Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОГЕЗИОННЫЙ ПУЧОК ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА И КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА
КОГЕЗИОННЫЙ ПУЧОК ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА И КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА

КОГЕЗИОННЫЙ ПУЧОК ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА ИЗ ДРОБЛЕНОГО НАТЯЖЕНИЕМ ВОЛОКНА И КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КОГЕЗИОННОГО ПУЧКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: нанесенное до операции дробления натяжением покрытие из вязкого смазочного материала и антистатика позволяет получить пучки из дробленого при растяжении стеклянного волокна. Композиционные материалы со смолой в качестве матрицы, армированной такими пучками, обладают высокой прочностью, жесткостью и способностью к хорошей формуемости. 3 с. и 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2060237
Класс(ы) патента: C03C25/02, C03B37/028, C08J5/08
Номер заявки: 5001991/05
Дата подачи заявки: 29.10.1991
Дата публикации: 20.05.1996
Заявитель(и): Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани (US)
Автор(ы): Томас Эдвард Армиджер[US]; Дэвид Холис Эдисон[US]; Герберт Дж. Лаутербах[US]; Джеймс Рональд Лэйтон[US]; Ричард Кейфью Окайн[GH]
Патентообладатель(и): Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к способу стеклянных нитей и использования пучков дробленых нитей для приготовления композиционного материала из матрицы, армированной стеклянными нитями.
Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является когезионный пучок из дробленого натяжением органического волокна арамидных нитей [1]
Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления когезионного пучка из дробленого натяжением волокна, включающий подачу пряжи или жгута из непрерывных органических нитей в зону растяжения и растяжение нити до напряжения разрыва, при котором происходит неупорядочный обрыв [1]
Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту является композиционный материал на основе когезионного пучка из ориентированного в осевом направлении стекловолокна и полимерной матрицы [2]
Способ получения композиционного материала включает приготовление основы из нитей за счет намотки их на раму, пропитки смолами и горячего прессования с целью формирования тонкого плоского листа, который срезают с рамы. Затем несколько таких листов накладывают один на другой так, чтобы нити основы соседних листов были расположены взаимно перпендикулярно, и основу подвергают горячему прессованию для получения целевого армированного композиционного изделия. Полученные изделия обладают высокой прочностью и жесткостью.
Недостатком известного когезионного пучка и способа его изготовления является то, что он оказался непригодным для изготовления пучков из стеклянных нитей, так как при обработке известным способом дробления при растяжении стеклянные нити не обнаруживают или почти не обнаруживают когезионной способности.
Недостатком известного композиционного материала является то, что трудности возникают при попытках изготовления штампованных объемных изделий из листов на основе смолы, армированной непрерывными стеклянными нитями, способом глубокой вытяжки. Зачастую получают изделия с неровными участками и морщинами.
Целью изобретения является обеспечение возможности изготовления когезионного пучка из дробленого натяжением стекловолокна и повышения его когезионной способности. Кроме того, повышение прочности и жесткости композиционного материала.
Поставленная цель достигается тем, что когезионный пучок из дробленого натяжением волокна в качестве волокна содержит стекловолокно с нанесенным на его поверхность в количестве 0,3-0,5 мас. покрытием из 2 мас.ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас.ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас.ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас.ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров из жирных спиртов С812 нейтрализованенных диэтаноламином, и обладает когезионной способностью не ниже 0,01 г/денье.
Кроме того, что в способе изготовления когезионного пучка из дробленого натяжением волокна, включающем подачу пряжи или жгута из непрерывных нитей в зону растяжения и растяжение нити до направления разрыва, при котором происходит неупорядочный обрыв, в зону растяжения подают нить или жгут из стекловолокна, на которое наносят покрытие в количестве 0,3-0,5 мас. состоящее из 2 мас. ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас.ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас.ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас.ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров из жирных спиртов С8-C12, нейтрализованных диэтаноламином.
Поставленная цель достигается также тем, что в композиционном материале на основе когезионного пучка из ориентированного в осевом направлении стекловолокна и полимерной матрицы, пучок выполнен из ориентированного в осевом направлении штапельного стеклянного волокна со средней длиной волокна 12,7-152 мм с покрытием из 2 мас.ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас. ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас.ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас. ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров из жирных спиртов С812 нейтрализованных диэтаноламином, причем количество покрытия составляет 0,3-0,5 мас. при содержании стекловолокна в количестве 40-55 об. 85% Волокон ориентированы в пределах угла ±10о относительно осевого направления.
На фиг.1 схематически изображен предпочтительный вариант устройства для реализации изобретения в непрерывном процессе; га фиг.2 устройство для нанесения покрытия на пучок из стеклянных нитей; на фиг.3 устройство для дробления натяжением обладающих когезионной способностью пучков из стеклянных нитей.
На фиг.1 показан предпочтительный вариант устройства, содержащего в основном шпулярник 1 для паковок 2 исходной нити, набор натяжных стержней 3 для создания натяжения нитей, аппликатор покрытия 4, содержащий вращающийся валик 5 для нанесения покрытия, погруженный в ванну 6, заполненную жидким материалом покрытия 7, две расположенные между апликатором 4 и штапелирующей машиной Тurbo 8 (поставляемой фирмой Тurbo Machinelo, Loudsdan, Pа) направляющие в виде валиков 9, 10 с канавками. Штапелирующая машина Тurbo содержит два приводных зажимных тянущих валика 11, 12 для жесткого захвата жгута 13, образованного в направляющей 14 из отдельных нитей. Зажимные валики 11, 12 с постоянной скоростью подают жгут 13 к двум передним валикам 15, 16, которые также захватывают жгут 13, вытягивают его из дробящих стержней 17 и в виде пучка дробленных нитей подают к конденсирующей направляющей 18, откуда пучок поступает к намоточному устройству (не показано) для намотки в паковку. В рабочем режиме стеклянная нить 19 от отдельных паковок 2 на шпулярнике 1 пропускается по валику 5 для нанесения покрытия, где на нее наносится покрытие 7. Нити сводятся в пучок (жгут) в направляющей 14, растягиваются между валиками 11, 12 и передними валиками 15, 16, после чего случайным образом дробятся за счет резкого отклонения в поперечном направлении дробящими стержнями 17. Нанесенное на составляющую пучок нить покрытие позволяет протягивать пучок через направляющую 18 к намоточному устройству без разделения нитей в пучке.
Хотя предпочтительным является непрерывный процесс, показанный на фиг.1, нанесение покрытия на непрерывную стеклянную нить и дробление натяжением нити с покрытием могут осуществляться как две операции, как это показано на фиг. 2 и 3 и описано в примере 1. В частности, на фиг.2 показана стеклянная нить 14, которая от паковки 2 подается через натяжные стержни 3', для растяжения нити, валик 5 для нанесения на нить покрытия 7, после чего нить наматывают на бобину 2', где она сушится. Затем сматываемая с бобины 2' нить дробится при растяжении с помощью дробяных стержней 17 (фиг.3) в штапелирующей машине, как описано в связи с фиг.1.
Методика испытаний.
Испытание на разрыв.
Испытания композиционного материала на разрыв проводятся по методике, описанной в АSТМ Теst D 3039-76 "Стандартный метод испытания на разрыв композиционных материалов волокно-смола".
Испытание на сдвиг (Short Beam Shear).
Эти испытания проводятся по общей методике, описанной в ASТМ Method D 2344-76 под названием "Стандартная методике испытаний на кажущийся межслойный сдвиг композиционных материалов с параллельными волокнами методом Short Beam", за тем исключением, что радиус нагрузочного носика равен не 1/8 (0,3 см), а 1/16 дюйма (0,15 см).
Когезионная способность пучка.
Пучки для испытаний на когезионную способность поместили в зажимы установки для испытаний на разрыв "Инстрон", установленной на расчетную длину образца 432,8 мм, скорость ползуна 254 мм/мин и скорость диаграммы 304,8 мм/мин. Ползун включили для нагружения образца, а максимальную величину усилия в граммах по графику записали и поделили на весовой номер пучка для получения показателя когезии пучка.
Покрытие нити.
Определение нанесенного на нить покрытия проводили способом, согласно которому взвешенные образцы экстрагировали соответствующим графиметрическим растворителем (ями) при комнатной температуре; растворитель с растворенным материалом покрытия и другими возможными примесями, смытыми с образца, передавали в предварительно взвешенный контейнер и испаряли. Экстрагированный осадок взвесили. Произвели расчет процентного отношения веса экстрагированных веществ к весу очищенного от них образца. В качестве растворителя для всех материалов покрытия, исключая глицерин, используют "Аэротан" (1,1,1-трихлорэтан), а для глицерина метанол.
Высокотемпературное испытание на разрыв.
Образец для испытания поместили в зажимы установки для испытаний на разрыв "Инстрон", настроенной на соответствующую длину образца и скорость ползуна. К поверхности образца по середине между зажимами присоединили термопару, а вокруг образца поместили электрическую цилиндрическую печь длиной ≈ 200 мм таким образом, что расстояние между дном печи и нижним зажимом составляло 25,4 мм. Открытые торцы печи плотно закрыли изолирующим материалом во избежание конвективных потерь тепла и нагрева зажимов. Печь включили и нагревали образец с тем, чтобы уменьшить его вязкость и допустить вытяжку (температуру определяют в зависимости от вязкости, продолжительности и тепловых данных материала непрерывной фазы. Образцы с непрерывной фазой из термореактивной смолы следует испытать в неотвержденном состоянии). Образец выдерживали при определенной температуре в течение 15 мин для достижения теплового равновесия, после чего включали ползун и доводили вытяжку нагретого участка образца до 50% Печь удалили и проверили образец на разрыв.
Ориентация волокон.
Была выполнена микрофотография поверхности композиционного материала (с увеличением 240х). На микрофотографии с помощью транспортира измерили угол между осью каждого волокна и осевым направлением композиционного материала. Зарегистрировали процентное содержание волокон, ориентированных на угол ±5о относительно осевого направления материала.
П р и м е р 1. Приготовляют из дробленного натяжением стекловолокна пучок, однако использованную для этой цели непрерывную стеклянную нить (Т-30 Р 353 В, выпускаемую фирмой Оnens Corning Fiberglass) c весовым номером 6700 денье покрывали способом напыления 10% водной эмульсии. Скорость подачи эмульсии к распылительной головке составляла 50 см3/мин при давлении воздуха ≈ 0,21 кг/см2. Скорость протягивания нити через распылительную форсунку с помощью двух зажимных валиков составляла ≈ 52 м/мин, после чего пряжу наматывали на цилиндрическую бумажную трубку. После высушивания уровень покрытия составлял 0,35% Дробленый натяжением пучок, полученный из двух бобин непрерывной нити с покрытием, имел показатель когезии 0,09 г/денье. Кроме того, создаваемый в процессе дробления натяжением статический заряд, на который оказывало влияние покрытие, имел приемлемый уровень. В результате 50 измерений такого пучка определили среднюю длину пучка, то есть ≈ 86 мм (наименьшая длина составляла 25,4 мм, а наибольшая ≈259 мм). Из такого пучка и пленки РЕТС (сополиэфир 6762 Kodak PETG фирмы Eastman Kodak) способом по примеру 1 изготовили пластину с однонаправленным волокном, плотность пучков в которой составляла 26 концов на I дюйм, толщина пленки 3,0 мм, а количество использованных слоев 8 с содержанием волокнистой фракции 55 об. Испытания на сдвиг отрезанных от пластины полос шириной ≈ 12,7 мм показали ≈ 379 кг/мм2. Результаты показали, что наличие покрытия не оказало отрицательного воздействия на адгезию волокна к образующему непрерывную фазу полимеру.
П р и м е р 2. Пучок из дробленого натяжением стекловолокна был получен способом по примеру 1, за тем исключением, что на непрерывную нить не выносили покрытия. Вместо этого на подаваемое в штапелирующую машину волокно периодически напыляли антистатик Тif-Job (Schafco, Laucaster). Скорость валика и дробильных стержней составляла 1/2 значения, указанного в примере 1. В результате 50 измерений на полученных пучках определили среднюю длину пучков ≈ 79 мм (наименьшая длина ≈ 25 мм, наибольшая длина ≈ 147 мм). Способом по примеру 1 из пучков приготовили основу, заготовки и однонаправленную пластину с плотностью концов 21 дюйм. Толщина пленки РEТG cоставляла 0,076 мм. Для получения пластины с волокнистой фракцией 40 об. использовали стопу из пяти заготовок. Пластину разрезали на полосы шириной ≈ 12 мм, снабдили их алюминиевыми лапками и подвергли испытаниям на разрыв при длине образца ≈ 200 мм. Были получены следующие результаты: прочность на разрыв 4700 кг/см2; модуль 347000 кг/см2.
Результаты показали, что изделие обладало очень высокой прочностью и модулем.
П р и м е р 3. Из непрерывной стеклянной нити с весовым номером 6700 денье приготовили основу, заготовки и однонаправленную пластину с плотностью 13 концов/дюйм. Толщина пленки PEТG (Еastman Kodak) cоставляла 0,076 мм. Для получения пластины с содержанием волокнистой фракции 40 об; использовали стопу из 5 заготовок. Пластину разрезали на полосы шириной ≈ 12,7 мм, снабдили алюминиевыми лапками и подвергли испытаниям на разрыв при длине образца ≈ 200 мм. Были получены следующие результаты: прочность на разрыв 67900-4750 кг/см2; модуль 383000 кг/cм2.
Обнаружено, что прочность и жесткость изделия по примеру 2 соответствовали ожидаемым от применения непрерывной стеклянной нити. Хотя изделие по примеру 2 изготовлено из дробленого штапельного волокна, его прочность и жесткость достигали 90% значений изделия из непрерывной нити.
П р и м е р 4. Для получения заготовки из дробленых натяжением пучков стекловолокна и эпоксидной смолы (Hercnles 3501-6) провели следующие операции:
1) замороженную смолу оттаивали при комнатной температуре, после чего в течение 15 мин нагревали до 82оС;
2) на прокладочную бумагу отлили пленку из смолы, а затем охладили до 4,5оС с тем, чтобы остановить реакцию полимеризации, а открытую поверхность покрыли защитной полиэфирной пленки;
3) слоистую структуру бумага-смола-пленка намотали на барабан диаметром ≈ 2,1 м и сняли полиэфирную пленку;
4) на открытое покрытие из смолы общей шириной ≈ 267 мм намотали пучок графитовых нитей с весовым номером 2300 денье, изготовленный по примеру 1, с плотностью распределения 9 концов/дюйм. В результате 50 измерений определили среднюю длину пучка ≈ 81 мм (наименьшая длина ≈ 17,8 мм, наибольшая длина ≈ 142 мм);
5) со второй слоистой структуры бумага-пленка сняли полиэфирную пленку, после чего слоистую структуру намотали на графитовый слой на барабане и получили слоистую структуру бумага-смола-графит -смола-бумага;
6) полученную слоистую структуру смотали с барабана и нагревали в вакууме при температуре 60оС в течение 10 мин с тем, чтобы обеспечить принудительное проникновение смолы в слой графита, после чего заморозили для последующего использования. Общая толщина слоев смолы и графита такой системой структуры составляла 0,18 мм.
Полоса однонаправленного композиционного материала, полученная из уложенных в стопу 10 слоев шириной 18 мм и длиной 356 мм (с направлением волокна, параллельным продольному направлению слоя), представляющая собой заготовку из графита и смолы, нагревалась в течение 2 мин в вакууме. С обоих концов на 25,4 мм полоса частично отверждалась за счет нагрева в течение 2 ч до 120оС с одновременным охлаждением промежуточного участка полосы длиной ≈ 305 мм с помощью сухого льда. На образце длиной ≈ 280 мм при скорости ползуна ≈ 126 см/мин проводили высокотемпературные испытания на разрыв при температуре 124оС полос длиной 356 мм и шириной 19 мм. Испытания показали возможность растяжения композиционного материла на 50% без разрыва, что позволяет предполагать возможность его обработки путем глубокой вытяжки. Из 10 случаев полученной в ходе операции 6 слоистой структуры после удаления бумаги, разрезания заготовки графитсмола на листы и укладки их в стопу с последовательным сдвигом дробленых при растяжении пучков нитей на 45о по часовой стрелке была изготовлена композиционная пластина. Нижняя поверхность пятого слоя рассматривалась как отражающая плоскость, а основа уложенных пяти нижних слоев представляла собой зеркальное отражение пяти верхних слоев относительно указанной поверхности. Эту слоистую структуру нагревали и в вакууме при температуре окружающей среды в течение 2 мин для слипания слоев. Пластине придали форму полусфер с радиусом ≈ 76 мм, после чего ее отверждали в форе при температуре 175оС в течение 12 ч. Пластина точно соответствовала форме, в которой она формировалась, и была признана пригодной для формования.
П р и м е р 5. Намотанную на две бобины стеклянную непрерывную нить с весовым номером 6700 денье (Т-30 Р 353 В, фирмы Оwens-Сorning Fiberglass) подвергли дроблению натяжением в штапелирующей машине (фирмы Тurbo Macbine Co), показанной на фиг.1. 10%-ный водный раствор покрытия по примеру 1 наносили с помощью смоченного валика. Скорость поверхности промежуточных валиков составляла ≈ 16,1 м/мин, скорость поверхности передних валиков ≈ 50 м/мин, скорость наконечника дробящего стержня ≈ 32,4 м/мин. Полученный пучок имел весовой номер 4100 денье. В результате 50 измерений пучка определяли среднюю длину пучка ≈86,3 мм (наименьшая длина ≈ 23 мм, наибольшая длина ≈ 223 мм). Основу приготовили посредством намотки пучков на 18 дюймовую металлическую пластину (22 конца/дюйм). До намотки раму покрыли пленкой из термопластичной смолы (сополиэфир РEТG/толщиной ≈ 0,08 мм, а после намотки покрыли второй пленкой. Полученную слоистую структуру целиком нагревали в вакууме при температуре 220оС в течение 15 мин, после чего ее срезали с рамы. Полученное изделие, называемое заготовкой, оказалось хорошо пропитанной относительно жесткой слоистой структурой из непрерывной фазы и пучков нитей дробленого при растяжении волокна, ориентированных в одном и том же направлении. Семь таких заготовок уложили в стопу с ориентированными в одном направлении волокнами. Стопу нагревали в форме при температуре 200оС и давлении ≈ 28 кг/см2 в течение 30 мин с получением цельной пластины толщиной 82 мм с содержанием волокнистой фракции 50 об. Высокотемпературные испытания (262оС) на растяжение на образце длиной 254 мм при скорости ползуна 254 мм/мин, нарезанных из такой пластины полос длиной ≈ 305 мм и шириной ≈ 19 мм с продольно ориентированными пучками, показали возможность растяжения композиционного материала на 50% без разрыва, что говорит о возможности его глубокой вытяжки.
П р и м е р 6. Пучок нитей по примеру 5 подвергли повторному дроблению с уменьшением длины волокна, пропустив через два комплекта разнесенных на ≈ 63 мм зажимных валиков с эластомерным покрытием. Скорость поверхности второго комплекта валиков составляла 9,14 м/мин, скорость поверхности первого комплекта валиков ≈ 6,5 м/мин, что позволяло получить вытяжку 1,4. Полученный после повторного дробления пучок имел весовой номер 5371 денье, а определенная в результате 50 измерений средняя длина пучка 40 мм (наименьшая длина 12,7 мм, наибольшая длина ≈ 21 мм). Основу приготовили посредством намотки полученного пучка на 18-дюймовую квадратную металлическую пластину (17 концов/дюйм). До намотки раму покрыли пленкой из термопластичной смолы (сополиэфир РЕТG) толщиной ≈ 0,008 мм, а после намотки покрыли еще одной пленкой. Полученную слоистую структуру целиком нагревали в вакууме при температуре 220оС в течение 15 мин, после чего срезали с рамы. Эта заготовка оказалась хорошо пропитанной относительно жесткой слоистой структурой из непрерывной фазы и дроблеными натяжением нитями, ориентированными в одном и том же направлении. Семь таких заготовок уложили в стопу с одинаково ориентированными волокнами. Стопу нагревали в форме при температуре 200оС и давлении ≈ 28 кг/см2 в течение 30 мин и получили цельную пластину толщиной 80 м с содержанием волокнистой фракции 50 об. Высокотемпературные (262оС) испытания на растяжение на образце длиной 254 мм при скорости ползуна 254 мм/мин нарезанных из пластины полос длиной 305 мм и шириной ≈ 19 мм с продольно ориентированным волокном показали возможность вытяжки композиционного материала на 50% без разрыва, что свидетельствует о возможности его глубокой вытяжки.
П р и м е р 7. Слоистую структуру приготовили из стекловолокна по примеру 1 в ходе описанного ниже непрерывного процесса. Основу шириной ≈ 300 мм, проложенную между двумя пленками из полиэтилентерефталата РЕТ толщиной ≈ 0,002 мм сформировали из подаваемых со шпулярника 46 пучков, что позволило получить заготовку в виде слоистой структуры с содержанием волокнистой фракции 55 об. На каждую поверхность этой слоистой структуры нанесли прокладочную пленку из полиамида "Kapton" во избежание прилипания расплава РEТ к горячим поверхностям. Затем полученную слоистую структуру пропускали со скоростью ≈ 3/мин между двумя стальными валиками, нагретыми до температуры 278оС с тем, чтобы получить цельную заготовку. С этой слоистой заготовки сняли прокладочную пленку, отрезали по краям лишнюю пленку РЕТ и уложили полосы заготовки слоями в 16-дюймовую квадратную форму. Каждый слой составляли из расположенных рядом полос слоистой заготовки. 10 слоев слоистой структуры уложили с последовательным сдвигом дробленого при растяжении волокна на 45о по часовой стрелке и получили стопу для формования пластины из композиционного материала. Нижняя поверхность пятого слоя рассматривалась как отражающая поверхность, а следующие пять слоев были уложены таким образом, чтобы получить зеркальное отражение пяти верхних слоев относительно этой поверхности. Слоистую структуру формировали способом по примеру 1 и получили цельную пластину, нагревали до 280оС и придали ей форму полусферы с радиусом ≈ 76 мм. Контуры полученной пластины точно соответствовали форме, что показало возможность глубокой вытяжки изделия.
П р и м е р 8. Пластину изготовили из 10 слоев, уложенных в стопу в 16-дюймовую квадратную форму, с последовательным сдвигом дробленого натяжением волокна на 45о по часовой стрелке заготовок, изготовленных по примеру 1. Нижняя повеpхность пятого слоя рассматривалась как отражающая поверхность, а пять следующих слоев уложили таким образом, чтобы получить зеркальное отражение пяти верхних слоев относительно этой поверхности. Полученную слоистую структуру формовали способом по примеру 1 и получили цельную пластину из композиционного материала с содержанием волокнистой фракции 55 об. Пластину нагрели до 280оС и придали ей форму полусферы с радиусом ≈76 мм. Контуры пластины точно соответствовали форме, что показало возможность глубокой вытяжки изделия.
П р и м е р 9. Из непрерывной стеклянной нити с весовым номером 7600 денье приготовили основу, заготовки и однонаправленную пластину способом по примеру 2. Плотность распределения концов составляла 15,5 концов/дюйм, толщина пленки РЕТ (полиэтилентерефталат) ≈ 0,76 мм. Для получения пластины с содержанием волокнистой фракции 55 об. использовали стопу из пяти заготовок. Пластину разрезали на полосы шириной ≈ 12,7 мм, снабдили их алюминиевыми липками и образцы длиной ≈ 200 мм подвергли испытаниям на растяжение. Были получены следующие результаты: прочность на разрыв 1100 кг/см2; модуль 513000 кг/см2.
Результаты показали, что изделие по примеру 9 обладало прочностью и жесткостью, ожидаемыми от изделия из непрерывной стеклянной нити.
П р и м е р 10. Однонаправленную пластину толщиной 2,6 мм изготовили из 5 уложенных в стопу заготовок по примеру 7 с одинаково ориентированными пучками, которую нагревали в прессе, как описано в сравнительном примере. Нарезанные из полученной пластины полосы шириной 12,7 мм и длиной ≈ 200 мм подвергли испытаниям на растяжение и получили следующие результаты: прочность на разрыв 610 кг/см2; модуль 414800 кг/см2.
Результаты показали, что в данном случае значения прочности и модуля, хотя и не были столь высокими, как показала непрерывная стеклянная нить по примеру 9, все же значительно превышали значения, полученные при испытаниях композиционного материала со случайно ориентированным стекловолокном при эквивалентном объемном содержании волокнистой фракции (см. например, B.D. Аgar wal, L.I. Brout an "Analysis and Performence of Тiber Conposites c. 92), где указаны: прочность на разрыв 1617 кг/см2, модуль 168700 кг/см2.
Формула изобретения: 1. Когезионный пучок из дробленого натяжением волокна, отличающийся тем, что пучок в качестве волокна содержит стекловолокно с нанесенным на его поверхность в количестве 0,3 0,5 мас. покрытием из 2 мас.ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас.ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас.ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас.ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров жирных спиртов С8 С12, нейтрализованных диэтаноламином, и обладает когезионной способностью не ниже 0,01 г/денье.
2. Способ изготовления когезионного пучка из дробленого натяжением волокна, включающий подачу пряжи или жгута из непрерывных нитей в зону растяжения и растяжение нити до напряжения разрыва, при котором происходит неупорядоченный обрыв, отличающийся тем, что в зону растяжения подают нить или жгут из стекловолокна, на которое наносят покрытие в количестве 0,3 0,5 мас. состоящее из 2 мас.ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас.ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас.ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас. ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров из жирных спиртов С8 С12, нейтрализованных диэтаноламином.
3. Композиционный материал на основе когезионного пучка из ориентированного в осевом направлении стекловолокна и полимерной матрицы, отличающийся тем, что пучок выполнен из ориентированного в осевом направлении штапельного стеклянного волокна со средней длиной волокна 12,7 152 мм с покрытием из 2 мас.ч. смазки, представляющей собой смесь 9 мас.ч. монолаурината полиэтиленгликоля и 1 мас. ч. лауриновой кислоты или ее амида, и 1 мас.ч. антистатика из смешанных моно- и дифосфатных эфиров из жирных спиртов С8 С12, нейтрализованных диэтаноламином, причем количество покрытия составляет 0,3 0,5 мас. при содержании стекловолокна в количестве 40 55 об.
4. Материал по п.3, отличающийся тем, что 85% волокон ориентированы в пределах угла ± 10o относительно осевого направления.