365605428

7

Do wytwarzania odpowiedzialnych elementów kompozytowych stosuje się preimpregnaty czyli włókna w postaci tkanin wstępnie przesyconych żywicą. Włókna układa sie w postaci pojedynczej warstwy na ochronnym podłożu z taśmy papierowej lub z tworzywa, przesyca żywicą, przykrywa górna warstwa ochronną i przewalcowuje powodując usunięcie nadmiaru żywicy. Następnie zwija się uzyskaną taśmę (szerokość od kilkunastu cm do 2 i wiecej metrów) w bele które są przechowywane w lodówkach przez okres ok. 6 miesięcy i w tym okresie mogą być użyte do wykonania konstrukcji kompozytowej (najczęściej utwardzanej metodą autoklawową lub worka próżniowego.

Postać zbrojenia ma istotny wpływ na wytrzymałość kompozytu ze względu na typowe przestrzenne rozłożenie zbrojenia, (które zostało wymienione jako czynnik decydujący o wytrzymałości konstrukcji kompozytowej i omowione na rys. 5 dla przypadku pojedynczej warstwy kompozytu).

5. Wpływ sposobu wytwarzania konstrukcji na własności polimerowych kompozytów warstwowych

1. Metoda ręczna (laminowanie kontaktowe)

Laminowanie metodą kontaktową (rys.la) polega na ręcznym przesycaniu zbrojenia w postaci mat, tkanin: szklanych, węglowych, aramidowych w otwartych formach wykonanych najczęściej z drewna lub kompozytów. Do przesycania zbrojenia żywicą, używa się pędzla lub wałka, którym rozprowadza się żywicę po kolei na warstwach zbrojenia. Następnie wałkuje się specjalnymi twardymi wałkami aluminiowymi, stalowymi bądź teflonowymi w celu odpowietrzenia laminatu, zwiększeniu udziału zbrojenia w laminacie, a przez to poprawy własności wytrzymałościowych.

Ze względu na dużą ilość pęcherzy w żywicy i możliwość uzyskania max. ok. 40% włókien w kompozycie (reszta to mało-wytrzymała żywica) metoda jest stosowana dla konstrukcji nie wymagających wysokiej wytrzymałości i sztywności (patrz rys. 5) o niezbyt dużych gabarytach (łodzie, małe jachty, bagażniki na dach samochodu itp.

1. Metoda natryskowa

W metodzie tej rowing (włókna ciągłe) podawany jest do pistoletu natryskowego, następnie cięty przez specjalny układ nożyków na odcinki 3-5 cm i natryskiwany wraz z żywicą zmieszaną z utwardzaczem pod ciśnieniem 0,1-0,3 MPa na powierzchnię formy. Nowoczesne urządzenia (mieszania zewnętrznego) rozpylają żywicę oraz utwardzacz hydraulicznie, otaczając strumień polimeru płaszczem powietrza. Rozpylona żywica zabiera pocięty rowing, który osiada na formie.

Ze względu na małe wypełnienie włóknami, dużą ilość wad i małą długość włókien uzyskuje się bardzo małą wytrzymałość i sztywność produktów stąd typowe zastosowania to baseny, wanny, większe panele, karoserie samochodowe.

a /

b/

Rys. 10. Schematy przedstawiające sposoby laminowania: a/ ręczne (kontaktowe), b/natryskowe Metoda worka próżniowego

Laminowanie próżniowe „vacuum bagging" jest modyfikacją metody laminowania ręcznego, stosowaną w celu zwiększenia jakości (parametrów wytrzymałościowych) laminatu bądź klejenia struktur typu sandwich. Metoda ta ułatwia usunięcie pęcherzyków powietrza, zwiększenie udziału zbrojenia (przez usunięcie nadmiaru żywicy)i uzyskanie gładszej powierzchni zewnętrznej laminatu.

Zbrojenie (np. szklane) układa się w formie pokrytej środkiem antyadhezyjnym i wstępnie przesyca (wałkiem, pędzlem) żywicą. Następnie na laminat nakłada się następujące warstwy :1/antyadhezyjną folię porowatą, (przez malutkie otworki znajdujące się w tej folii nadmiar żywicy znajdujący się w laminacie przepływa do kolejnej warstwy - tkaniny chłonnej), 2/ tkaninę chłonną ("oddychającą"), pochłaniającą nadmiar żywicy, 3/ folię (tzw. worek próżniowy) odporny na wysokie temperatury umocowaną do brzegu formy za pomocą uszczelki silikonowej. Opcjonalnie pomiędzy laminat a folię porowatą można

7