Различни методи на импрегнација и полимеризација на смолен систем за производство на термореактивен ткаен препрег

Kostadinoska, Biljana (2021) Различни методи на импрегнација и полимеризација на смолен систем за производство на термореактивен ткаен препрег. Doctoral thesis, Универзитет Гоце Делчев /Институтот за современи композити и роботика/.

Text (Doktorski trud) Biljana Kostadinoska PhD teza .pdf - Submitted Version Restricted to Registered users only until 9 July 2022. Download (6MB)

Abstract

Предмет на оваа докторска теза е развој и подобрување на процесот на импрегнација и полимеризација за добивање на квалитетен термореактивен препрег. Во денешно време од голем практичен интерес е нивната примена во авио и вселенската индустрија како носечки структурни компоненти. Поради тоа овие препрези треба да имаат точна контрола на зајакнувач и матрица во волуменски или тежински сооднос. Препрегот како полупроизвод наоѓа голема примена денес, во автоматските машини за полагање и класифициран е во две генерални категории во зависност од користената матрица, како термореактивен и термопластичен препрег. Предностите на користење на препрегот, во форма на 15Roving, унидирекционална трака влакна или во форма на платно во однос на влажното намотување се следните:
 ниска содржина на пори,
 контрола на волуменскиот удел на влакната – зајакнувачи,
 контрола на дебелината на композитот (ламинатот),
 пониски трошоци при работа,
 подобар квалитет и
 почист процес.
Тргнувајќи од основните карактеристики на препрегот - неговата еластичност и лепливост, кои ја карактеризираат неговата соодветност во градењето на финалните композитни структури, во процесот на производство се наметнува потребата од контролирано следење на одредени процесни параметри за добивање на препрег со соодветни карактеристики. Треба да се напомене дека поголемиот процент на испраливи материи во препрегот, влијае на зголемување на лепливоста на препрегот, а тоа има влијание на промена на профилот на вискозноста за време на полимеризацијата при што има зголемен ризик од појава на порозност во композитните структури. За добивање на квалитетен препрег, важна карактеристика исто така е и хомогеноста, односно добрата распределба на смолата во препрегот. Затоа, при производството на термореактивни препрези со 17Solvent технологија, како важни параметри кои треба да се следат е меѓусебната поврзаност меѓу брзината на процесот, распределбата на смолата и содржината на испарливите материи. Во оваа дисертација како технолошки процес за добивање на термореактивен ткаен препрег се истражуваат два типа на машини со хоризонтална и вертикална грејна кула. Особен научен, но и практичен предизвик претставуваат истражувањата за производство на квалитетни термореактивни ткаени препрези со различни видови на машини, технологиите за нивно добивање како и карактеризација на нивните својства од што и произлезе мотивот и определбата за темата на оваа докторска дисертација. Покрај досегашниот напредок кој е постигнат во конструкцијата на машините за импрегнација, сè уште постојат технолошки предизвици за конструирање пософистицирани и специјализирани грејни кули кои ќе одговорат на предизвиците од промените со кои се соочуваме денес.
Примарна цел на оваа докторска дисертација е да се утврди влијанието на протокот, брзината и насоката на топлиот воздух, како и конструкцијата на единицата и параметрите во грејната кула, кои значително влијаат врз рамномерната распределба на температурата од една до друга зона, а со тоа и врз рамномерната распредела на температурата по висина и по ширина на грејната кула, се со цел да имаме рамномерно греење на препрегот и правилно испарување на испарливите матаерии кои ги имаме во термореактивнте ткаени препрези.
Бидејќи целта е да се произведе квалитетен препрег со рамномерна распределба на волуменски процент на смола и низок процент на испарливи материи по ширина и должина на ткениот препрег, неопходно е за секоја конструирана грејна кула да се направи моделирање и анализа на топлотниот биланс. Притоа се користи софтверската програма Ansys Fluent со која се анализира влијанието на протоците и брзината на топлиот воздух во грејната кула врз распределбата на температурата по ширина и висина во дадени зони каде се движи препрегот. Покрај софтверските анализи на топлотниот биланс на грејната кула, направени се и експериментални тестови и анализи со мерење на температурите во повеќе делови од грејната кула со помош на пирометри кои се поставени во грејната кула и со кои се мери температурата. Добиените математички модели се користат за правилна конструкција на грејната кула и во вертикалната и во хоризонталната машина за импрегнација.
Со воведување на нова иновативна единица за мешање на гасови, воздух со различна температура, во каналите за траснпорт на топол возздух на машините за импрегнација (со вертикална и хоризонтална грејна кула) што е и иновација во оваа дисертација, се постигнаа поставените цели:
 рамномерна распределба на температурата во грејната кула по ширина и висина,
 немешање на гасовите од една во друга зона, и поставување на јасна граница на температурата во зоните една до друга,
 правилно и безбедно одведување на испарливите материи од грејната кула без да настане експлозија,
 правилна и целосна контрола на дување и шмукање на воздухот во каналите на конструираната грејна кула,
 добивање на препрег со ист процент на заостанати испарливи материи и по ширина и по должина на ткаенината,
 избор на технолошки параматри со примена на 4DOE за производство на ткаен термореактивен препрег,
 анализа на процесните технолошки параметри на добиените текстилни препрези и
 дефинирање на карактеристиките на крајниот произведен препрег по дадени стандарди.

Клучни зборови: термореактивен препрег, импрегнација, полимеризација, грејна кула, проток на воздух , пренос на топлина и согорување, испарливи материи, топлотни симулации

.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Subjects:	Engineering and Technology > Chemical engineering Engineering and Technology > Materials engineering Engineering and Technology > Mechanical engineering Engineering and Technology > Other engineering and technologies
Divisions:	Faculty of Electrical Engineering
Depositing User:	Svetlana Risteska
Date Deposited:	25 Jun 2021 06:48
Last Modified:	25 Jun 2021 06:48
URI:	https://eprints.ugd.edu.mk/id/eprint/28230

Actions (login required)

View Item