Изготовление стеклопластиковых конструкций
Основные понятия
Стеклопластик — система из стеклянных нитей связання реактопластами (необратимо твердеющими смолами).
Механизмы прочности-Адгезия между единичным волокном и полимером (смолой) адгезия зависит от степени очистки поверхности волокна от аппрета (полиэтиленовые воски, парафин). Аппрет наносится на заводе изготовителе волокон или тканей для сохраниения предотвращения расслаивания при траспортно-технологических операциях.
Смолы — полиэфирные, характеризуются невысокой прочностью и значительной усадкой при твердении, это их минус. Плюс- быстрая полимеризация в отличии от эпоксидов.
Однако усадка и быстрая полимеризация вызывают сильные упругие напряжения в изделии и со временем изделие коробится, коробление незначительно, но на тонких изделиях дает неприятные блики кривой поверхности- см любой совеЦкий обвес для ВАЗов.
Эпоксиды- значительно более точно держат форму, значительно прочнее, однако дороже. Миф о дешевизне эпоксидов связан с тем, что стоимость отечественной эпоксидной смолы сравнивают со стоимостью импортной полиэфирной. Эпоксиды так же выигрывают по термостойкости.
Прочность стеклопластика- в любом случае зависит от количества стекла по объему- наиболее прочные с содержанием стекла 60 процентов, однако, такое можно получить только под давлением и при температуре. В «холодных условиях» прочный стеклопластик получить затруднительно.
Подготовка стекломатериалов перед выклейкой.
Поскольку процесс заключается в склеивании волокн между собой смолами, то требования к склеиваемым волокнам точно такие же как и при процессах склеивания- тщательное обезжиривание, удаление адсорбированной воды отжигом.
Обезжиривание, или удаление аппрета- можно произвести, в бензине БР2, ксилоле, толуоле, их смесях. Ацетон не рекомендуется из-за связывания воды из атмосверы и «намокания» поверзности волокон. Как способ обезжиривания можно применить и отжиг при температуре 300-400 градусов.В любительских условиях это можно сделать так- свернутая в рулон ткань помещается в заготовку от вентиляционной трубы или водосточной оцинкованной и наревается спиралью от электроплитки помещаемой внутрь рулона, можно использовать фен для удаления краски и др.
После отжига стекломатериалы не должны пролеживать на воздухе, поскольку поверхность стеклоткани адсорбирует на себя воду.
Слова некоторых «умельцев» о возможности выклеивать не удаляя аппрет вызывают грустную улыбку- ни кому в голову не придет склеивать стекло по слою парафина.Байки о том, что де «смола растворяет парафин» еще смешнее. намажте стекло парафином, натрите а теперь попробуйте к нему что нибудь приклеить. Выводы сделайте сами))
Выклейка.
Разделительный слой по матрице- наилучний поливиниловый спирт в воде, нанесенный распылителем и высушенный.Дает скользкую и эластичную пленочку.
Можно использовать специальные воски или восковые мастики на основе силикона, однако всегда нужно убедится что растворитель в смоле не растворяет разделительный слой, попробовав предварительно на чем то маленьком.
При выклейке- укладывать слой на слой прокатывая резиновым валиком выдавливая излишки смолы, воздушные пузырьки удалять прокалывая иглой.
Руководствоваться принципом- избыток смолы всегда вреден- смола только склеивает стеклянные волокна, но не является материалом для создания форм.
если деталь высокой точности, как например, крышка капота, желательно вводить в смолу минимум отвердителя и для полимеризации применять источники нарева, например инфракрасную лампу или бытовой «рефлектор».
После твердения не снимая с матрицы очень желательно изделие равномерно прогреть- особенно на стадии «желатинизации» смолы. Эта мера снимет внутренние напряжения и деталь не будет коробится со временем. Относительно коробления — я говорю о появлении бликов а не о изменении размеров, размеры могут менятся всего на доли процента но при этом давать сильные блики.Обратите внимание на обвесы из пластика изготовленные в россии — никто из производителей не «заморачивается» результат- лето, постояла на солнышке, зимой пара морозов и…кривое все как..хотя новое выглядело отлично.
Кроме того, при постоянном действии влаги, особенно на местах сколов стеклоткань начинает вылезать наружу, и постепенно смачиваясь водой просто бахромится, вода рано или поздно проникая в толщу материала отслаивает стеклянные нити от основы (стекло адсорбирует влагу очень сильно)
через год.
Зрелище более чем печальное, ну такие изделия вы видите каждый день. что сделано из стали а что из пластика видно сразу.
Кстати, на рынке иногда появляются препреги — это листы стеклоткани уже покрытые смолой, остается из положить под давление и нагреть- они склеются в прекрасный пластик. Но техпроцесс сложнее, хотя я слышал что на препреги наносят слой смолы с отвердителем и получают прекрасные результаты. сам так не делал.
Это основные понятия об стеклопластиках, матрицу делать сообразуясь со здравым смыслом из любого подходящего материала.
Я использую сухую штукатурку «ротбанд» обрабатывается прекрасно, очень точно держит размер, после высыхания от воды пропитывается смесью 40 процентов эпоксидной смолы с отвердителем- остальное ксилол, после отверждения смолы такие формы можно отполировать или. очень прочные и размер держат превосходно.
Как отслоить изделие из матрицы?
у многих эта простая операция вызывает затруднения, вплоть до разрушения формы.
Отслоить просто — в матрице предварительно до выклейки слелать отверстие или несколько, заклеить тонким скотчем. после изготовления изделия в эти отверстия по очереди дунуть сжатым воздухом- изделие отслоится и сниматься очень легко.
Опять же, я могу сказать что использую я.
Смола- ЭД20 или ЭД6
отвердидель- полиэтиленполиамин он же ПЭПА.
Тиксотропная добавка — аэросил (при добавлении его смола теряет текучесть и делается желеобразной, очень удобно) добавляется по желаемому результату.
Пластификатор- дибутилфталат или касторовое масло, оклоло процента- четверти процента.
Растворитель- ортоксилол, ксилол, этилцеллозольв.
наполнитель в смолу для поверхностных слоев- алюминиевая пудра (скрывает стеклосетку)
стеклоткань- асстт, или стеклорогожа.
вспомогательные материалы- поливиниловый спирт, силиконовый вазелин КВ
очень полезна тонкая полиэтиленовая пленка в качестве разделительного слоя.
полезно- отвакуумировать смолу после размешивания удалив пузырьки.
Стеклоткань я нарезаю в нужные куски, потом сворачиваю, помещаю в трубу и прокаливаю все это дело трубчатым ТЭНом помещенным внутрь рулона прокаливается ночь- так удобно.
Да, и вот еще.
Эпоксидную смолу не размешивать с отвердителем в одной емкости в количестве более 200 грамм. разогреется и вскипит в момент.
Экспресс контроь результатов- на пробном куске при разламывании стеклонити не должны торчать- излом пластика должен быть похож на излом фанеры.
сломайте любой пласктик из которого сделан обвес или обратите внимание на битый- сплошные лохмы. Это результат «никакой» связи стекла с полимером.
Ну и маленькие секреты.
очень удобно исправлять девекты типа царапин или раковин так- наносите на раковину каплю эпоксидной смолы, после чего сверзу, как обычно приклеиваете скотч (обычный, прозрачный), по бликам выравниваете поверхность пальцами или прикладывая
Растворитель снижает прочность пластика и вызывает усадку в готовом изделии.
по возможности следует избегать его применения.
алюминиевая пудра добавляется только в поверхностные слои- усадку снижает очень сильно, характерная для пластиков сетка мне проявляется потом никакого, количество до консистенции густой сметаны.
обрабатываются эпоксиды хуже чем полиэфиры и это их недостаток.
цвет после добавления алюминиевой пудры не серебристый а серо-металлический.
некрасивый в общем.
Металлическое крепление вклеенное в пластик должно быть из алюминиевых сплавов или титана- потому что. На закладное изделие наносится очень тонкий слой силиконового герметика, и к нему прижимается стеклоткань, предварительно хорошо отожженная. Ткань должна прилипнуть но НЕ ДОЛЖНА пропитаться насквозь. через 20 минут эта ткань смачивается смолой БЕЗ РАСТВОРИТЕЛЯ и на нее приклеиваются остальные слои. это «боевая «технология в качестве силиконового герметика мы использовали советский КЛТ75 соединение вибро, термо стойко, морозоустойчиво, стойко к действию соленой воды. Подготовка поверхности металла- алюминиевый сплав промыть в чистом растворителе. протравить в смеси стиральной соды и стирального порошка, нагрев раствор до кипения, если есть возможность то в слабой щелочи, например 5% растворе едкого кали или натра, с нагревом высушить. прогреть до 200-400 град. После остывания вклеивать как можно быстрее.