Пултрузия и смолы для нее

[Катерина]

ПУЛТРУЗИЯ И СМОЛЫ ДЛЯ НЕЕ

Добрый ноябрь, сегодня немножечко общих фактов про пултрузию.

Пултрузия - это технология непрерывного производства композитных конструкционных профильных изделий с постоянным сечением. Самое начало данного направления относится к 40-м годам прошлого столетия и зародилось оно в сфере военной промышленности. История пултрузии в гражданском секторе началась в пятидесятом году прошлого века. Первый патент на технологию пултрузии, автором которого стал В. Брандт Голдсуорти, был выдан в 1951 году в Соединенных Штатах Америки. Голдсуорти сосредоточил свои усилия на ненасыщенных полиэфирных смолах и стал широко известен как изобретатель пултрузии. Но, параллельно с его работой, Эрнст Кюне в Германии разработал в 1954 году очень похожий процесс на основе эпоксидной смолы.
Изобретение, разработка и выдача патентов продолжаются в области пултрузии до сих пор. Более поздняя инновация в этой области была разработана и запатентована компанией Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG в Германии в 2008 году. Этот модифицированный процесс, известный как «Радиус-Пултрузия», позволяет изготавливать двух- и трехмерные изогнутые профили. Это стало возможным благодаря мобильной матрице, способно двигаться по производимому профилю.

Таким образом, при помощи пултрузии можно получать изделия, свойства которых удовлетворяют широкому диапазону технологических и конструкционных требований. А правильный выбор смолы позволяет увеличить химическую стойкость, теплостойкость, ударную и усталостную прочность материала.

На настоящий момент компанией ООО «ДУГАЛАК» разработана линейка пултрузионных смол, удовлетворяющих технологическим потребностям современного рынка.

Депол Х-300 - смола на изофталевой основе для производства профилей круглого сечения.

Депол Х-305 - смола на терефталевой основе для производства профилей круглого сечения.

Депол Х-310- безусадочная смола на изофталевой основе для производства профилей сложного сечения.

При повышенных требованиях к готовому изделию существует возможность изготовить пултрузионную модификацию винилэфирной, электропроводной или трудногорючей смолы.

[Тигирь]

Катерина, спасибо за экскурс в историю, но процесс непрерывного формования композитов протяжкой был разработан в СССР, ещё до войны. Применялись однонаправленные стержни в сетчатых труктурах для ракетостроения. В принципе, и до сих пор применяются, в тех же оболочках для ракет "Протон".
А что касается патентов, не вызывает сомнения - наши буржуйские друзья очень хорошо умеют воровать, выдавать за свои и патентовать чужие изобретения. Сначала это был только запад, а потом подключился и восток. Особенных вершин в этом достигли наши раскосые японские соседи, хотя сейчас и Китай их с успехом догоняет :)

Если не сложно, выложите, пожалуйста спецификации на смолы с технологическими режимами переработки

[Катерина]

Спасибо за ценное замечание. Я про отечественные разработки ранние не нашла информацию ( хотя не сомневаюсь, что они были). Спецификации я могу выложить, но технологических режимов у нас прописанных нет. Это обычно поставщики оборудования дают. Могу сказать,что в качестве системы отверждения идёт смесь тригонокса С и перкадокса 16 и температуры не повышаются выше 140 градусов. Температурные режимы определяются по факту в зависимости от структуры профиля и устройства линии. Так же как скорость протяжки и соотношение отвердителей.

[Катерина]

Забыла указать еще Х-380, смола на основе дициклопентадиена для пултрузии профилей с повышенной жесткостью.

[Тигирь]

Катерина, раз уж Вы у нас есть, позволю себе полениться, не полезу в ГОСТы, а спрошу.
1. Вот там для пултрузионных смол указана доля нелетучих вещёств 60%. Это означает, что смолы содержат до 40% растворителя, или что в составе 60% олигомеров и 40% мономера стирола?
2. Почему пултрузионные смолы имеют высокую вязкость? В теории более вязкие смолы должны иметь худшую пропитывающую способность, более трудный съём излишков смолы при выходе из пропитывающей ванны и повышенную загрязняемость пропитывающей оснастки. Грубо говоря, смола, не стекающая с ракелей, гребёнок и вальцов на них нарастает по мере полимеризации. Чем выше вязкость, тем быстрее процесс зарастания.

Ну и относительно технологических режимов переработки. Понимаете, в большинстве случаев оборудование, это штука, которая настраивается под применяемое сырье. Параметры техпроцессов варьируются в широких пределах. Поэтому производители материалов в спецификациях дают базовые параметры переработки. В случае с пултрузионными смолами это должны быть, как минимум, соотношения с отвердителем, температура фильеры, время нахождения в фильере и время доотверждения, температура в нагревательной камере. Желательно в виде графиков зависимости % отвердителя/температура/время. А ещё, желательно указывать среднее количество смолы в пучке параллельных филаментов.
Например у премиксов для термопрессования указано: допустим, давление формования 8 кгс/см2, температура 120 град.С, время формования 120 сек. для толщины слоя 5 мм. Вот исходя из этих параметров и производится настройка, а потом уже производитель при необходимости вносит корректировки для конкретного изделия.
Или для термопластов базовые параметры: допустим, температурный диапазон по зонам, скорость шнека, режимы впрыска... в общем, куча параметров, которыми необходимо оперировать для настройки оборудования. А если это подбирать методом научного тыка, то запускать изделие можно годами. А с учётом угробленных материалов...
Посмотрите, в прикреплённом файле, как выглядит спецификация нормальных производителей.
Это уже не говоря о выставках, семинарах, буклетах, видеоматериалах о переработке. Например производители материалов обычно кооперируются с производителями оборудования и привозят на выставки свои новые продукты, где потенциальные покупатели сырья знакомятся со свойствами материалов в конечном изделии могут увидеть процесс переработки, задать вопросы, но главное, получить на них ответы.
Нужно мне испытать какую-то модифицирующую добавку или пигмент - без проблем вложат в отправку нужное количество нужной добавки. Причем бесплатно, а не заставят брать 25 килограммовый мешок, который в случае неудачи целиком уйдёт на свалку. А что в композитах?
А в композитах почему-то производители предпочитают забить на свои обязанности производителей и переваливают испытания на головы переработчиков. В результате, переработчик берёт кота в мешке, зачастую даже не ведро, а бочку, и экспериментирует на свой страх и риск и за свой счёт. А производителям поровну - всё-равно пипл схавает. Если материал не устроит, то это проблема индейца. А уж про большинство продавцов и говорить стыдно. Даже если и есть какая-то документация у производителя, продавцам она не интересна. Ибо, не барское это дело, в бумажках с непонятными цифрами ковыряться.
А в результате мы имеем, что имеем - производителей композитов не только не становится больше, но и те, что есть загибаются.
Вот такие пирожки с котятами

[Тигирь]

Катерина, Вы не обижайтесь, это я не к Вам лично с претензиями. Вас мы все тут очень ценим и уважаем. И как специалиста, и как человека. Спортсменка, комсомолка, и наконец просто красавица. Я даже не боюсь сейчас за всех говорить. Кто не согласен, пусть рискнёт...

Но как к представителю Дугалака вопросы озвучил, как и личное мнение о российских производителях материалов. Возможно слишком прямолинейно, но уж простите

[Катерина]

Добрый вечер. Отличный вопрос и по делу! Ни в коем случае не обижаюсь, просто не могла посетить форум и увидеть запрос по причинческим технинам. Завтра всё распишу с огромным удовольствием.

[Тигирь]

Во! Сразу отлегло. Уже думал, своим занудством непоправимо обидел хорошего человека.
Буду ждать с нетерпением

[Катерина]

ПУЛТРУЗИЯ, ПРОДОЛЖЕНИЕ

Доброго времени дня. Отвечаю на заданные уважаемым Тигирем вопросы. Все сказанное-мое субъективное мнение, и, возможно, не является абсолютной истинной. Но я, конечно, уверена что это именно так все и есть и прям вообще все правда))). Начнем.
1. Массовая доля нелетучих веществ – это показатель, показывающий сколько в общем растворе олигомера смолы. То есть получается что в смоле 60 процентов- сама смола, а 40 процентов- мономер стирол. Такой процентный состав (плюс-минус) имеют все полиэфирные смолы. Если стирола не долить, то будет слишком густо, если перелить -то слишком хрупко. Так что такое соотношение- золотая середина для полиэфирок.
2. Вязкость полиэфирных пултрузионных смол зависит от сечения профиля, который будет на них производиться. Если профиль круглый-то смола будет жиже. По вязкости она будет не гуще чем литьевая смола для моек. Если профиль сложного сечения с различными гранями и углами- смола должна быть гуще. Она будет примерно как смола для контактного формования. Иначе она попросту стечет с граней до полимеризации. Вязкости подобраны так, чтоб и пропитывало и не вытекало все. И я б не сказала что смолы очень густые. Не гуще чем обычная общего назначения, которой изделия из стекломатов и рогож формуют.
3. Параметры технологического процесса на пултрузионных установках дают поставщики оборудования ( так же дело обстоит и с намоточными машинами). Они всегда присутствуют на пуско-наладке и при ней-же дают свои материалы. Потом уже новые счастливые обладатели такой высокотехнологичной агрегатины подбирают аналоги тех материалов, которые им изначально давали и подстраивают процесс под них. Если клиент спрашивает- мы даем информацию о лучших вариантах отверждающих систем и их процентовках. Но в техничках это не пишется т.к. перекисей горячего отверждения может быть много разных да и само собой разумеется что человек, купивший дорогущий агрегат имеет хоть какое-то представление как на нем работать. Это не бампер в гараже у себя починить. А так-вся информация предоставляется технологу в консультативном виде всегда при запросе, можно выехать на место помочь адаптировать смолу к установке. Бывает что с эпоксидов на полиэфирку переходят- и тут надо режимы поменять. Но всего не предусмотришь в техничке т.к. пултрузионные линии все имеют разную конструкцию. Они работаю то по одинаковому, но расстояния между важными техническими узлами, да даже отжимные механизмы у всех разнятся. Надо подбирать режим индивидуально под каждую машину и изделие.
4. По поводу графиков-тут вообще вопрос-загадка как это сделать т.к. надо залезть в термостат, врубить 140 градусов и сидеть в нем строить кинетические кривые. У нас так пока не умеют. Время гелеобразования проверяется по нормативному документу на стандартном МЭКР пероксиде. На машине с другой отверждающей системой все уже делается на ощуп и по звуку.
5. Среднее количество смолы в стеклопластиках в идеале для получения оптимальных свойств- это около 30 процентов. Остальные 70- соответственно стекло. В пултрузии примерно так всегда и получается.
6. Образцы всегда предоставляются бесплатно. В зависимости от габаритов изделия это могут быть 20-40 кг смолы. Этого достаточно чтоб отработать режим. Перекиси и лубриканты не предоставляем, т.к. не производим их, но всегда посоветуем сколько и чего и даже как замешать. Работа с клиентом- это не просто впарить и забыть. Даже цену по запросу сначала не даем. Узнаем на что производит, на чем привык работать. Исходя из этого подбираем наиболее подходящий материал. Если есть специфика в отвердителе- например винилэфир требует другой пероксид- предупреждаем. Если человек сомневается запускать новый продукт-выезжаем и запускаем с ним вместе. Это обычно случается на пултрузии и намотке. Формовку редко опасаются новую внедрять. Так что не так вроде все страшно. А композиты загибаются- это уже вопрос к вышестоящим , которые нифига не поддерживают бизнес, а еще и мешают всеми силами.
7. Ну и по поводу техничек у нормальных фирм- да, объемная информация. Значит для данного продукта она действительно нужна. Когда я работала на резинах, у нас там тоже не было такого описания. Режимы экструзии тоже подбирались вручную. А температура действия вулканизующих агентов написана была в паспорте на эти агенты, исходя из этого температурный режим вулканизационных печей и подбирался. В паспортах на саму резиновую и силиконовую смесь не было ничерта. А силикон был очень хороший и дорогой. Импортный. И даже был светящийся в темноте. Красота…

[Катерина]

С Наступающим Новым годом всех! Желаю в новом году ни соплей в бочке, ни ровинга в коже! Всем отменной полимеризации и минимальной усадки! А еще отличного здоровья и достатка!

[Admin]

Спасибо, Катерина, что Вы у нас есть! С наступающим Новым Годом Вас! Пусть у Вас будет все хорошо, и сбудутся мечты.
Пусть приходящий год для всех будет лучше, чем то, что было крайние 24 месяца ...
С праздником!!! Ура!!!

[Сергей Олегович]

Добрый день, Екатерина, есть вопрос. В пултрузии для защиты конструкционного профиля от ультрафиолета какие нужно/можно использовать проверенные добавки (на полиэфире). Или достаточно стекломат покрытый вуалью? А если вообще без добавок, какие смолы лучше? А если стекломат, к примеру CFM (длинноволокнистый), нужны добавки? Заранее спасибо

[Катерина]

Здравствуйте. А какое изделие собираетесь делать? Обычно изготавливают из изофталевой смолы без добавления каких-либо стабилизаторов. По крайней мере, дорожные ограждения чувствуют себя прекрасно и долго сохраняют внешний вид. В эти выходные буду на вокзале, посмотрю как там дела с перилами. Года три назад установили стеклопластиковые, окрашенные в массе пигментом, но без наружнего покрытия. Из нашей линейки- это смола Х-310.

[Сергей Олегович]

Приветствую, Екатерина. Сейчас надо изготовить круглую трубу, конструкционный композит. На вашей смоле, только на X-300, она также на изофталевой основе. В характеристиках к тому же написано, что прямо создана для производства профилей круглого сечения. Стекломат с ровингом и без вуали.

[Сергей Олегович]

Здравствуйте. А какое изделие собираетесь делать? Обычно изготавливают из изофталевой смолы без добавления каких-либо стабилизаторов. По крайней мере, дорожные ограждения чувствуют себя прекрасно и долго сохраняют внешний вид. В эти выходные буду на вокзале, посмотрю как там дела с перилами. Года три назад установили стеклопластиковые, окрашенные в массе пигментом, но без наружнего покрытия. Из нашей линейки- это смола Х-310.

Екатерина, если будет возможность сфотографировать эти перила, было бы супер

[Катерина]

Они покрашены в цвета РЖД. И,судя по виду,не один раз. Прям краской и кисточкой. В облупившемся месте видно участок композита. Он белёсый, желтоватый. А вот какими перила были изначально я не помню. Но они не были окрашены краской. Наверно были крашеными в массе. В любом случае пигмент выцветет со временем из любой смолы. А вот самой смоле очень долго ничего не будет. Перила смогу сфотать через пару недель. Поищу участки облупившиеся.

[Полина]

Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, чем отличается полиэфирная смола, которая используется при намотке от той, которая исполузуется при пултрузии?
Возможно, ли использование смолы для намотки в пултрузии?

[Тигирь]

Насколько я помню, инфузионные смолы можно применять и для намотки. По-крайней мере, такие универсальные марки были у Райххолда. А вот с пултрузией сомневаюсь. Всё-таки это горячий процесс.
Отличаются они прежде всего реакционной способностью. Реология чуть отличается. А о нюансах наверное лучше Катерины никто не расскажет

[Полина]

Всем здравствуйте! Большое спасибо за ваш ответ.
Хотела бы ещё попросить привести примеры, какие смолы с каким отвердителем и ускорителем лучше применять для профеля круглого сечения

[Катерина]

Пултрузионные смолы можно применять на намотку, но это экономически не целесообразно. Так как для пултрузии обычно используются смолы на изофталевой/терефталевой основе. Для намотки вполне хватает обычной ортофталки. Хотя, если нужен лайнер под канализацию, то пултрузионная смола очень даже подойдет. Она пожиже чем намоточная, надо будет поколупаться с настройкой отжима ровинга после ванной, но в безвыходных ситуациях можно сделать качественную намотку и на пултрузионной смоле. Тут все зависит от прямоты рук. Смолы отличаются лишь по вязкости. Другой вопрос-это пултрузионная смола для профилей сложного сечения. Она довольно густая. С ней намотать можно тоже, но велик риск большого расхода смолы. Хотя, опять же при прямоте рук, можно поиграть со скоростью намотки и силой отжима и тоже сделать качественную трубу.
Что касается отверждающей системы для профилей круглого сечения- тут ровно то-же самое что и для профилей сложного сечения. Все зависит от желаемой скорости протяжки и от экономической выгоды от повышенной производительности.
Если хотим космическую скорость (на столько, на сколько позволит сама смола). То берем Perkadox16 и TrigonoxC (Или их аналоги. Усердно насилуем мозги менеджерам с запросами. не стесняемся требовать документы на пероксиды на русском языке. Там всегда написаны рабочие температуры, концентрации и сферы применения). Замешиваем 0,5-1% первого и 1,5-2% второго. Можно первого и два процента бухнуть, но он шибко дорогой и лучше его экономить. В синергии с тригоноксом они отлично работают. Степень отверждения и зону отверждения регулируем отлупашиванием профиля металлическим предметом (кусок трубы, большой гаечный ключ, арматурина). Должно звенеть как кафель. Если глухое, как полено, значит сырое. Лупим-не стесняемся. профилю от этого не больно и он не испортится.
Если хочется подэкономить, то берем просто TrigonoxC в количестве 2%. Замечено, что Тригонокс хорошо работает с кобальтовым ускорителем. Процесс подускорится, если добавить 1,5-2% однопроцентного кобальта. Проверка так-же избиением изделия. Таким образом по звуку отрабатываем оптимальную ускоряющую систему и скорость протяжки.

[Катерина]

Полина, я не очень часто успеваю заходить на форум. Если будут срочные вопросы, а я не отвечаю, киньте мне в личку. Я увижу и сразу отвечу. Так же можете позвонить или написать в вотсап 89262581432. Тоже помогу всегда.