СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ
METHOD OF FORMING ARTICLES FROM EPOXY RESIN

Изобретение относится к технологии переработки полимерных композиционных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из связующего на основе эпоксидной смолы, например рабочих колес машин типа центробежного нагнетателя воздуха.
Известен способ изготовления изделий из эпоксидной смолы, включающий формование, отверждение и механическую обработку заготовки (заявка №94015074/26, B29C 41/04, дата публикации 27.02.1996).
Указанный способ трудоемок и сложен из-за несовершенства технологической оснастки.
Ближайшим аналогом является способ формования изделий из эпоксидной смолы, включающий предварительную обработку связующего, формование, отверждение и механическую обработку заготовки (патент РФ №2257297, B29C 41/04, БИ №21 от 27.07.2005).
Однако известный способ не позволяет получать высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе, ударная вязкость).
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение физико-механических свойств изделий.
Указанная задача решается тем, что в способе, включающем предварительную обработку связующего, формование, отверждение и механическую обработку заготовки, согласно изобретению, предварительную обработку связующего производят в жидкой фазе наносекундными электромагнитными импульсами, электромагнитным перемешиванием и виброколебаниями. Кроме того, используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц, продолжительность обработки от 25 до 35 минут. Кроме того, обработку связующего виброколебаниями производят амплитудой от 2 до 60 мкм, частотой от 50 до 100 Гц и с продолжительностью, совпадающей с продолжительностью обработки наносекундными электромагнитными импульсами.
При этом обработка наносекундными электромагнитными импульсами способствует формированию дополнительных межатомных химических связей, с другой стороны, обработка электромагнитным перемешиванием (длительность импульсов которой превышает длительность наноимпульсов) способствует сшиванию макромолекул полимера (связующего).
Обработка связующего виброколебаниями амплитудой от 2 до 60 мкм, частотой от 50 до 100 Гц и с продолжительностью, совпадающей с продолжительностью обработки наносекундными электромагнитными импульсами, повышает эффективность обработки наносекундными электромагнитными импульсами в 1,5-2 раза и повышает производительность установки в 1.4-1,6 раз.
Таким образом, за счет комбинированной обработки связующего происходит изменение структуры полимера, повышение прочности межатомных и межмолекулярных связей и, следовательно, повышение физико-механических свойств готового изделия. Предлагаемые режимы обработки являются оптимальными для связующего - эпоксидной смолы.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема установки для совместного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами, электромагнитным перемешиванием полимерного связующего и вибрацией.
Пример реализации способа.
Для осуществления способа используют аппарат 1 управления установки электромагнитного перемешивания, катушку индуктивности 2, электропитательные катушки индуктивности 3, генератор 4, электропитание электродов 5 излучения наносекундными электромагнитными импульсами, полимерное связующее (Этал Т 210) 6, диэлектрическую емкость 7, диэлектрические подставки 8 и электроды 9 излучения наносекундных электромагнитных импульсов. Нижнюю часть диэлектрической емкости 7 оборудуют виброопорами 10 и вибратором 11 известной конструкции (например, электромагнитным).
Установка работает следующим образом.
Предварительно смешенное с отвердителем полимерное связующее 6 загружают в жидком виде в диэлектрическую емкость 7, в которой размещают электроды 9. Затем включают электропитательные катушки индуктивности 2, 3, электродов 9 и производят обработку полимерного связующего 6 в течение от 25 до 35 минут. При этом используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц. Одновременно производят обработку связующего виброколебаниями амплитудой от 2 до 60 мкм, частотой от 50 до 100 Гц и с продолжительностью, совпадающей с продолжительностью обработки наносекундными электромагнитными импульсами.
При этом обработка наносекундными электромагнитными импульсами и виброколебаниями способствует формированию дополнительных межатомных химических связей, с другой стороны, обработка электромагнитным перемешиванием (длительность импульсов которой превышает длительность наноимпульсов) способствует сшиванию макромолекул полимера (связующего). Таким образом, за счет комбинированной обработки связующего происходит изменение структуры полимера, повышение прочности межатомных и межмолекулярных связей и, следовательно, повышение физико-механических свойств готового изделия. Контроль за состоянием полимерного связующего 6 осуществляют путем отбора контрольных проб известным способом. После обработки связующее использовалось (например) для вакуумно-компрессионной пропитки с термообработкой заготовок при формовании рабочих колес на стеклопластиковой основе для машин типа центробежного нагнетателя воздуха.
В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности, жесткости, модуля упругости и температуры плавления изделий на основе эпоксидной смолы в процессе эксплуатации за счет повышения качества композиции.