A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
METHOD OF PRODUCING POLYIMIDE COMPOSITE FIBRE BASED ON CARBON REINFORCED BY NANOSTRUCTURED SILICON CARBIDE
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the production of nanocomposites based on nanostructured silicon carbide and carbon fibre with a polyimide matrix, which can be applied in various fields of engineering, in particular in the manufacture of construction materials used in rocket engineering, in the aviation and space industries. The described method of producing a polyimide composite fibre based on carbon reinforced with nanostructured silicon carbide, comprising the initial step of producing a polyimide composite reinforced polymer and subsequent stage of processing to the formation of fibres, characterized in that the polyimide composite polymer reinforced by nanostructured silicon carbide or silicon carbide, modified organic silanes, is produced by condensation reaction of dianhydrides of aromatic polycarboxylic acids with aromatic diamines and in the presence of 0.2-10 wt % of nanostructured silicon carbide (by weight of binder) carried out in current of inert gas, in the dry environment of the polar organic solvent and under the influence of ultrasound. The starting materials are introduced in a certain sequence: first, nanostructured silicon carbide, both modified and unmodified, is mixed in a polar organic solvent with diamine, then cooled to 1-15°C, and an equimolar (relative to diamine) number of dianhydride is added in portions with stirring to the resulting reaction mass and, after stirring at room temperature for 3 to 8 hours, under ultrasound exposure through the resulting polyimide reinforced composite polymer, a carbon fibre is stretched at a speed of 1-10 cm per minute, which is pre-treated prior the stretch at a temperature of 200-600 °C, followed by drying the resulting fibre in an inert gas stream or at a reduced pressure of 10 to 150 mm Hg with stepwise heating according to the following scheme: from 70 to 90 °C for 3-8 hours, from 120 to 180 °C for 0.5-2 hours, from 190 to 230 °C for 0.5-2 hours, from 240 to 280 °C for 0.5-2 hours, from 290 to 300 °C for 0.5-2 hours, from 340 to 400 °C for 0.1-1 hour, followed by cooling in an inert gas stream or at a reduced pressure of 10 to 150 mm Hg.EFFECT: cheaper and technological process for the production of a composite fibre made of polyimide and nanostructured silicon carbide is proposed.2 cl, 1 tbl, 5 ex
Изобретение относится к области получения композитных материалов с применением нанотехнологии, а именно касается технологии получения нанокомпозитов на основе наноструктурированного карбида кремния и углеродного волокна с полиимидной матрицей, которые могут быть применены в различных областях техники, в частности при изготовлении конструкционных материалов, используемых в ракетостроении, в авиационной и космической отрасли. Описан способ получения полиимидного композитного волокна на углеродной основе, армированного наноструктурированным карбидом кремния, включающий первоначальную стадию получения полиимидного композитного армированного полимера и последующую стадию его обработки до образования волокна, характеризующийся тем, что полиимидный композитный полимер, армированный наноструктурированным карбидом кремния или карбидом кремния, модифицированным органическими силанами, получают реакцией конденсации диангидридов ароматических поликарбоновых кислот с ароматическими диаминами и в присутствии 0,2-10 мас. % наноструктурированного карбида кремния (от веса связующего), осуществляемой в токе инертного газа, в среде сухого полярного органического растворителя и при воздействии ультразвука, при этом исходные продукты вводятся в определенной последовательности: сначала наноструктурированный карбид кремния, как модифицированный, так и не модифицированный, в виде суспензии в полярном органическом растворителе перемешивают с диамином, затем охлаждают до 1-15°С и к образовавшейся реакционной массе порционно добавляют при перемешивании эквимолярное (по отношению к диамину) количество диангидрида, и после перемешивания при комнатной температуре в течение 3-8 часов при воздействии ультразвука через образовавшийся полиимидный армированный композитный полимер протягивают со скоростью 1-10 см в минуту углеродное волокно, которое предварительно до протяжки термообрабатывают при температуре 200-600°С, после чего осуществляют сушку полученного волокна в токе инертного газа или при пониженном давлении от 10 до 150 мм рт.ст. при ступенчатом нагреве по следующей схеме: от 70 до 90°С в течение 3-8 часов, от 120 до 180°С в течение 0,5-2 часов, от 190 до 230°С в течение 0,5-2 часов, от 240 до 280°С в течение 0,5-2 часов, от 290 до 300°С в течение 0,5-2 часов, от 340 до 400°С в течение 0,1-1 часа, с последующим охлаждением в токе инертного газа или при пониженном давлении от 10 до 150 мм рт.ст. Технический результат: предложен более дешевый и технологичный процесс получения композитного волокна из полиимида и наноструктурированного карбида кремния. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
METHOD OF PRODUCING POLYIMIDE COMPOSITE FIBRE BASED ON CARBON REINFORCED BY NANOSTRUCTURED SILICON CARBIDE
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the production of nanocomposites based on nanostructured silicon carbide and carbon fibre with a polyimide matrix, which can be applied in various fields of engineering, in particular in the manufacture of construction materials used in rocket engineering, in the aviation and space industries. The described method of producing a polyimide composite fibre based on carbon reinforced with nanostructured silicon carbide, comprising the initial step of producing a polyimide composite reinforced polymer and subsequent stage of processing to the formation of fibres, characterized in that the polyimide composite polymer reinforced by nanostructured silicon carbide or silicon carbide, modified organic silanes, is produced by condensation reaction of dianhydrides of aromatic polycarboxylic acids with aromatic diamines and in the presence of 0.2-10 wt % of nanostructured silicon carbide (by weight of binder) carried out in current of inert gas, in the dry environment of the polar organic solvent and under the influence of ultrasound. The starting materials are introduced in a certain sequence: first, nanostructured silicon carbide, both modified and unmodified, is mixed in a polar organic solvent with diamine, then cooled to 1-15°C, and an equimolar (relative to diamine) number of dianhydride is added in portions with stirring to the resulting reaction mass and, after stirring at room temperature for 3 to 8 hours, under ultrasound exposure through the resulting polyimide reinforced composite polymer, a carbon fibre is stretched at a speed of 1-10 cm per minute, which is pre-treated prior the stretch at a temperature of 200-600 °C, followed by drying the resulting fibre in an inert gas stream or at a reduced pressure of 10 to 150 mm Hg with stepwise heating according to the following scheme: from 70 to 90 °C for 3-8 hours, from 120 to 180 °C for 0.5-2 hours, from 190 to 230 °C for 0.5-2 hours, from 240 to 280 °C for 0.5-2 hours, from 290 to 300 °C for 0.5-2 hours, from 340 to 400 °C for 0.1-1 hour, followed by cooling in an inert gas stream or at a reduced pressure of 10 to 150 mm Hg.EFFECT: cheaper and technological process for the production of a composite fibre made of polyimide and nanostructured silicon carbide is proposed.2 cl, 1 tbl, 5 ex
Изобретение относится к области получения композитных материалов с применением нанотехнологии, а именно касается технологии получения нанокомпозитов на основе наноструктурированного карбида кремния и углеродного волокна с полиимидной матрицей, которые могут быть применены в различных областях техники, в частности при изготовлении конструкционных материалов, используемых в ракетостроении, в авиационной и космической отрасли. Описан способ получения полиимидного композитного волокна на углеродной основе, армированного наноструктурированным карбидом кремния, включающий первоначальную стадию получения полиимидного композитного армированного полимера и последующую стадию его обработки до образования волокна, характеризующийся тем, что полиимидный композитный полимер, армированный наноструктурированным карбидом кремния или карбидом кремния, модифицированным органическими силанами, получают реакцией конденсации диангидридов ароматических поликарбоновых кислот с ароматическими диаминами и в присутствии 0,2-10 мас. % наноструктурированного карбида кремния (от веса связующего), осуществляемой в токе инертного газа, в среде сухого полярного органического растворителя и при воздействии ультразвука, при этом исходные продукты вводятся в определенной последовательности: сначала наноструктурированный карбид кремния, как модифицированный, так и не модифицированный, в виде суспензии в полярном органическом растворителе перемешивают с диамином, затем охлаждают до 1-15°С и к образовавшейся реакционной массе порционно добавляют при перемешивании эквимолярное (по отношению к диамину) количество диангидрида, и после перемешивания при комнатной температуре в течение 3-8 часов при воздействии ультразвука через образовавшийся полиимидный армированный композитный полимер протягивают со скоростью 1-10 см в минуту углеродное волокно, которое предварительно до протяжки термообрабатывают при температуре 200-600°С, после чего осуществляют сушку полученного волокна в токе инертного газа или при пониженном давлении от 10 до 150 мм рт.ст. при ступенчатом нагреве по следующей схеме: от 70 до 90°С в течение 3-8 часов, от 120 до 180°С в течение 0,5-2 часов, от 190 до 230°С в течение 0,5-2 часов, от 240 до 280°С в течение 0,5-2 часов, от 290 до 300°С в течение 0,5-2 часов, от 340 до 400°С в течение 0,1-1 часа, с последующим охлаждением в токе инертного газа или при пониженном давлении от 10 до 150 мм рт.ст. Технический результат: предложен более дешевый и технологичный процесс получения композитного волокна из полиимида и наноструктурированного карбида кремния. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
METHOD OF PRODUCING POLYIMIDE COMPOSITE FIBRE BASED ON CARBON REINFORCED BY NANOSTRUCTURED SILICON CARBIDE
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИМИДНОГО КОМПОЗИТНОГО ВОЛОКНА НА УГЛЕРОДНОЙ ОСНОВЕ, АРМИРОВАННОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫМ КАРБИДОМ КРЕМНИЯ
EGOROV ANTON SERGEEVICH (author) / VOZNYAK ALENA IGOREVNA (author) / IVANOV VITALIJ SERGEEVICH (author) / TSARKOVA KSENIYA VALEREVNA (author) / ANTIPOV ALEKSEJ VYACHESLAVOVICH (author)
2018-02-14
Patent
Electronic Resource
Russian
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
/
C08G
MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
,
Makromolekulare Verbindungen, anders erhalten als durch Reaktionen, an denen nur ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen beteiligt sind
/
C08K
Verwendung von anorganischen oder nichtmakromolekularen organischen Stoffen als Zusatzstoffe
,
USE OF INORGANIC OR NON-MACROMOLECULAR ORGANIC SUBSTANCES AS COMPOUNDING INGREDIENTS
/
C08L
COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
,
Massen auf Basis makromolekularer Verbindungen
/
D01F
Chemische Gesichtspunkte bei der Herstellung von produzierten Filamenten, Zwirnen, Fasern, Borsten oder Bändern
,
CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF MAN-MADE FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
| European Patent Office | 2021
| European Patent Office | 2023
NC-Form Grinding of Carbon Fibre Reinforced Silicon Carbide Composite
| British Library Online Contents | 2013
| British Library Online Contents | 2010