Промежуточный отчет о реализации проекта № КНТП-3/19-2023-2025/2023 по этапу №1: "Исследование технологических режимов изготовления препрега высокотемпературного углепластика на основе полиимидного связующего и равнопрочной углеродной ткани с номинальной поверхностной плотностью 200 г/м2 из углеродного жгута UMT42S-3K" НИР "Разработка технологий изготовления препрега и высокотемпературного углепластика с рабочим диапазоном температур от минус 60 градусов Цельсия до плюс 280 градусов Цельсия с кратковременными забросами до плюс 300 градусов Цельсия для теплонагруженных деталей авиационных двигателей", выполняемой по Соглашению № 075-11-2023-058 от 31 августа 2023 г. с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла (КНТП) "Новые композиционные материалы: технологии конструирования и производства", утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 июля 2023 г. № 1789-р

Проведен анализ научно-технической литературы, выявлены тенденции развития и определены основные направления исследований в области высокотемпературных углепластиков на основе полиимидных связующих и технологий их изготовления: • расширение температурного диапазона и повышение эксплуатационных характеристик высокотемпературных углепластиков за счет модификации известных составов и разработки новых полиимидных связующих; • разработка полиимидных связующих расплавного типа, обеспечивающих за счет применения расплавной технологии изготовления препрега высокую стабильность его свойств (обеспечение разброса по содержанию связующего в препреге в пределах ±2%) и возможность увеличения срока его хранения, повышение экологичности производства, возможность получения низкопористых ПКМ с высоким уровнем прочностных характеристик; • увеличение технологических возможностей изготовления изделий из ПКМ на основе полиимидных связующих за счет разработки композиций, способных перерабатываться по безавтоклавным и безпрепреговым технологиям (RTM, VаRTM и т.п); • повышение экологичности производства полиимидных углепластиков. Проведен анализ и выбраны определяемые характеристики и методы испытаний исследуемых материалов (полиимидного связующего, углеродной ткани, углеродного жгута, применяемого для изготовления углеродной ткани, лабораторных образцов препрега) и разработана Программа и методики (далее – ПиМ) испытаний полиимидного связующего, углеродной ткани, углеродного жгута, лабораторных образцов препрега. Для проведения работ по исследованию технологических режимов изготовления препрега высокотемпературного углепластика на основе полиимидного связующего и равнопрочной углеродной ткани были подготовлены исходные материалы для изготовления лабораторных образцов препрега: изготовлены расплавное полиимидное связующее полимеризационного типа марки ВС-51 и равнопрочная углеродная ткань с номинальной поверхностной плотностью 200 г/м2 из углеродного жгута UMT42S-3K. Проведены испытания образцов исходных материалов в соответствии с ПиМ: расплавного полиимидного связующего марки ВС-51 (определены внешний вид, кислотное число, массовая доля нелетучих веществ, кажущаяся вязкость при динамическом изменении температуры, вязкость в изотермическом режиме нагрева), равнопрочной углеродной ткани с номинальной поверхностной плотностью 200 г/м2 из углеродного жгута UMT42S-3K (определены ширина, поверхностная плотность, влажность), углеродного жгута UMT42S-3K (определены плотность, линейная плотность, содержание аппрета), применяемого для изготовления углеродной ткани. Исследованы технологические режимы изготовления лабораторных образцов препрега высокотемпературного углепластика на основе расплавного полиимидного связующего марки ВС-51 и равнопрочной углеродной ткани с номинальной поверхностной плотностью 200 г/м2 из углеродного жгута UMT42S-3K. С учетом полученных результатов исследований вязкости полиимидного связующего проведено определение диапазона оптимальных температурно-временных параметров пропитки армирующего наполнителя при изготовлении препрега. На пропиточной машине были изготовлены лабораторные образцы препрега методом дублирования пленки расплавного полиимидного связующего с наполнителем и проведены их испытания в соответствии с ПиМ.