Undirbúningur og árangursmat á háhitaþolnu Prepreg epoxýplastefni

1. Inngangur

  Sem mikilvægt hitastillandi plastefni hefur epoxýplastefni góða rafmagnseiginleika, efnafræðilegan stöðugleika, framúrskarandi vélræna eiginleika og límeiginleika og er mikið notað á mörgum sviðum. Á undanförnum árum, með örum vexti neyslu epoxýplastefnis í Kína, hafa margar nýjar kröfur verið settar fram fyrir fjölbreytni uppbyggingu epoxýplastefnis. Krafan um háhitaþolinn epoxý plastefni í sumum hágæða vörum er að aukast. Þrátt fyrir að sumar tegundir af háhitaþolnum epoxýplastefni hafi verið þróaðar heima og erlendis og ákveðin framleiðsla hefur myndast, getur það samt ekki mætt núverandi og framtíðarþróunarþörf. Helstu erlendir framleiðendur þessarar tegundar sérstaks epoxýplastefnis eru meðal annars Dow Chemical frá Bandaríkjunum, Tokyo Chemical í Japan, Mitsubishi Gas Chemical o.fl. Þar sem upphaflegi tilgangur þess er aðallega til hernaðarnota hafa erlend lönd sett á langtíma tæknilega hindrun um framleiðslutækni á efni af þessu tagi og takmarkaði útflutning þess. Framleiðsla á vörum sem þróaðar eru í Kína er takmörkuð og verðið er dýrt, sem getur ekki mætt núverandi örum vexti eftirspurnar eftir borgaralegri notkun [4]. Til að mæta innlendri eftirspurn eftir háhitaþolnu epoxýplastefni er brýnt að þróa háhitaþolið epoxýplastefni með viðeigandi seigju, góðri vinnslutækni, góðum geymslustöðugleika vöru og hóflegum kostnaði.

  Í þessari grein, multifunctional epoxý plastefni og epoxý plastefni E51 eru samsettar og viðeigandi ráðhúskerfi er valið til að bæta hitaþol epoxýplastefnis. Á sama tíma eru seigju og alhliða eiginleikar plastefniskerfisins stillt með hlutfallinu til að mæta frammistöðukröfum og laga sig að framleiðslu á heitbræðslu forpreg. Prepeg er mjög mikilvægt hráefni til framleiðslu FR4 blað, 3240 epoxý lak, bakelít lak og 3026 fenól bómullar lak.

2. Tilraun

  a. Hráefni, tæki og tæki

  I. Hráefni: fjölvirkt epoxýplastefni (A), almennt epoxýplastefni E51 (B), háhitaþurrkunarefni (C), herðaefni (D), eldsneytisgjöf (E).

  II. Tæki og búnaður: Mýkingarpunktaprófari, KOREALABOTECH244 － 1544 hlauptímamælir, TAAR2000 mæli, TA50WS mismunaskönnun hitaeiningamælir (DSC), INSTRON2382 alhliða efnisprófari, límvél, prepreg vél.

  b. Undirbúningur prófunarsýnis

  I. Undirbúningur trjákvoða: Hitið og bræðið epoxýplastefni og herðaefni í ákveðnu hlutfalli, hrærið þar til blandan er einsleit, kælið niður í 80 ℃, bætið við lækningaefni og eldsneytisgjöf, ryksugið og fjarlægið loftbólur og blandið jafnt.

  II. Undirbúningur plastefnissteypuhlutans: Hellið tæmdu plastefniskerfinu í forhitaða mótið á meðan það er heitt og storkið það í samræmi við ákveðið herðingarkerfi.

  III. Undirbúningur heitt bráðnar límfilmu: settu bræddu plastefnið í límtank límgjafans, flyttu plastefnið á samsvarandi losunarpappír í gegnum valsinn og kældu síðan fullunna límfilmuna í gegnum kælibúnaðinn fyrir filmuhúð.

  IV. Undirbúningur prepreg koltrefja: Húðuð efri og neðri lögin af plastefnisfilmu og koltrefjum eru samsett með samsettri vél. Tvö lög af plastefnisfilmu og styrkjandi trefjum mynda "samloku" uppbyggingu. Plastefnið er jafnt í bleyti inn í trefjarnar með upphitun hitaplötunnar og upphitun og útpressun fjögurra pör af upphitunarrúllum til að mynda prepreg.

  V. Undirbúningur prepreg prófunarstrimla: skera og hylja prepreg samkvæmt prófunarstaðlinum, storkna og móta samkvæmt ákveðnu herðingarkerfi og skera síðan í staðlaða prófunarræmur.

3. Niðurstöður og umræður

a. Undirbúningur plastefnisformúlu

  Samkvæmt hitaþolskröfum plastefnisins er glerhitastig TgDSC plastefniskerfisins ákvarðað að vera ≥ 190 ℃. Á sama tíma ætti plastefnið að vera hentugur til framleiðslu á heitbræddum prepregs. Plastefnið ætti að vera hálffast við stofuhita, ekki festast við hendur, ekki festast við pappír og plasthlaupstíminn ætti að vera viðeigandi. Samkvæmt framleiðslureynslunni er mýkingarpunktur plastefnisins ákvarðaður að vera 35 ~ 45 ℃ og hlauptíminn við 170 ℃ er ákveðinn í 20 ~ 30 mín.

  Í fyrsta lagi er fjölnota epoxý plastefni (A) og herðaefni (D) blandað saman í hlutfallinu 100/10, og ákveðnu magni af háhita lækningaefni (C) er bætt við, án þess að bæta almennu epoxý plastefni E51 (B) og eldsneytisgjöf (E), og síðan er frammistaða plastefniskerfisins könnuð. Samkvæmt greiningu á formúlu 1 #~4 # í töflu 1, með hægfara aukningu á magni háhitameðferðarefnis (C), sýnir Tg plastefniskerfisins uppávið, en togstyrkurinn minnkar smám saman; Hlauptími, mýkingarpunktur og Tg formúlu 2 #~4 # geta uppfyllt kröfurnar.

Tafla 1 Hlutföll og eiginleikar mismunandi kvoða

  Til þess að stilla togstyrk plastefnisins án þess að skemma varmaeiginleika plastefnisins, er nauðsynlegt að draga úr magni háhitameðferðarefnis (C) og bæta við ákveðnu hlutfalli af hraða (E). Hlutfallslega séð er magn af lækningaefni sem bætt er við mikið og magn af inngjöfum er lítið. Ójöfn blöndun í raunverulegri framleiðslu er auðvelt að valda plastefnissprengingu. Þess vegna er nauðsynlegt að stilla blöndunarferli plastefnis. Notaðu fyrst almenna epoxýplastefnið E51 (B) til að mala háhitaþurrkunarefnið (C) og eldsneytisgjöfina (E), og bætið síðan blöndunni út í plastefnið á eftir fjölvirku epoxýplastefninu (A) og herðaefninu (D) ) eru sameinaðar í hlutfalli.

  Það má sjá af formúlu 5 í töflu 1 að hlauptíminn er umtalsvert styttri en í formúlu 1 þegar hröðli (E) er bætt við. Þegar plastefnið nær hlaupinu mun þvertenging sameindanetsins hraða og plastefnið mun fljótt breytast úr seigfljótandi flæðisástandi í glerástand. Vegna þess að herðaefni er bætt við í þessu trjákvoða er seigja trjákvoða mikil, vökvi plastefnis er léleg og erfitt að losa loftið. Ef hlauptíminn er of fljótur og plastefnisbólurnar eru ekki alveg losaðar hefur plastefnið verið hlaup, sem veldur göllum eins og veikum tengingum milli plastefnis og trefja, holrúmum osfrv., sem er ekki til þess fallið að nota í kjölfarið. vöruna og bæta árangur samsettra efna. Þess vegna þarf að draga úr magni lækningaefnisins. Tafla 1 Togstyrkur formúlu 6 og formúlu 7 er umtalsvert hærri en formúlu 4 þegar háhitaráðandi (C) - inngjöf (E) kerfi malað með almennu epoxýplastefni E51 (B) er bætt við. Hins vegar, vegna mikils magns af almennu epoxýplastefni E51 (B) í formúlu 6, sem hefur áhrif á glerbreytingshitastig Tg kerfisins, var formúla 7 loksins valin sem plastefnisformúla.

  b. Ræfræðilegir eiginleikar plastefnis

  Til þess að uppfylla kröfur um heitbræðslu forpreg framleiðsluferlis voru gigtarfræðilegir eiginleikar formúlu 7 plastefnis við mismunandi hitastig prófaðir og niðurstöðurnar eru sýndar í töflu 2. Það má sjá af töflu 2 að seigja plastefnis breytist með hitastigi. Þess vegna, í framleiðslu plastefnisfilmu, er hægt að stilla seigju plastefnisins með því að stjórna hitastigi til að uppfylla ferlakröfur plastefnisfilmugerðar.

Tafla 2 Seigja plastefnis við mismunandi hitastig

  Meðan á húðunarferlinu stendur mun seigja og hitastig hafa áhrif á þykkt og gæði límfilmunnar. Til dæmis, þegar seigja er of há, er vökvastigið lélegt, sem er ekki til þess fallið að mynda góða plastefnisfilmu. Þegar seigja er of lág er auðvelt að missa það. Aðalástæðan er sú að hertunarefnið hefur verið bætt við epoxý plastefniskerfið og plastefnið hefur verið hitað í langan tíma við undirbúning kvikmyndarinnar. Þegar hitastigið er of hátt geta stórsameindir og keðjuhlutar orðið fyrir hitahreyfingu, sem hefur áhrif á endingu fullunnar vöru. Þess vegna, þegar límið er undirbúið, ætti hitastigið að vera eins lágt og mögulegt er með því skilyrði að vinnslukröfur séu uppfylltar. Það má sjá af töflu 2 að trjákvoðaseigjan við 60 ℃ er mikil, sem hefur áhrif á stöðugleika kvikmyndagerðar, þannig að 70 ℃ er valið sem filmuhitastig.

 c. Ákvörðun herslukerfis

  Fullkomið ráðhúskerfi getur bætt afköst vörunnar, annars mun það ekki aðeins hafa áhrif á frammistöðu vörunnar heldur einnig koma með ýmis ferlivandamál. Ráðhúskerfið er hægt að ákvarða með DSC tilraun sem er ekki íshita. Við mismunandi hitunarhraða 5 ~ 25 ℃/mín., hefur plastefniskerfið samsvarandi upphafshitastig (Ti), hámarksviðbragðshitastig (Tp) og lokahvarfshitastig (Tf) (tafla 3). Hægt er að fá upphafshitastig hvarfsins (Ti), hámarkshitastig hvarfsins (Tp) og lokahitastig hvarfsins (Tf) við hitunarhraða 0 í samræmi við línulega passa jöfnu þessara þriggja.

Tafla 3 Ti, Tp og Tf við mismunandi hitunarhraða

d. Hitaþolsmat

  Hitaþol plastefniskerfisins er almennt metið út frá varma aflögunarhitastigi, glerbreytingshitastigi og varmaþyngdartapi niðurbrotshita efnisins. Glerskiptihitastigið Tg er hitastig efnisins frá glerástandi í hát teygjanlegt ástand, sem er mikilvæg gögn til að ákvarða þjónustuhitastig efnisins. Glerbreytingshitastigið í DSC ferlinum er 203 ℃.

e. Mat á vélrænum eiginleikum kvoða og samsettra efna

  Tafla 4 sýnir gögn um tog- og beygjueiginleika herts plastefnis. Tafla 5 sýnir gögn um vélrænni eiginleika koltrefja prepreg einstefnu lagskipt. Samkvæmt gögnunum í töflu 4 geta vélrænni eiginleikar plastefniskerfisins og koltrefjaforpregsins uppfyllt kröfur um markgildi.

Tafla 4 Vélrænir eiginleikar plastefnissteypuhluta

Tafla 5 Vélrænir eiginleikar koltrefja prepreg einstefnu lagskipt

4. Niðurstaða

  Í þessari grein, multifunctional epoxý plastefni og almennt epoxý plastefni E51 var blandað saman og viðeigandi hröðunarkerfi fyrir hröðunarefni var valið til að þróa háhitaþolið prepreg epoxýplastefni og eiginleikar plastefnisins og samsettsins voru prófaðir.

  a. Fjölvirkt epoxýplastefni er gagnlegt til að bæta hitaþol kerfisins. Þegar massahlutfall kerfisins (A/B/C/D/E) er 75/15/25/15/0.3, hefur það framúrskarandi hitaþol og getur uppfyllt kröfur um heitbráðnar prepreg framleiðslu.

  b. DSC ferlar plastefniskerfisins við mismunandi hitunarhraða voru prófaðir með DSC tilraunum. Ákjósanlegasta herðingarkerfi plastefniskerfisins var 160 ℃/1 klst.+180 ℃/3 klst. með línulegri festingu.

  c. Kvoðakerfið hefur framúrskarandi hitaþol og Tg mælt með DSC er 203 ℃.

  d. Vélrænni eiginleikar plastefniskerfisins og koltrefjaprepreg uppfylla kröfur um markgildi.