RU2441760C1 - Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала - Google Patents
Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441760C1 RU2441760C1 RU2010144218/05A RU2010144218A RU2441760C1 RU 2441760 C1 RU2441760 C1 RU 2441760C1 RU 2010144218/05 A RU2010144218/05 A RU 2010144218/05A RU 2010144218 A RU2010144218 A RU 2010144218A RU 2441760 C1 RU2441760 C1 RU 2441760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- matrix
- aramid fibers
- pabi
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 17
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 125000000879 imine group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 42
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 37
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 27
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- -1 aliphatic primary amine Chemical class 0.000 claims description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 12
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 12
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 abstract description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 241000531908 Aramides Species 0.000 abstract 2
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 abstract 1
- VGEWEGHHYWGXGG-UHFFFAOYSA-N ethyl n-hydroxycarbamate Chemical compound CCOC(=O)NO VGEWEGHHYWGXGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 11
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области вооружения, к разработкам средств защиты и может быть использовано для изготовления бронепанелей для защиты техники и личного состава. В способе изготовления полимерного композиционного материала прессуют пакет из слоев арамидных волокон 2, пропитанных эпоксидным связующим 3 с образованием матрицы 4. Арамидные волокна 2 формируют из комплексных нитей 5, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл. Каждую из фибрилл дополнительно закрепляют в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы 4. Обеспечивается повышение технологичности способа, повышение качества бронепанели и повышение надежности работы бронепанели. 3 н.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области вооружения, к разработкам средств защиты и может быть использовано для изготовления бронепанелей для защиты техники и личного состава, а также для изделий различного назначения из полимерных композиционных материалов.
Известна бронепреграда и способ ее изготовления по патенту ФРГ №2334941 от 31.10.72 г., МКИ7 F41H 1/04. Бронепреграда содержит слои полимерного композита.
Известен полимерный композиционный материал по патенту RU №2343075 C1 от 07.11.2007, МКИ7 B32B 27/06.
Известен полимерный композиционный материал по патенту RU №2237688 C2 от 08.07.2002, МКИ7 C08L 63/00.
Известна противоосколочная броня по патенту США №4664967 НКИ 428-220, МКП7 B32B 3/12, публ. 87.05.12.
Известна броня, содержащая слои полимерного композиционного материала (ПКМ) из арамидных волокон по РСТ (WO) №9206840, МКП7 F41H 5/04 от 28.02.91.
Известна бронепанель и способ ее изготовления по заявке Великобритании №2148185 от 30.05.1985 г., МКИ7 B32B 7/08.
Известен полимерный композиционный материал по монографии Перепелкина К.Е. «Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты», стр.60, 64, 232, г.Санкт-Петербург, издательство «Научные основы и технологии», 2009 г.
Известен полимерный композиционный материал по публикации в статье «Набухание ароматических полиамидных волокон в активных средах» журнала «Химические волокна», 1987 г., №1, стр.33-34.
Известные решения определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемым решением устраняются недостатки общего известного уровня техники.
Недостатком известных способа, композиционного материала и бронепанели является низкая технологичность способа из-за наличия в известных модификаторах для образования гидроксиуретановых связей, необходимых для повышения эластичности связующих бронепанелей, токсичных изоцианатов, а также низкая надежность работы при низкой несущей способности армирующих арамидных волокон в составе известных композиционного материла и устройства из него из-за набухания волокон (их комплексных и мононитей) при пропитке связующим с низкомолекулярными олигомерами без взаимодействия арамидов и связующего во всей структуре волокон, вплоть до фибрилл мононитей (см. Перепелкин К.Е. «Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты», стр.60, 64, 232, г.Санкт-Петербург, издательство «Научные основы и технологии», 2009 г. и журнал «Химические волокна» 1987 г., №1, стр.33-34 «Набухание ароматических полиамидных волокон в активных средах»). Набухание волокон ведет к резкому снижению их прочности, особенно в трансверсальном направлении, и приводит к снижению прочности слоистых композитов, значительному - на сжатие поперек слоев, что актуально для бронепанелей, взаимодействующих с высокоэнергитичными инденторами в условиях волнового воздействия напряжений сжатия (первоначальное и наиболее значительное) и растяжения. Таким образом в известных бронепанелях из известных композитов, изготовленных известными способами, не могут быть реализованы требуемые высокие защитные характеристики.
Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является создание композиционного материала, преимущественно, для бронепанели повышенной надежности работы и разработка технологии их изготовления.
Технический результат способа, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении его технологичности, за счет исключения выделения при переработке токсичных изоцианатов, которые сопутствуют известным связующим с известными модификаторами, например полиуретаном СКУ ПФЛ, необходимыми для образования гидроксиуретановых связей. Кроме того технический результат заключается в повышении качества бронепанели за счет повышения физико-механических характеристик композиционного материала при исключении набухания арамидных волокон при их пропитке эпоксидным связующим, проникновения его, благодаря снижения реологической вязкости, вплоть до межфибриллярного пространства волокон и повышении равномерности материала нагружения волокон.
Технический результат материала и устройства, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в повышении надежности работы бронепанели за счет повышения несущей способности армирующих арамидных волокон с исключением набухания волокон (их комплексных и мононитей) при пропитке связующим с низкомолекулярными олигомерами с реализацией взаимодействия арамидов и связующего во всей структуре волокон, вплоть до фибрилл мононитей. Это способствует повышению прочности волокон, а в трансверсальном направлении - значительному повышению, и, соответственно, повышению прочности слоистых композитов, особенно на сжатие поперек слоев, а также вязкости разрушения, что актуально для бронепанелей, взаимодействующих с высокоэнергитичными инденторами в условиях волнового воздействия напряжений сжатия (первоначальное и наиболее значительное) и растяжения.
Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что при осуществлении способа изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, прессуют пакет из слоев арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна формируют из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, каждую из которых дополнительно закрепляют в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы.
Поставленная задача с достижением технического результата для материала решается за счет того, что полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели, прессованный из слоев арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна сформированы из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, каждая из которых дополнительно закреплена в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы за счет проникновения в структуру мононити низкомолекулярного модификатора, а также композиции, отверждаемой алифатическими первичными аминными отвердителями, при применении композиции следующего состава:
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - (65-75) массовых частей (м.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - (13-16) м.ч.;
- модификатор - низкомолекулярный олигоэфир, состоящий из (22-28) м.ч. полиэфира на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами и (3-7) м.ч. олигоэфирэпоксида на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами.
Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается за счет того, что бронепанель из полимерного композиционного материала, включающая слои арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна сформированы из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, снабженных оболочкой из продукта Ван-дер-ваальсовых взаимодействий между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы.
Отличительными признаками способа являются следующие признаки:
- каждую из фибрилл дополнительно закрепляют в матрице - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества бронепанели за счет повышения физико-механических характеристик композиционного материала при повышении равномерности нагружения материала волокон;
- закрепляют Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности изготовления за счет исключения выделения при переработке токсичных изоцианатов, которые сопутствуют известным связующим с известными модификаторами, например полиуретаном СКУ ПФЛ, необходимыми для образования гидроксиуретановых связей, с целью повышения эластичности связующих для максимальной реализации защитных характеристик бронепанелей, а также на повышении качества бронепанели за счет повышения физико-механических характеристик композиционного материала при исключении набухания арамидных волокон при их пропитке связующим и проникновения его, благодаря снижению реологической вязкости и уменьшению размера молекул, вплоть до межфибриллярного пространства волокон.
Отличительными признаками продукта способа (материала) являются следующие признаки:
- каждая из фибрил дополнительно закреплена в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы за счет проникновения в структуру мононити низкомолекулярного модификатора, а также композиции, отверждаемой алифатическими первичными аминными отвердителями, при применении композиции следующего состава:
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - (65-75) массовых частей (м.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - (13-16) м.ч.;
- модификатор-низкомолекулярный олигоэфир, состоящий из (22-28) м.ч. полиэфира на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами и (3-7) м. ч. олигоэфирэпоксида на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают новое соотношение компонентов, новое взаимодействие и новую структуру, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение несущей способности армирующих арамидных волокон с исключением набухания волокон (их комплексных и мононитей) при пропитке связующим с низкомолекулярными олигомерами с релизацией взаимодействия арамидов и связующего во всей структуре волокон, вплоть до фибрилл мононитей. Это способствует повышению прочности волокон, а в трансверсальном направлении - значительному повышению, и, соответственно, повышению прочности слоистых композитов, особенно на сжатие поперек слоев, а также вязкости разрушения, что актуально для бронепанелей, взаимодействующих с высокоэнергитичными инденторами в условиях волнового воздействия напряжений сжатия (первоначальное и наиболее значительное) и растяжения.
Отличительными признаками продукта способа (устройства) являются следующие признаки:
- фибриллы волокон снабжены оболочкой из продукта Ван-дер-ваальсовых взаимодействий между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие нового элемента, новое взаимное расположение элементов и применение нового материала, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышении надежности работы бронепанели за счет повышения несущей способности армирующих арамидных волокон с исключением набухания волокон (их комплексных и мононитей) при пропитке связующим с низкомолекулярными олигомерами с реализацией взаимодействия арамидов и связующего во всей структуре волокон, вплоть до фибрилл мононитей. Это способствует повышению прочности волокон, а в трансверсальном направлении - значительному повышению, и, соответственно, повышению прочности слоистых композитов, особенно на сжатие поперек слоев, а также вязкости разрушения, что актуально для бронепанелей, взаимодействующих с высокоэнергитичными инденторами в условиях волнового воздействия напряжений сжатия (первоначальное и наиболее значительное) и растяжения. Таким образом, прочность материала бронепанели на сжатие поперек волокон повышается благодаря повышению прочности волокон в трансверсальном направлении при отсутствии их набухания и наличии оболочки из продукта Ван-дер-ваальсовых взаимодействий в межфибриллярном пространстве, прочность материала на растяжение вдоль волокон повышается благодаря повышению равномерности нагружения материала за счет закрепления каждой фибриллы в матрице на всем ее протяжении, вязкость разрушения повышается благодаря наличию эластичных гидроксиуретановых связей.
Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технических решений критерию «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению надежности работы бронепанелей без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствию критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид способа изготовления бронепанели и бронепанель, на фиг.2 - поперечный разрез бронепанели, на фиг.3 - поперечный разрез комплексной нити волокна с его микроструктурой, на фиг.4 - поперечный разрез мононити волокна с его наноструктурой, на фиг.5 - реакция отверждения связующего, на фиг.6 - работа бронепанели.
Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели 1, при котором прессуют пакет из слоев арамидных волокон 2, пропитанных эпоксидным связующим 3 с образованием матрицы 4, арамидные волокна 2 формируют из комплексных нитей 5, состоящих из мононитей 6, выполненных из фибрилл 7, каждую из которых дополнительно закрепляют в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками 8 между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ 9 арамидных волокон 2 и гидроксиуретановыми связями 10 модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы 4.
Полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели 1, прессованный из слоев арамидных волокон 2, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы 4, арамидные волокна 2 сформированы из комплексных нитей 5, состоящих из мононитей 6, выполненных из фибрилл 7, каждая из которых дополнительно закреплена в матрице 4 Ван-дер-ваальсовыми мостиками 8 между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ 9 арамидных волокон 2 и гидроксиуретановыми связями 10 модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы 4 за счет проникновения в структуру мононити 6 низкомолекулярного модификатора, а также композиции, отверждаемой алифатическими первичными аминными отвердителями, при применении композиции следующего состава:
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - (65-75) массовых частей (м.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - (13-16) м.ч.;
- модификатор - низкомолекулярный олигоэфир, состоящий из (22-28) м.ч. полиэфира на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами и (3-7) м.ч. олигоэфирэпоксида на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами.
Бронепанель 1 из полимерного композиционного материала, включающая слои арамидных волокон 2, пропитанных эпоксидным связующим 3 с образованием матрицы 4, арамидные волокна 2 сформированы из комплексных нитей 5, состоящих из мононитей 6, выполненных из фибрилл 7, снабженных оболочкой 10 из продукта Ван-дер-ваальсовых взаимодействий (мостиков) 8 между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ 9 арамидных волокон 2 и гидроксиуретановыми связями 10 модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы 4.
Пример конкретного исполнения способа заключается в том, что модификатор эпоксидных связующих 3 низкомолекулярный олигоэфир с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами, а также композицию отверждают алифатическими первичными аминными отвердителями с проникновением в наноструктуру волокна 2 гидроксиуретановых связей 10 реакцией, приведенной на фиг.5.
Пример конкретного исполнения полимерного композиционного материала (ПМК), изготовленного приведенным выше способом, заключается в том, что модификатор эпоксидных связующих 3 низкомолекулярный олигоэфир с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами, а также композиция, отверждаемая алифатическими первичными аминными отвердителями с проникновением в наноструктуру волокна 2 гидроксиуретановых связей 10, вступает в реакцию, приведенную на фиг.5. При этом физико-механические характеристики нового композиционного материала на основе арамидных тканей из волокон ПАБИ и спПАБИ, по сравнению с известными материалами, значительно возрастают. На предприятии-заявителе были проведены сравнительные исследования известного и нового материалов. В качестве известного материала был исследован материал на основе идентичных арамидных тканей из волокон ПАБИ и спПАБИ и наиболее применяемого для бронематериалов эпоксидного связующего следующего состава:
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - 80 массовых частей (м.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 14 м.ч.;
- модификатор-пластификатор ДЭГ-1 - 20 м.ч.
Для модификатора связующего нового материала использованы компоненты торговых марок «Лапролат 803» (полиэфир на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами) и «Лапроксид 702» (олиго-эфирэпоксид на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами). Результаты исследований приведены в таблице.
| Наименование показателей | Известный ПМК | Новый ПМК |
| Предел прочности при растяжении, кгс/мм2 | 46,1 | 54,5 |
| Предел прочности при сжатии поперек волокон, кгс/мм2 | 51,2 | 87,4 |
| Прочность при расслаивании двухслойного ПМК, кгс/см | 0,4 | 0,7 |
| Кинетическая энергия поражающего элемента (1 г) 50% - непробития при поверхностной плотности волокна 4 кг/м2, Дж | 76,5 | 111,5 |
Пример конкретного исполнения бронепанели 1, изготовленной приведенным выше способом из представленного выше ПМК, заключается в том, что слои арамидные волокна 2 выполнены из арамидной ткани с равномерным изменением направления нитей (основных и уточных) по слоям на всей толщине бронепанели 1.
Работает бронепанель 1 следующим образом. При взаимодействии поражающего элемента 11 с бронепанелью 1 в зоне действия волны напряжений сжатия, а затем напряжений растяжения образуется коноид 12 разрушения ПМК. В объеме коноида 12 действие волны сжатия воспринимается деформацией волокон 2 в трансверсальном направлении 13, и при достижении напряжений волны предела прочности материала на сжатие поперек волокон происходит разрушение волокон со значительной потерей энергии волны. Под действием волны растяжения расслаивается материал и рвутся его волокна 2. Благодаря более высоким характеристикам нового материала на сжатие поперек волокон, на расслаивание и на растяжение размеры коноида 12 при равных условиях взаимодействий известных бронепанелей значительно превышают зоны разрушений новой бронепанели, повышая ее живучесть и надежность работы.
Таким образом, использование изобретений позволит создать бронепанель с повышенной надежностью работы, что и подтверждает их использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний бронепанелей, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим, новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.
Claims (3)
1. Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, при котором прессуют пакет из слоев арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна формируют из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, каждую из которых дополнительно закрепляют в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы.
2. Полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели, прессованный из слоев арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна сформированы из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, каждая из которых дополнительно закреплена в матрице Ван-дер-ваальсовыми мостиками между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы за счет проникновения в структуру мононити низкомолекулярного модификатора, а также композиции, отверждаемой алифатическими первичными аминными отвердителями, при применении композиции следующего состава:
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - 65-75 массовых частей (мас.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 13-16 мас.ч.;
- модификатор - низкомолекулярный олигоэфир, состоящий из 22-28 мас.ч. полиэфира на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами и 3-7 мас.ч. олигоэфирэпоксида на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами.
- смола эпоксиднодиановая ЭД-20 - 65-75 массовых частей (мас.ч.);
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 13-16 мас.ч.;
- модификатор - низкомолекулярный олигоэфир, состоящий из 22-28 мас.ч. полиэфира на основе окиси пропилена с концевыми циклокарбонатными группами и 3-7 мас.ч. олигоэфирэпоксида на основе окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами.
3. Бронепанель из полимерного композиционного материала, включающая слои арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим с образованием матрицы, арамидные волокна сформированы из комплексных нитей, состоящих из мононитей, выполненных из фибрилл, снабженных оболочкой из продукта Ван-дер-ваальсовых взаимодействий между амидными и иминными группами полиамидбензимидазола (ПАБИ) и сополимера ПАБИ арамидных волокон и гидроксиуретановыми связями модифицированной низкомолекулярным олигоэфиром с концевыми циклокарбонатными и эпоксидными группами эпоксидной матрицы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144218/05A RU2441760C1 (ru) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144218/05A RU2441760C1 (ru) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2441760C1 true RU2441760C1 (ru) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010144218/05A RU2441760C1 (ru) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441760C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800151C1 (ru) * | 2022-05-25 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Центр высокопрочных материалов "Армированные композиты" (АО ЦВМ "Армокон") | Органопластик и способ его изготовления |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4613535A (en) * | 1985-02-28 | 1986-09-23 | Allied Corporation | Complex composite article having improved impact resistance |
| RU2237688C2 (ru) * | 2002-07-08 | 2004-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее и полимерный композиционный материал на его основе |
| WO2007067950A1 (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multiaxial fabric with strain-responsive viscous liquid polymers |
| RU2337827C2 (ru) * | 2004-01-01 | 2008-11-10 | ДСМ Ай Пи ЭССЕТС Б.В. | Изделие, устойчивое к баллистическому воздействию |
| RU2008137287A (ru) * | 2006-02-18 | 2010-03-27 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. (Us) | Способ изготовления баллистически устойчивого композитного материала (варианты) |
-
2010
- 2010-10-28 RU RU2010144218/05A patent/RU2441760C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4613535A (en) * | 1985-02-28 | 1986-09-23 | Allied Corporation | Complex composite article having improved impact resistance |
| RU2237688C2 (ru) * | 2002-07-08 | 2004-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Полимерное связующее и полимерный композиционный материал на его основе |
| RU2337827C2 (ru) * | 2004-01-01 | 2008-11-10 | ДСМ Ай Пи ЭССЕТС Б.В. | Изделие, устойчивое к баллистическому воздействию |
| WO2007067950A1 (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multiaxial fabric with strain-responsive viscous liquid polymers |
| RU2008137287A (ru) * | 2006-02-18 | 2010-03-27 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. (Us) | Способ изготовления баллистически устойчивого композитного материала (варианты) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800151C1 (ru) * | 2022-05-25 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Центр высокопрочных материалов "Армированные композиты" (АО ЦВМ "Армокон") | Органопластик и способ его изготовления |
| RU2800151C9 (ru) * | 2022-05-25 | 2023-09-08 | Акционерное общество "Центр высокопрочных материалов "Армированные композиты" (АО ЦВМ "Армоком") | Органопластик и способ его изготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8617680B2 (en) | Multilayered polyethylene material and ballistic resistant articles manufactured therefrom | |
| CA2631019C (en) | Frag shield | |
| KR102025297B1 (ko) | 높은 랩 전단 강도, 낮은 백페이스 시그너쳐 ｕｄ 복합체 및 제조방법 | |
| TW201142105A (en) | Enhanced ballistic performance of polymer fibers | |
| US20110171869A1 (en) | Impact-resistant laminated article, process for producing the same, and impact-resistant material | |
| KR20100040833A (ko) | 부드러운 방탄 제품에 사용하기 위한 다층 재료 시트 | |
| AU2014304477A1 (en) | Ballistic resistant sheets, articles comprising such sheets and methods of making the same | |
| GB2571291A (en) | Laminate structure and wearable article | |
| TW201211496A (en) | Flexible body armor vest with breast plate | |
| JP4285756B2 (ja) | 耐貫通性材料およびそれから作られた成品 | |
| Bao et al. | Development of a high-density nonwoven structure to improve the stab resistance of protective clothing material | |
| RU2441760C1 (ru) | Способ изготовления полимерного композиционного материала, преимущественно для бронепанели, полимерный композиционный материал, преимущественно для бронепанели и бронепанель из полимерного копозиционного материала | |
| CN1072795C (zh) | 防弹安全头盔 | |
| Koohestani et al. | Advanced bulletproof and stab-and spike-resistant textiles | |
| US9500445B2 (en) | Multi-layer matrix composite having improved energy absorption, dissipation and shock wave mitigation capabilities | |
| EP1913330B1 (en) | Increased ballistic performance of fabrics coated with polymer stripes | |
| Hani et al. | Ballistic impact response of woven hybrid coir/kevlar laminated composites | |
| Azmi et al. | Tensile and flexural properties of a newly developed bulletproof vest using a Kenaf/X-ray film hybrid composite | |
| Liang et al. | The quasi-static puncture resistance of flexible impregnated nonwovens made by filament or staple polyethylene terephthalate (PET) fibers | |
| RU2632653C1 (ru) | Способ изготовления бронепанели из полимерных композитов и бронепанель из полимерных композитов | |
| Samantaray et al. | Characterization of Textile Waste/Glass Fibre Hybrid Composite Material for Industrial Use | |
| EP4219160A1 (en) | Nanofiber composite unidirectional fabric, preparation method therefor and application thereof | |
| RU2296941C1 (ru) | Материал для пулезащитного средства | |
| KR20130135477A (ko) | 방탄소재 | |
| CN113954445A (zh) | 防爆服及其织物和制备方法 |