DESIGN OF STRUCTURAL AND TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF NODES AND DOSED ALLUVIUM IMPREGNATION IMPREGNATION-DRYING COMPLEX, DESIGNED TO OBTAIN PRODUCTS FROM WINDING DUROPLASTIC OF FIBER POLYMER COMPOSITIES

ПРОЕКТУВАННЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВУЗЛІВ ПРОСОЧУВАННЯ І ДОЗОВАНОГО НАНЕСЕННЯ ПРОСОЧУВАЛЬНО-СУШИЛЬНОГО КОМПЛЕКСУ, ПРИЗНАЧЕНОГО ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ НАМОТОЧНИХ ВИРОБІВ З ВОЛОКНИСТИХ РЕАКТОПЛАСТИЧНИХ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТІВ

O. Kolosov
National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute"

Abstract

It was investigated that the basic processes named of impregnation and dosed application are the important parts of the production of prepreg for winding polymer composite maretials (PCM). This is because the quality of the impregnation is dependent of such factors as the presence or absence of air inclusions (so-called "bottle effect") in the structure of the impregnated fibrous filler during its impregnation, the homogeneity and the viscosity of the polymeric binder, good surface wettability of fibrous filler and so on. The essence of the developed energy-efficient technological methodics is based on the integrated use of ultrasonic for the basic processes of manufacture of prepregs to overcome the abovesaid drawbacks in their receiving. Investigations have shown that the effecttive effect of ultrasonic helps to improve the homogenization of the polymer binder, activation of fiberfill surface to improve its wettability with the polymer binder drainage structures fiberfill right before impregnation and to increase the productivity of the process of impregnation and dosed application of polymer binder by increasing the speed of a fiber-fill drawing with improving of properties of the final solidified PCM. Besides that, it was found out that the using of ultrasonic exposure to the impregnated fibrous filler in the impregnation bath and also to already impregnated fibrous filler may be regarded as an effective method for automatical maintaining of the required ammount of containing of the binder polymer in the impregnated fibrous filler. As a result of the application of the developed technological bases and the equipment is the increase of productivity of the impregnation processes and dosed application of polymer binder, i.e. speed of drawind of the material and speed of removal of excess polymer binder in the preparation of a homogeneous impregnated material with virtually no air pockets. This allows to recommend the developed new technological methodics, including of three-stage ultrasonic processing, and the necessary equipment as a reliable means to maintain a predetermined value of the quantity (stabilization) of content of the polymer binder impregnated fabric filler. A number of case studies (including the use of impregnation-drying machine MPT-3M) with the developed technological methodics and equipment, providing energy saving process for processes of preparing a polymer binder, impregnating a fibrous filler and dosed application to them the polymer matrix using ultrasonic was investigated

Було встановлено, що базові технологічні процеси, а саме просочування і дозоване нанесення, є ключовими ланками при виробництві препрегів-напівфабрикатів для намоточних полімерних композиційних матеріалів (ПКМ). Це обумовлено тим, що якість просочення залежить від таких факторів, як наявність або відсутність повітряних включень (так званого «пляшкового ефекту») в структурі просоченого волокнистого наповнювача в процесі його просочення, однорідності й в'язкості полімерного зв’язуючого, хорошої змочуваності поверхні волокнистого наповнювача тощо. Суть розроблених енергоефективних технологічних методик полягає в комплексному використанні ультразвуку для базових процесів виробництва препрегів для подолання зазначених недоліків при їх одержанні. Дослідження показали, що ефективна дія ультразвуку сприяє поліпшенню гомогенізації полімерного зв’язуючого, активації поверхні волокнистого наповнювача для того, щоб поліпшити змочуваність полімерним зв’язуючим поверхні волокнистого наповнювача безпосередньо перед просоченням і підвищити продуктивність процесу просочення та дозованого нанесення полімерного зв’язуючого за рахунок збільшення швидкості протягування волокнистого наповнювача з одночасним поліпшенням властивостей кінцевого затверділого ПКM. Крім того, було встановлено, що використання ультразвукового впливу просоченого волокнистого наповнювача в просочувальної ванні, а також в просякнутому волокнистому наповнювачі можна розглядати як ефективний метод автоматичної підтримки необхідної величини вмісту полімерного зв’язуючого в просякнутому волокнистому наповнювачі.Результатом застосування розроблених технологічних основ і устаткування є підвищення продуктивності процесів просочення і дозованого нанесення полімерного зв’язуючого, тобто швидкості протягування матеріалу і швидкості видалення надлишку полімерного зв’язуючого при одержанні однорідного просоченого матеріалу практично без повітряних включень. Це дозволяє рекомендувати розроблені нові методики, в тому числі триступеневої ультразвукової обробки, і реалізуюче їх обладнання як надійний засіб для підтримання заздалегідь заданого значення величини (стабілізації) вмісту полімерного зв’язуючого в просоченому тканому наповнювачі. На ряді прикладів (у тому числі з використанням просочувально-сушильної машини MПT-3М) було досліджено, що розроблені методики та обладнання забезпечують енергозбереження процесів підготовки полімерного зв’язуючого, просочення волокнистого наповнювача і дозованого нанесення на них полімерної матриці з використанням ультразвуку

Keywords

methodic, technology, equipment, impregnation, drying, fiberglass, epoxide, polymer, binder, ultrasound, energy saving
методика, технологія, обладнання, просочування, дозування, сушіння, склотканина, епоксид, полімер, звязуюче, ультразвук, енергозбереження

Download the full article