CC BY
36
Произошедшее увеличение общего выделения тепла за первые 2 мин обеспечивает уровень почти в два раза меньше норм, установленных АП-25 (65 кВт-мин/м ). Анализируя полученные результаты по тепловыделению, можно предположить, что увеличение общего тепловыделения произошло из-за более быстрого выгорания декоративного покрытия, которое (выгорание) характеризуется смещением пика выделения тепла на более раннее время.
На основании полученных результатов можно сделать выводы:
- интенсивность тепловыделения трехслойных панелей в основном определяется горючестью связующего, применяющегося для изготовления обшивок;
- применение связующего ФПР-520Г для изготовления трехслойных сотовых панелей дает возможность получать панели с хорошими прочностными характеристиками и пониженным тепловыделением, а также позволяет изготовлять панели интерьера с различными декоративными покрытиями, удовлетворяющие требованиям АП-25 по пожа-робезопасности.
В.И. Постное, В.И. Петухов, К.В. Макрушин, А.А. Юдин
ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИАДГЕЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ФОРМОВАНИИ ПАНЕЛЕЙ ИНТЕРЬЕРА С ГЕЛЬКОУТНЫМ СЛОЕМ
Приведены антиадгезионные покрытия, применяющиеся для защиты формующей поверхности выклеенных оснасток при изготовлении деталей из полимерных композиционных материалов. Сделана оценка стойкости антиадгезионных покрытий и возможности переносить их на изготовляемые детали; выбрано покрытие для изготовления панелей с гелькоутным слоем.
Ключевые слова: антиадгезионные покрытия, гелькоутный слой.
При формовании деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) необходима защита выклеечной оснастки от прилипания к ее поверхности. Для этих целей применяются специальные антиадгезинонные покрытия в виде смазок на основе кремнийорганических и фторопластовых соединений*. При совмещенном склеивании и формовании трехслойных панелей с гелькоутным покрытием на основе фенолформаль-дегидного связующего ФПР-520 поверхность выклеечной оснастки из металлических сплавов или полимерных композиционных материалов должна обеспечивать качество поверхности формуемой детали и бездефектный съем ее с оснастки, а также равномерность толщины наносимого слоя гелькоута. Применяемое антиадгезионное покрытие должно обеспечивать смачиваемость поверхности оснастки гелькоутом, так как в противном случае нанесение гелькоута будет неравномерным из-за плохой растекаемости его по поверхности оснастки. Кроме того, антиадгезионное покрытие должно обеспечивать легкое снятие готовой панели с выклеечной оснастки без повреждения декоративного гелькоутного слоя. В работе проведены исследования по выбору антиадгезионного покрытия, отвечающего вышеуказанным требованиям.
Для этого исследованы следующие композиции: кремнийорганические антиадгезионные составы 136-321 (ВСК-5), СК-223, К-21 и фторопластовая водная суспензия Release ALL-30. Для испытаний на подготовленную поверхность выклеечной оснастки -металлическую (Д16) и композиционную (Т-10-80 + ВСО-200) - были нанесены выбранные антиадгезионные покрытия (каждый на отдельную оснастку) и проведена их сушка при температуре 18-30°C в течение 1 ч. После этого покрытия К-21, 136-321
(ВСК-5) и фторопластовая суспензия Release ALL-30 были подвергнуты термообработке: ВКС-5 при 100-110°С в течение 2,5 ч, фторопластовая суспензия Release ALL-30 -при 176°С в течение 1 ч; К-21 - при 220°С в течение 2 ч; СК-223 - без термообработки.
* Справочник по композиционным материалам /Под ред. Дж. Любина. Т.2.- М.: Машиностроение, 1988, 584 с.
На подготовленную поверхность выклеечных оснасток был нанесен гелькоут на основе ФПР-520 для оценки смачиваемости. В результате установлено, что лучшая смачиваемость гелькоутом только у фторопластовой водной суспензии Release ALL-30, на остальных антиадгезионных покрытиях гелькоут собирался в капли и по толщине был неравномерным.
Для оценки количества технологических съемов на выклеечных оснастках проводили многократное формование опытных монолитных панелей 0,4x0,4 м толщиной 2 мм из препрега Т-15(П)-76 на ФПР-520 с 30%-ным наносом связующего. Формование панелей повторяли до тех пор, пока съем с оснастки происходил без повреждения поверхностного слоя. При этом фиксировали усилие съема панели с оснастки с помощью ручного динамометра. Результаты замеров усилий съема панелей с оснастки (для первых 10 экспериментов) приведены в табл. 1.
Таблица 1
Усилия съема первых 10 панелей (для каждого типа покрытия) с поверхности оснастки
Тип покрытия Величина усилия съема, Н Тип оснастки
ВСК-5 До -10 Металлическая и композиционная
СК-223 40-60 Металлическая
60-80 Композиционная
К-21 До ~10 Металлическая
Release ALL-30 20-40 -«-
50-60 Композиционная
Различие в усилиях съема можно объяснить механическим сцеплением панели с поверхностью композиционной оснастки вследствие микронеровностей поверхности и проступания структуры ткани.
При продолжении формования (до 17 съемов) величина усилия съема для смазок ВСК-5 и К-21 возросла до 20-30 Н, а для смазок СК-223 и Release ALL-30 наблюдался резкий рост величины усилия съема до 100-150 Н.
На основании проведенных исследований сделан вывод, что лучшими антиадгезионными свойствами обладают покрытия 136-21 (ВСК-5) и К-21, обеспечивающие легкий съем готовых панелей и позволяющие выполнять не менее 17 формований без обновления покрытия. Покрытие СК-223 и фторопластовая суспензия Release ALL-30 требуют несколько большего усилия съема готовых панелей и позволяют выполнять не менее 10 формований без обновления покрытия.
Для количественной оценки переноса антиадгезионного состава с оснастки на поверхность готовой панели использована методика, основанная на определении величины адгезии клея ВК-9 к поверхности панели, отформованной на различных видах оснастки. Для качественной оценки адгезии клея использовался метод определения прочности клеевого соединения при сдвиге (в соответствии с ГОСТ 14759-69), при этом об адгезии клея к поверхности образца стеклопластика судили по величине усилия при разрушении образцов от сдвига. Таким образом, чем больше усилие разрушения, тем лучше адгезия клея к поверхности отформованного образца и, соответственно, меньше перенос на нее антиадгезионного состава. Из отформованных стеклопластико-
вых панелей были вырезаны образцы в соответствии с ГОСТ 14759-69. Склейку образцов проводили клеем ВК-9, при этом дополнительной подготовки поверхности образцов под склейку не производили (не зашкуривали и не обезжиривали), чтобы не удалять с поверхности стеклопластика остатков антиадгезионного состава, перешедшего с вы-клеечной оснастки. Образцы склеивались внахлест, площадь склейки всех образцов ~3 см2. Испытанию подвергали от 5 до 7 образцов с определением среднеарифметического значения усилия разрушения. Полученные данные приведены в табл. 2.
Таблица 2
Усилия разрушения образцов при сдвиге
Вид покрытия Материал Усилие разрушения при сдвиге, Н
оснастки 1 съем 2 съем 3 съем 4 съем 5 съем
ВСК-5 Металл 430 460 692 657 840
Композит 353 613 650 1207 1250
СК-223 Металл 993 767 890 847 957
Композит 783 673 - 876 1090
К-21 Металл 813 - - 877 743
Release ALL-30 Металл 633 767 - 477 497
Композит 867 927 1233 1037 890
Для сравнительного анализа изготовлены и испытаны образцы из стеклопласти-ковой панели, отформованной на выклеечной оснастке через разделитель из фторопластовой пленки. После испытания на сдвиг данные образцы показали среднее усилие разрушения 1390 Н.
Анализируя приведенные данные можно сделать вывод, что с увеличением количества съемов с обработанной антиадгезивами поверхности оснастки перенос антиадгезионных составов уменьшается для всех приведенных видов покрытий (так как усилие разрушения растет). Для формования панелей с гелькоутом (на основе ФПР-520) в качестве антиадгезионного покрытия оснастки лучше всего использовать фторопластовую водную суспензию Release ALL-30. Этот состав обеспечивает хорошую смачиваемость поверхности выклеечной оснастки гелькоутом равномерным по толщине слоем и тем самым позволяет получить хорошее качество его нанесения, а также гарантирует до 10 съемов отформованных панелей при незначительном переносе антиадгезива на их поверхность.
В.И. Постное, К.Е. Никитин, О.Л. Бурхан, В.И. Петухов,
ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ПКМ В ПРОЦЕССЕ ФОРМОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
В работе исследована возможность применения ультразвукового метода для контроля процессов формования полимерных композиционных материалов (ПКМ). Метод основан на измерении параметров ультразвуковых импульсов, прошедших через формуемый материал. Разработана и изготовлена лабораторная установка ИПФ-2003, позволяющая проводить исследование изменения вязкости связующего в ПКМ в процессе технологического формования изделий. Проведены исследования процессов формования угле- и стеклопластиков. Форма кри-
В.Г. Орзаее
