Пултрузия термопластичных композиционных материалов
Особенностями технологии пултрузии применительно к ТКМ являются: более высокая по сравнению с реактопластами температура формующей фильеры, равная температуре плавления матричных волокон исходного волоконного полуфабрика-га; пропитка наполнителя непосредственно в фильере в момент формования и монолитизации материала профиля; охлаждение полученного профиля в той же фильере перед выходом его из формующего канала до температуры стеклования матрицы. Таким образом, все перечисленные особенности пултрузии ТКМ по волоконной технологии связаны с процессами, происходящими в фильере, и, следовательно, их необходимо учитывать в ее конструкции.
Формующая зона фильеры (или зона пропитки) имеет сужающийся канал, переходящий от формы и размеров канала входной зоны к форме и размерам сечения изготавливаемого
218
219
2.9. Формообразование пултрузией
профиля. В этих условиях давление формования создается главным образом за счет уменьшения сечения канала по длине зоны, за счет скорости протягивания материала через фильеру и за счет избыточного количества материала, входящего в фильеру, при сохранении заданного наполнения сечения выходного канала. Иначе говоря, в исходном полуфабрикате, если он предназначен для пултрузии, требуется избыток плавких волокон до 5... 15 % от расчетного содержания.
Важной величиной, характеризующей формующую зону, является угол конусности канала, который, с одной стороны, не должен превышать более 15°, чтобы расплав термопласта захватывался движущимися волокнами наполнителя, а с другой ~ должен иметь минимальное значение, чтобы обеспечить плавное нарастание давления, так как это улучшает качество и равномерность пропитки по толщине сечения и способствует более полному удалению воздушных включений из формующей зоны во входную зону. Однако слишком маленькая конусность приводит к неоправданному увеличению длины этой зоны, а значит и габаритов всей фильеры, что, в свою очередь, увеличивает время нахождения расплава при высокой температуре, а значит, и степень термодеструкции, и увеличивает отжим связующего с наружной поверхности профиля. Таким образом, оптимальной следует считать конусность, равную 5°...10°.
|
|
|
Расчетное определение длины формующей зоны и значения конусности для заданной скорости движения материала через фильеру, как и решение обратной задачи, на сегодняшний день для условий переработки ТКМ не очевидно и требуется проведение соответствующих аналитических и экспериментальных исследований. Поэтому для каждого конкретного состава исходного полуфабриката и принятых длины и конусности формующего канала оптимальную скорость пултрузии подбирают эмпирически.
|
|
|
Вследствие относительно рыхлой структуры исходного пакета и большой степени его уплотнения при формовании требуется использование переменной формы сечения канала фильеры с плавными переходами от зоны к зоне, исключающими повреждение армирующих волокон и наличие застойных зон.
Входная зона фильеры имеет радиусный вход, чтобы не повредить поступающий материал, и поперечное сечение, по
220
1. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
размерам соответствующее толщине исходного волоконного пакета, уплотненного в холодном состоянии.
В случае изготовления профиля сложного сечения (швел-дер, тавр, двутавр и т.п.) из заданного сечения пакета полуфабриката форма канала входной зоны должна соответство-мать форме исходного пакета.
Зона охлаждения (или калибровки) имеет постоянное сечение по длине канала. Однако при назначении исполнительных размеров канала на выходе из фильеры следует учитывать усадку материала профиля за счет его охлаждения в данной зоне, чтобы обеспечить заданные размеры Изделия. Поскольку в зоне охлаждения идут процессы стеклования и кристаллизации матричного полимера, то ее влияние на качество получаемого изделия весьма значимо, следовательно, конструкция зоны должна содержать узел принудительного охлаждения с заданной скоростью. Распределение температур на границах зон фильеры (рис. 2.59) приведено в табл. 2.8.
Таблица 2.8
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 809; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!