Получение высокопрочного углепластика на основе полифениленсульфида с помощью метода ATL с лазерным нагревом

Рассмотрен метод изготовления высокопрочного конструкционного углепластика из таупрега на основе полифениленсульфида марки PPS-214 (Fortron, Германия) и высокопрочного углеродного волокна AS4 (Hexcel, США) с помощью перспективной технологии переработки таупрегов ATL (Automated Tape Laying) с лазерным нагревом. Проведена адаптация технологии под изучаемый материал, изготовлены лабораторные макеты в виде плит, проведены физико-механические испытания лабораторных образцов. Качество распределения связующего и наличие дефектов оценено с помощью растровой электронной микроскопии. Исследовано влияние схем армирования, прессования и вакуумной термической обработки на повышение механических свойств исследуемого углепластика. Установлено, что образцы, прошедшие вакуумную термообработку, обладают более высоким уровнем механических свойств благодаря увеличению адгезии лент таупрега друг к другу и удалению образующихся при выкладке несплошностей. Значение предела прочности при межслойном сдвиге образцов, изготовленных с применением параллельно-диагональной схемы, увеличивается на 108% при изгибе – на 370% и на 65% при сжатии.

Путем переработки таупрегов методом ATL с лазерным нагревом и последующей термической обработки изделий можно получать высокопрочные конструкционные материалы с повышенными физико-механическими свойствами, а также высокой повторяемостью и равномерным распределением свойств по всей площади изделий даже с применением сложных схем армирования.