиях, основанный на аппретировании стеклянного волокна путем нанесения аппретирующего компонента из раствора с последующей сушкой в сушильном шкафу под вакуумом при 87-88°С, отличающийся тем, что аппрет наносят из раствора 4,4’диаминодифенилсульфона с массовой концентрацией 0,1-0,7 % в смеси органических растворителей: по 50 мас.% ацетона и изопропанола, и проводят ступенчатый подъём температуры в среде газообразного азота с одновременной отгонкой растворителя по режиму: 20°С - 25 мин, 30°С - 35 мин, 45°С - 20 мин, 55°С - 15 мин, 65°С - 30 мин и 85°С - 30 мин, причем количество компонентов аппретированного волокна соответствует соотношению, мас.%: стекловолокно 96,5-99,5, 4,4’диаминодифенилсульфон 0,5-3,5. 1. A method for obtaining sizing glass fibers intended for the production of products in additive technologies, based on sizing glass fibers by applying a sizing component from a solution, followed by drying in an oven under vacuum at 87-88 ° C, characterized in that the sizing is applied from a solution 4,4'diaminodiphenylsulfone with a mass concentration of 0.1-0.7% in a mixture of organic solvents: 50 wt.% acetone and isopropanol each, and a stepwise increase in temperature is carried out in an atmosphere of nitrogen gas with simultaneous distillation of the solvent according to the regime: 20 ° C - 25 min, 30°C - 35 min, 45°C - 20 min, 55°C - 15 min, 65°C - 30 min and 85°C - 30 min, and the number of components of the finished fiber corresponds to the ratio, wt.%: glass fiber 96.5-99.5, 4,4'diaminodiphenylsulfone 0.5-3.5. 2. Полимерная композиция, используемая для производства конструкционных изделий в аддитивных технологиях, содержащая полимерную матрицу на основе полиэфиримида и аппретированное стеклянное волокно, отличающаяся тем, что используется аппретированное стеклянное волокно по п.1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2. A polymer composition used for the production of structural products in additive technologies, containing a polymer matrix based on polyesterimide and a sized glass fiber, characterized in that the sized glass fiber according to claim 1 is used in the following ratio of components, wt.%: ПолиэфиримидPolyetherimide 80 80 Аппретированное стеклянное волокноFinished glass fiber 2020
RU2022119161A 2022-07-13 Method for obtaining treated glass fibres and a polymer composition reinforced by them = RU2793765C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793765C1 true RU2793765C1 (en) 2023-04-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2056876A1 (en) * 1990-12-21 1992-06-22 Ronald E. Bockrath High moduli polyimides
RU2272051C2 (en) * 2000-08-22 2006-03-20 Сайтек Текнолоджи Корп. Elastic polymeric element, substrate for curable composition, curable composition, methods for preparation thereof, curing method, products
RU2710559C1 (en) * 2019-05-16 2019-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon
EP3684615A1 (en) * 2017-09-18 2020-07-29 Solvay Specialty Polymers USA, LLC Additive manufacturing method for making a three-dimensional object using selective laser sintering

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2056876A1 (en) * 1990-12-21 1992-06-22 Ronald E. Bockrath High moduli polyimides
RU2272051C2 (en) * 2000-08-22 2006-03-20 Сайтек Текнолоджи Корп. Elastic polymeric element, substrate for curable composition, curable composition, methods for preparation thereof, curing method, products
EP3684615A1 (en) * 2017-09-18 2020-07-29 Solvay Specialty Polymers USA, LLC Additive manufacturing method for making a three-dimensional object using selective laser sintering
RU2710559C1 (en) * 2019-05-16 2019-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2710559C1 (en) Method for producing dressed glass fibers and composite materials based thereon
RU2793765C1 (en) Method for obtaining treated glass fibres and a polymer composition reinforced by them =
RU2796406C1 (en) Method for obtaining finished glass fibres and polymer composite material
RU2798035C1 (en) Method for obtaining finished fiberglass and polymer-fiberglass composition
RU2793761C1 (en) Method for obtaining finished glass fibers and a polyesterimide composite filled with them
RU2793859C1 (en) Method for obtaining finished glass fibres and polyesterimide composites based on them
RU2793855C1 (en) Method for obtaining finished glass fiber and polyesterimide composite material
RU2798234C1 (en) Method for obtaining finished glass fibers and polymer composite material
RU2798033C1 (en) Method for obtaining sized glass fiber and polymer composite based on it
RU2793764C1 (en) Method for obtaining treated glass fibres and polyesterimide composites based on them
RU2793857C1 (en) Method for obtaining finished glass fibers and polyesterimide composites based on them
RU2793880C1 (en) Method for obtaining treated glass fibres and polyesterimide composites based on them
RU2798034C1 (en) Method for obtaining finished fiberglass and polymer composite
RU2793856C1 (en) Method for obtaining dressed glass fibers and polyesterimide composite
RU2816365C1 (en) Method for obtaining sized glass fibre and polymer composite based on it
RU2811289C1 (en) Method for producing finished glass fibers and reinforced polymer composition based on them
RU2770088C1 (en) Polyphenylene sulphide composite materials with carbon fibres and method for production thereof
RU2811047C1 (en) Method for obtaining finished glass fibres and polymer composition based on them
RU2818818C1 (en) Method for producing finished glass fibre and polyetherimide composition based on it
RU2802448C1 (en) Method for obtaining sized glass fibres and polyesterimide composite
RU2796448C1 (en) Method for obtaining finished carbon fibers and polymer composite material
RU2804164C1 (en) Method for obtaining dressed carbon fibres and reinforced polymer composition
RU2818819C1 (en) Method for producing sized glass fibres and composite materials based on them
RU2803603C2 (en) Method for obtaining finished carbon fibres and polymer compositions based on them
RU2793762C1 (en) Method for obtaining finished carbon fibre and polyesterimide composite material