РЕЗЮМЕ
Марков Александр Владимирович
Течение однонаправленных термопластичных препрегов
в процессах формообразования изделий
Препрег, термопластичная матрица, расплав, течение, вязкость, намотка, укладка роликом, пултрузия, профильные изделия.
Объект исследования — однонаправленные препреги и волокнистые композиты с термопластичной матрицей, процессы вязкого течения препрега при намотке, укладке роликом, пултрузии. Предмет исследования — методы определения, характеристики вязкого течения препрегов, параметры технологических процессов формообразования изделий из них.
Цель исследования — изучение особенностей вязкого течения однонаправленных волокнистых препрегов с термопластичной матрицей в процессах формообразования изделий и выработка на этой основе рекомендаций по совершенствованию процессов и управлению их параметрами.
Установлены закономерности и выявлены аномалии поведения однонаправленных препрегов в вязкотекучем состоянии, обусловленные нелинейностью вязких свойств матричного полимера, неоднородностью и анизотропией структуры препрега, влиянием граничных условий на процесс течения. Разработаны адекватные модели вязкого течения препрега при намотке, укладке роликом и пултрузии, показана преобладающая роль сдвигов в трансверсальной плоскости.
Выведены соотношения, позволяющие рассчитать параметры процесса формообразования изделий по характеристикам вязких свойств матричного полимера и препрега, оптимизировать технологические режимы получения изделий.
Разработана одностадийная технология получения профильных изделий из термопластичных полимеров, однонаправленно армированных стеклоровингом (площадь сечения профиля до 100 мм2, степень наполнения до 30 об. %, скорость до 5 см/с).
На универсальной пултрузионной установке в БГТУ выпущены опытные партии профильных изделий из полиамида-6 и полипропилена, армированных стеклоровингом. Стеклоармированные профили внедрены в качестве раскладок для крепления панелей в салонах трамвайных вагонов и в качестве штанг-держателей сепараторов зерноочистительных машин. Использование 1 т стеклоармированных профилей из термопластов взамен алюминиевых дает экономию 1500-2000 долларов США.
РЭЗЮМЭ
Маркаў Аляксандр Уладзiмiравiч
Цячэнне аднанакiраваных тэрмапластычных прапрэгаў
у працэсах формаўтварэння вырабаў
Прапрэг, тэрмапластычная матрыца, расплаў, цячэнне, вязкасць, намотка, укладка ролiкам, пултрузiя, профiльныя вырабы.
Аб’ект даследавання — аднанакiраваныя прапрэгi i валакнiстыя кампазiты з тэрмапластычнай матрыцай, працэсы вязкага цячэння прапрэгу пры намотцы, укладцы ролiкам, пултрузii. Прадмет даследавання — метады вызначэння, характарыстыкi вязкага цячэння прапрэгаў, параметры тэхналагiчных працэсаў формаўтварэння вырабаў з iх.
Мэта даследавання — вывучэнне асаблівасцей вязкага цячэння аднанакiраваных валакнiстых прапрэгаў з тэрмапластычнай матрыцай у працэсах формаўтварэння вырабаў і выпрацоўка на гэтай аснове рэкамендацый па удасканальванню працэсаў і кіраванню іх параметрамі.
Устаноўлены заканамернасцi i выяўлены анамалii паводзiн аднанакiраваных прапрэгаў у вязкацякучым стане, якiя абумоўлены нелiнейнасцю вязкiх уласцiвасцей матрычнага палiмеру, неаднароднасцю i анiзатрапiяй структуры прапрэгу, уплывам межавых умоў на працэс цячэння. Распрацаваны адэкватныя мадэлi вязкага цячэння прапрэгу пры намотцы, укладцы ролiкам i пултрузii, паказана пераважная роля зрухаў у трансвярсальнай плоскасцi.
Выведзены суадносiны, якiя дазваляюць разлiчыць параметры працэсу формаўтварэння вырабаў па характарыстыках вязкiх уласцiвасцей матрычнага палiмеру i прапрэгу, аптымiзаваць тэхналагiчныя рэжымы атрымання вырабаў.
Распрацавана аднастадыйная тэхналогiя атрымання профiльных вырабаў з тэрмапластычных палiмераў, аднанакiравана армiраваных шклоровiнгам (плошча сячэння профiлю да 100 мм2, ступень напаўнення до 30 аб. %, хуткасць да 5 см/с).
На унiверсальнай пултрузiйнай устаноўцы ў БДТУ выпушчаны доследныя партыi профiльных вырабаў з полiамiду-6 i полiпрапiлену, якiя армiраваны шклоровiнгам. Шклоармiраваныя профiлi ўкаранены ў якасцi раскладак для ўмацавання панэляў у салонах трамвайных вагонаў i ў якасцi штанг-трымальнiкаў сепаратараў зернеачышчальных машын. Выкарыстанне 1 т шклоармiраваных профiляў з тэрмапластаў узамен алюмiнiевых дае эканомiю 1500-2000 долараў ЗША.
SUMMARY
Markov Alexander
Flow of unidirectional thermoplastics prepregs
in the processes of forming products
Prepreg, thermoplastic matrix, melt, flow, viscosity,
winding, roller compaction, pultrusion, profiles.
Object of research is the unidirectional prepregs and fiber composite with thermoplastic matrix, processes of viscous flow by winding, roller compaction, pultrusion. Subject of research is the methods of a determine, characteristics of a viscous flow of the prepregs, parameters of technology processes of products forming from it.
Aim of research is the creation of theory bases for processes of products forming from unidirectional fiber prepregs with thermoplastic matrix.
Some laws have been set and appeared anomalies of a behavior unidirectional prepregs in the viscous flow condition worded non-linearity of viscous properties of the matrix polymer, non-equability and anisotropy structure of the prepreg, effect the limit condition at a process of a flow. Adequate models of the viscous flow of the prepreg were developed by winding, roller compaction, pultrusion showed prevail role of the shifts in transverse surface.
The balances allowed to calculate were led out the parameters of the process of the products forming to characteristic viscous properties of the matrix polymer and prepreg to optimization technology regimes of the products receiving.
On-line technology for profiles receiving from thermoplastic, unidirectional reinforced glass roving polymers (cross-sectional square of the profile up 100 mm2, the degree of reinforcement up 30 vol.%, the speed up 5sm/s) has been developed.
On universal pultrusion unit in BSTU were produced experimental parts of the profiles from reinforced glass roving. Profiles have found application as elements for binding of the panels in tram salons and as bars of the separators grain cleaning machines. Utilizing 1 t glass reinforced profiles with thermoplastic matrix instead of aluminum saves up to 1500-2000 US$.
ТЕЧЕНИЕ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПРЕПРЕГОВ В ПРОЦЕССАХ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ