Переработка КМФ прессованием в форме или литьем под давлением

15.08.2015

Прессование в форме является широко распространенной техникой изготовления усиленных непрерывным волокном термопластов. Поскольку для смесей ПЭТ-ПА-6 можно ожидать очень хорошей консолидации между компонентами, недавно были начаты опыты по формованию под давлением с КМФ. Кроме того, для изготовления КМФ в изделия с более сложной геометрией были применены машины для литья под давлением.
Холодновытянутая смесь ПЭТ-ПА-6 (1:1 по весу) в виде непрерывных стержней диаметром 1-1,5 мм, еще не прошедшая стадию изотропизации, нарезалась на отрезки длиной 50 мм. Эти отрезки помещались в форму (50x50 мм), которая нагревалась до 240 °С. При этой температуре образец выдерживался 10 минут под давлением 8 МПа, затем охлаждался до комнатной температуры со скоростью 15 °С/минуту. Чтобы иметь возможность сравнения, пластины одинаковой толщины (2 мм) готовились при одинаковых условиях из невытянутых «иголок» из смеси ПЭТ-ПА-6, а также из одинаковых гранул чистого ПА-6 и ПА-6, усиленного короткими стеклянными волокнами (30% по весу). Пластины, содержащие три слоя «иголок», укладывались либо параллельно (0,0,0), либо с поперечными слоями (0,90,0).
Результаты статических испытаний на разрывную прочность о и определенные модули на растяжение E представлены на рис. 33.7. При проведении испытаний в направлении 0° а КМФ с параллельной укладкой (0,0,0) была почти вдвое выше, чем у ламинатов с поперечным слоем (0,90,0) или у ПА-6, усиленного стекловолокном (рис. 33.7, а), тогда как величины модуля E для всех трех образцов были почти одинаковыми (рис. 33.7, b). В то же время о превышала прочность чистого ПА-6 и прочность невытянутой смеси ПЭТ-ПА-6 почти в 3 раза.
Эксперименты по литью под давлением проводились на гранулах из экструдированной и вытянутой смеси ПЭТ-ПА-6 в различных пропорциях. Очень важно поддерживать температуру процесса вблизи 240 °С, чтобы избежать плавления ПЭТ, потому что в противоположном случае фибриллярная морфология исчезнет. Результаты механических испытаний, включая образцы с короткими стеклянными волокнами, показаны на рис. 33.8. Можно видеть, что прочность на разрыв о конечного продукта КМФ выше на 50%, чем чистого ПА-6, и лишь на 15% ниже, чем ПА-6, усиленного 30% стекловолокна (рис. 33.8, а). В то же время E конечного продукта КМФ более чем вдвое превышает модуль чистого ПА-6 и на 35% ниже модуля усиленного стекловолокном ПА-6 (рис. 33.8, b). Различия в величинах E в пользу наполненных стеклом композитов связаны со свойствами усиливающего материала (стекла или ПЭТ).
Значительные различия в механическом поведении становятся понятными, если принять во внимание структурные особенности смесей, представленных на рис. 33.9.
В то время как невытянутая смесь характеризуется скорее равномерным распределением компонентов, имеющих почти сферическую форму (рис. 33.9, а), конечные продукты из КМФ, независимо от способа приготовления, различимы по совершенным фибриллам ПЭТ (главным образом, это полученные прессованием в форме пластинки), диспергированным в изотропную матрицу ПА-6; см. рис. 33.9, b и с, соответственно.
Переработка КМФ прессованием в форме или литьем под давлением
Переработка КМФ прессованием в форме или литьем под давлением
Переработка КМФ прессованием в форме или литьем под давлением