1 / 22

ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА

ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА. ЗАО “ ЗЭМ ” РКК “ ЭНЕРГИЯ ”. 2012. “ Технология получения препрегов с высоким содержанием полимера ”. Тема доклада.

habib
Download Presentation

ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ТЕХНОЛОГИИXXIВЕКА МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА ЗАО “ЗЭМ” РКК “ЭНЕРГИЯ” 2012

  2. “Технология получения препрегов с высоким содержанием полимера” Тема доклада Излагаются теоретические основы технологии получения препрегов с высоким содержанием полимера методом вакуумной пропитки и сушки Результаты получены в ходе выполнения хоздоговора № 516 МГУЛ с ЗАО «ЗЭМ» РКК «Энергия» в 2010-2011 г.г. Договор выполнялся кафедрами: - материаловедения и технологии конструкционных материалов; - процессов и аппаратов д/о производств

  3. АВТОРЫ: Московский государственный университет леса - В.Д. Котенко, И.В. Сапожников, В.В. Абразумов ЗАО ˝ЗЭМ˝ РКК ˝ЭНЕРГИЯ˝ - В.А. Романенко, А.И. Терёхин, Л.Н. Кузнецова Требования к содержанию полимера и летучих продуктов в препрегах ТАБЛИЦА 1

  4. Схема экспериментальной установки ЗЭМ для пропитки вязально-прошивных полотен лаком ЛБС-4

  5. Расчётное содержание лака и смолы в полотнах при разовой вакуумной пропитке Таблица 2

  6. Математическая модель процесса вакуумной пропитки и сушки (расчёт производится на единицу объёма полотна – 1 см3): – пористость полотна из кремнезёмной ткани ; (1) – пористость полотна из кремнезёмно-капроновой ткани ; (2) – масса лака в полотне после вакуумного вливания ; (3) – содержание лака в полотне ; (4)

  7. – содержание полимера в лаке ; (5) – содержание полимера в полотне ; (6) – предельное содержание полимера в полотне ПВП-КТ (ПВП-КТК) . (7)

  8. Характеристики компонентов препрегов Таблица 3

  9. Параметры технологического процесса, соответствующиеномерам кривых Таблица 4

  10. Содержание компонентов в полотне в зависимости от числа пропиток и исходного содержания ФФС в ЛБС-4 ФФС ФФС + вода

  11. Спирт Вода

  12. Последовательность расчёта массы лака для пропитки 1. Определяют взвешиванием массу полотна Мп (КТ или КТК), которое подвергается пропитке. 2. Задают содержание полимера (смолы) в препреге gф. 3. По заданной величине gф определяют содержание смолы в полотне из уравнения . (8) 4. Проводят лабораторные исследования лака, предназначенного для пропитки полотна, на содержание смолы мф масс. ч и воды мв масс. ч. 5. Рассчитывают массу лака Мл, которая потребуется для пропитки полотна, по уравнению ,кг. (9) 6. Можно также определить массу удаляемого спирта Мэ при вакуумной сушке , кг. (10)

  13. Схема лабораторной установки 1 – форма; 2 – контейнер металлический; 3 – жертвенный слой ; 4 – вязально-прошивное полотно; 5 – крышка формы; 6 – окно смотровое; 7 – кран для подачи связующего; 8 – мерный цилиндр; 9 – мановакуумметр; 10 – кран вакуумной линии; 11 – вакуум-насос; 12 – кран управления высоким давлением; 13 – компрессор

  14. Расчёт массы лака для пропитки полотна (на примере полотна КТ размером1000х1000х10 мм) 1. Рассчитаем объём полотна 2. Масса полотна Мп при плотности ρКТ = 0,9 г/см3 3. Объём пор Vпв полотне при пористости ткани КТ П = 0,591 3 4. Задаём содержание смолы в препреге, gф = 0,4 масс. ч. 5. По величине gф определяем массу смолы Мф в полотне из уравнения , из которого имеем 6. Определяем лабораторными исследованиями содержание смолы мф масс. ч. в лаке (допустим мф = 0,6). По этой величине определяем массу лака Мл, которая необходима для пропитки полотна 7. При плотности лака ρл= 1,041 г/см3 объём лака составит

  15. Расчёт показал, что объём лака почти в два раза больше объёма пор: Vл» Vп → 9,6 » 5,91 литра, т.е. лак в таком количестве в порах полотна не поместится. 8. Масса смолы + вода в лаке составит (при содержании спирта в лаке мс= 0,31 масс. ч.) 9. При плотности смолы ρф = 1,3 г/см3 (1300 кг/м3) её объём составит т.е. смола может разместиться в порах полотна, т.к. её объём меньше объёма пор Vф< Vп → 4,74 < 5,81. 10. Масса удаляемого растворителя (спирта) Мс составит или при плотности спирта ρс = 0,8 г/см3 его объём составит 11. Степень усадки смолы составит т.е. при сушке объём лака уменьшается на ≈ 40%, что приводит к уменьшению размеров (контракции) полотна после пропитки.

  16. Преимущества нового технологического процесса 1. Сокращение расхода бакелитового лака, так как в технологическом процессе используется без остатка именно то количество бакелитового лака, которое необходимо для получения препрега с требуемыми характеристиками. 2. Сокращение длительности технологического процесса пропитки (~ на порядок). 3. Возможность регенерации этилового спирта из бакелитового лака, который может быть использован в других технологических процессах. 4. Сокращение ручного труда с улучшением экологии. 5. Возможность прерывания технологического процесса на любой стадии и возобновление его продолжения в любое удобное время. 7. Возможность автоматизации процесса, т.е. создания АСУ ТП производства препрегов с заданными характеристиками.

  17. Доклад окончен. Благодарю за внимание.

  18. Препреги — это композиционные материалы-полуфабрикаты. Готовый для переработки продукт предварительной пропитки связующим упрочняющих материалов тканой или нетканой структуры [1]. Их получают путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими. Пропитка осуществляется таким образом, чтобы максимально реализовать физико-химические свойства армирующего материала. Препреговая технология позволяет получить монолитные изделия сложной формы при минимальной инструментальной обработке. Также это слоистый наполнитель, в котором стеклоткань пропитана термореактивным связующим веществом, частично отвержденным. Препреги производят в форме полотна, покрытого с обеих сторон полиэтиленовой пленкой и свернутого в рулон. Слово образовано относительно недавно прямым англоязычным заимствованием и может быть отнесено к инженерному сленгу. В английском языке под pre-preg ами понимают упрощенный вариант производства укрепленных углеродными волокнами полимеров, который применяется тогда, когда не требуется высокое качество материала, для более требовательных приложений, таких как авиационная промышленность - используются другие технологии (не имеющих названия препреги). Однако появились технологии, которые потенциально имеют характеристики (менее 1% полостей ), которые смогут удовлетворить требования авиационной промышленности.

  19. Абляция – эррозия в гидродинамическом потоке. Процесс массо- и теплопереноса, обеспечивающий Отвод большого количества теплоты из поверх- ностных слоёв материала, которая поглощается, рассеивается или преобразуется окружающим пространством посредством различных физических механизмов. Динамика поглощения энергии при этом регулируется самопроизвольно, что позволяет контролировать температуру поверхности, значи- тельно ограничивая тепловой поток внутрь мате- риала. Под влиянием механических сил, тепла и агрес- сивности обтекающего изделие потока, происходит частичное разрушение материала, сопровожла- ющееся уменьшением его массы.

  20. Закон Планка устанавливает закон распределения интенсивности излучения абсолютно чёрного тела по длинам волн где с1 = 0,374·10-15 Вт/м2; с2 = 1,439·10-2 м/К; λ – длина волны, м; Т –температура, К

  21. Зависимость давления насыщенных паров от давления t = 15034,5 мм рт ст = -0,96 атм = -0,096 МПа t = 250 56,7 мм рт ст = -0,93 атм = -0,093 МПА t = 430150 мм рт ст = -0,8 атм = -0,08 МПа

More Related