Эпоксидная смола для карбона: что отличает работу с углеволокном

Карбон (углепластик) — это та же технология, что и стеклопластик, но с углеродным волокном вместо стеклянного. Связующее — эпоксидная смола. Разница в материале армирования, требованиях к пропитке и результирующих характеристиках.
Углепластик прочнее и легче стеклопластика. При правильной системе смола/отвердитель и правильной технологии — один из лучших конструкционных материалов. При ошибках в технологии — хрупкий, с расслоениями и недопропиткой.

Углеткань плохо смачивается по сравнению со стеклотканью. Эпоксидная смола проникает в неё медленнее. Это означает: высокая вязкость — враг качественного ламината из карбона.
Для стеклоткани средней плотности ЭД-20 с ТЭТА работает нормально даже при вязкости 10–15 Па·с. Для углеткани нужна более низкая вязкость — в идеале 1–5 Па·с. Это достигается либо нагревом смолы перед замесом (до +35–40°С), либо добавкой реактивного разбавителя, либо применением специализированных смол для карбона.

Для любительского и полупрофессионального производства карбоновых деталей — ЭД-20 с ТЭТА с добавкой реактивного разбавителя ДЭГ-1 10–15% от массы смолы. Это снизит вязкость и облегчит пропитку. Рабочее время с ТЭТА при +20°С — 25–30 минут: работайте небольшими замесами.
Для профессиональных применений — специализированные инфузионные или RTM-системы на основе эпоксидной смолы с очень низкой вязкостью (100–500 мПа·с). Они разработаны именно для вакуумной инфузии углеткани.
Соотношение смолы и углеткани в хорошем ламинате — 40/60 или даже 35/65 (меньше смолы, чем в стеклопластике). Избыток смолы в карбоне не добавляет прочности — только вес. Достичь такого соотношения при ручном ламинировании сложно, гораздо лучше получается при вакуумном методе.

Самый доступный метод. Подходит для деталей невысокой ответственности — декоративных накладок, кожухов, несиловых элементов.
Принцип тот же, что при работе со стеклотканью: нанести смолу на поверхность формы, уложить ткань, пропитать, прокатать валиком. Повторить нужное количество раз.
Нюансы для углеткани: прокатывайте особенно тщательно — волокна плотнее уложены, воздух выходит хуже. Используйте жёсткий резиновый валик или металлическую «лягушку» (трапециевидный каток). Не тяните ткань поперёк — она расплетается иначе, чем стекло.
После нанесения всех слоёв — вакуумный мешок хотя бы на несколько часов значительно улучшает качество: он отжимает лишнюю смолу и уплотняет ламинат.

Более продвинутый метод, дающий лучшее соотношение волокно/смола и более однородный ламинат.
Схема: углеткань укладывают в форму сухой, накрывают вакуумным мешком, откачивают воздух, затем подают смолу через входной порт — она заполняет ткань самостоятельно под воздействием разрежения. Процесс медленный (30–60 минут пропитки в зависимости от размера детали), но дающий хорошие результаты.
Для инфузии нужна низкая вязкость — не более 300–500 мПа·с при рабочей температуре. ЭД-20 без разбавления для инфузии слишком вязкая. С добавкой 15–20% реактивного разбавителя и нагревом до +35°С — на грани допустимого. Специализированные инфузионные смолы работают лучше.

Для карбоновых деталей особенно важно постотверждение при повышенной температуре. При холодном отверждении полимерная сетка не достигает максимальной плотности. Для конструкционных деталей — обязательно 5 часов при +80°С после первичного отверждения. Теплостойкость вырастет с +60–80°С до +120–140°С, прочность — на 15–25%.
Детали из карбона обрабатывают так же, как из стеклопластика: шлифовка, полировка, при необходимости — лакировка прозрачным лаком с УФ-защитой (карбон без защиты выцветает под солнцем).
О технологии пропитки тканей — в статье «Эпоксидная смола для пропитки стеклоткани». О реактивных разбавителях — в материале «Реактивный разбавитель для эпоксидной смолы».
Эпоксидная смола ЭД-20 и ТЭТА — в наличии на складе в Москве.