В упрощенном виде процесс изготовления композитов состоит в заполнении пор специального армирующего материала жидким связующим составом. В качестве армирующей ткани могут использоваться разнообразные варианты – стекло- и углеткань, кевлар, различные нетканые материалы. Им придают нужную форму с помощью специально подготовленной матрицы или модели, на которую последовательно наносят слои материала, пропитанного связующим компонентом – полиэфирной или эпоксидной смолой.
Точная дозировка и правильный выбор смолы позволяют получить качественные результаты
Одним из перспективных способов изготовления композитов считается вакуумная инфузия, которая по ряду моментов отличается от традиционных технологий. Основной особенностью является то, что необходимыми условиями для протекания процесса являются получение и поддержание пониженного воздушного давления.
Этот метод позволяет получить отличные результаты, однако он требователен к техническому оснащению и выбору расходных материалов. Так, одним из важных нюансов считается выбор связующего состава – ошибки могут критически ухудшить качество готового результата или даже привести к прерыванию процесса и порче материалов.
Особенности и нюансы методики вакуумной инфузии
Чтобы понимать особенности выбора смолы, нужно вспомнить о специфике этой методики. Как мы уже упоминали, наполнение армирующей ткани смолой происходит при разреженном воздушном давлении, что создает ряд преимуществ.
На практике процедура выглядит следующим образом. На специально подготовленную форму (матрицу) наносят слои (один или несколько) армирующего материала, предназначенного для пропитывания связующим компонентом. Поверх матрицы монтируют герметичный мешок – для этого вакуумную многослойную пленку тщательно приклеивают по периметру формы с применением герметизирующих жгутов.
При укладывании армирующей материи используют специальные средства с антиадгезионным эффектом, что позволит без проблем вынуть готовое изделие из формы. При необходимости задействованные материалы фиксируют с применением качественной клейкой ленты.
С противоположных сторон к вакуумному мешку подводят трубки, одну – для откачивания из рабочей зоны воздуха, вторую – для поступления внутрь связующего компонента. Воздух откачивают при помощи вакуумного компрессора или насоса, а образовавшееся разрежение запускает подачу внутрь смолы. После того как вся ткань наполнится, трубочки перекрывают и оставляют всю конструкцию до полного схватывания смолы.
Требования к смолам
В силу специфики технологии к связующим составам предъявляется ряд требований.
- Достаточный уровень текучести – связующий состав со слишком большой вязкостью не обеспечит равномерного распространения и будет хуже пропитывать армирующий материал.
- Продолжительное время схватывания – следует учитывать, что пропитывание протекает довольно медленно, поэтому необходимо использовать связующий компонент с длительным временем полимеризации. В противном случае есть вероятность, что процесс не удастся довести до конца – использованные материалы и время, затраченное на подготовку, пропадут зря.
- Малое выделение тепла при полимеризации – отверждение отдельных видов полимерных смол сопровождается реакцией, при которой выделяется определенное количество тепла. Перегрев отрицательно скажется на качестве производимой продукции или повредит применяемые материалы.
- Малая степень усадки – любой полимерный состав в процессе полимеризации может уменьшать свой объем (усаживаться) – в той или иной мере. Выбор материала с большим коэффициентом усадки может привести к несоблюдению заданных размеров изделия или к его деформации после вынимания.
Соответствие применяемых материалов этим параметрам – ключевое условие для нормального протекания технологического процесса и получения качественного изделия. Поэтому многие специализированные магазины даже выносят предназначенные для вакуумной инфузии смолы в отдельную категорию продукции.
Наиболее активно при такой методике применяют составы на основе эпоксидных и полиэфирных смол, поэтому эти две разновидности связующих составов мы рассмотрим более подробно.
Эпоксидные связующие составы
Смолы эпоксидной группы полимеризуются при добавлении в их состав отверждающего компонента. При этом они формируют молекулярную структуру из сшитых (сетчатых) полимеров, а продукты из таких смол пригодны для эксплуатации в любых хозяйственных или производственных отраслях.
В продаже эпоксидные смолы можно встретить как в свободном виде (в разной фасовке в комплекте с отвердителем), так и в составе различных шпаклевок, многокомпонентных клеев и т. д. Повлиять на физические свойства и параметры затвердевшей эпоксидной смолы можно за счет выбора отвердителя – в зависимости от применения того или иного компонента получают готовое изделие с высокой жесткостью или эластичное, близкое по параметрам к плотной резине.
Эпоксидная смола обладает такими востребованными качествами, как химическая стойкость, прочность, износоустойчивость, а также малая степень усадки при схватывании. Такие смеси отлично себя показали при производстве композитных материалов для автотюнинга или строительной отрасли, создания частей гидроизоляционного покрытия, формирования резервуаров, устойчивых к химическим воздействиям.
Полиэфирные смолы
Полиэфирные смолы представляют собой комбинацию синтетических полиэфиров, которые при отверждении образуют нерастворимый полимер. По сравнению с описанной выше разновидностью этот вид смол отличается более доступной ценой.
Существует большой выбор полиэфирных смол, которые существенно различаются по своему составу и физическим свойствам, поэтому для конкретных задач можно подобрать оптимальный состав. Получаемый при их отверждении материал обладает высокой устойчивостью к износу и хорошо обрабатывается – шлифуется и полируется. Также он устойчив к воздействию различной технологической химии, а использование специальных добавок делает его негорючим.
Применение полиэфирных связующих составов позволяет получать самую разнообразную продукцию – от небольших электроизоляционных изделий до крупногабаритных частей автомобильных кузовов и корпусов яхт. Этот материал активно применяют при изготовлении декоративных конструкций (рекламных или развлекательных), а также его использование помогает реализовать самые разные проекты самодеятельных домашних мастеров.
