СТВОРЕННЯ НАНОНАПОВНЕНИХ ЕПОКСИ-ПОЛІЕФІРНИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ ЕЛЕМЕНТІВ СУДНОВИХ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ
10.33815/2313-4763.2020.1.22.154-162
Анотація
У роботі досліджено вплив нанонаповнювачів на теплофізичні властивості епокси-поліефірних композитів. Вміст наповнювачів (окиснена нанодисперсна добавка та пірогенний діоксид кремнію) змінювали в межах q = 0,02…1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидного олігомера марки ЕД-20. Досліджено, що введення в епокси-поліефірний зв’язувач окисненої нанодисперсної добавки у кількості q = 0,05…0,08 мас.ч. призводить до підвищення теплофізичних властивостей композиту. Показник теплостійкості (за Мартенсом) за вмісту окисненої нанодисперсної добавки q = 0,075 мас.ч.. становив Т = 346 К. Уведення q = 0,05 мас.ч. окисненої нанодисперсної добавки дозволяє отримати поліпшені показники температурного коефіцієнта лінійного розширення у різних температурних діапазонах: у області ΔТ = 303…323 К –α =1,0 ×10-5 К-1, у області ΔТ = 303…373 К – α =1,9 ×10-5 К-1, у області ΔТ = 303…423 К – α =3,4 ×10-5 К-1. Констатовано, що за вмісту q = 0,05 мас.ч. нанонаповнювача пірогенний діоксид кремнію композитний матеріал також відрізняється поліпшеними показниками теплостійкості (за Мартенсом), яка становить Т = 347 К та мінімальними показниками термічного коефіцієнта лінійного розширення. Показники температурного коефіцієнта лінійного розширення становлять: α =1,0 ×10-5 К-1 у області (ΔТ = 303…323 К), α =1,9 ×10-5 К-1 (у області ΔТ = 303…373 К), Δα =3,4 ×10-5 К-1 (у області ΔТ = 303…423 К), α =8,4 ×10-5 К-1 (у області ΔТ = 303…473 К). Рекомендовано, що з метою формування композитного матеріалу із поліпшеними теплофізичними властивостями для захисту елементів суднових технічних засобів доцільно вводити в епокси-поліефірний зв’язувач нанонаповнювач пірогенний діоксид кремнію у кількості q = 0,05 мас.ч.
Посилання
2. Sui, C., Stapersma, D., Visser, K., de Vos, P., & Ding, Y. (2019). Energy effectiveness of ocean-going cargo ship under various operating conditions. Ocean Engineering, 190, 106473. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106473
3. Voznickij, I. V., & Punda, A. S. (2008). Sudovye dvigateli vnutrennego sgoraniya. M. : Morkniga, 1, 282.
4. Kerber, M. L., Vinogradov, V. M., & Golovkin, G. S. (2014). Polimernye kompozicionnye materialy: struktura, svojstva, tekhnologiya. COP «Professiya».
5. Buketov, A., Brailo, M., Yakushchenko, S., & Sapronova, A. (2018). Development of Epoxy-Polyester Composite with Improved Thermophysical Properties for Restoration of Details of Sea and River Transport. Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1–6. https://doi.org/10.1155/2018/6378782
6. Buketov, A. V, Brailo, M. V, Yakushchenko, S. V, Sapronov, O. O., & Smetankin, S. O. (2018). The formulation of epoxy-polyester matrix with improved physical and mechanical properties for restoration of means of sea and river transport. Journal of Marine Engineering & Technology, 1–6. https://doi.org/10.1080/20464177.2018.1530171
7. Salom, C., Prolongo, M. G., Toribio, A., Martínez-Martínez, A. J., de Cárcer, I. A., & Prolongo, S. G. (2018). Mechanical properties and adhesive behavior of epoxy-graphene nanocomposites. International Journal of Adhesion and Adhesives, 84, 119–125. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2017.12.004
8. Buketov, A. V, Sapronov, А. А., Buketova, N. N., Brailo, M. V, Marushak, P. О., Panin, S. V, & Amelin, M. Y. (2018). Impact toughness of nanocomposite materials filled with fullerene С60 particles. Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal, 9(2), 141–161. https://doi.org/10.1615/CompMechComputApplIntJ.v9.i2.30
9. Zahid, M., Heredia-Guerrero, J. A., Athanassiou, A., & Bayer, I. S. (2017). Robust water repellent treatment for woven cotton fabrics with eco-friendly polymers. Chemical Engineering Journal, 319, 321–332. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.03.006
10. Mostovoi, A. S., Yakovlev, E. A., Burmistrov, I. N., & Panova, L. G. (2015). Use of modified nanoparticles of potassium polytitanate and physical methods of modification of epoxy compositions for improving their operational properties. Russian Journal of Applied Chemistry, 88(1), 129–137. https://doi.org/10.1134/S107042721501019X
11. Szeluga, U., & Moryc, P. (2012). Curing of dicyanate ester/epoxy copolymers modified with polysiloxane and butadiene-acrylonitrile rubbers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 109(1), 73–80. https://doi.org/10.1007/s10973-011-1717-0
12. Jana, S., Sui, G., & Zhong, W. H. (2009). Mechanisms for the Improvement in Interfacial Adhesion Between UHMWPE Reinforcement and Nano-epoxy Resins with Reactive Graphitic Nanofibers. Journal of Adhesion Science and Technology, 23(9), 1281–1292. https://doi.org/10.1163/156856109X434008
13. Leonova, N. G., Mikhal’chuk, V. M., Mamunya, Y. P., Davydenko, V. V, & Iurzhenko, M. V. (2013). Thermophysical properties of epoxy-polysiloxane composites of cationic polymerization. Polymer Science Series D. Glues and Sealing Materials, 6(3), 210–217. https://doi.org/10.1134/S1995421213030131
14. Yacishin, O. І., Chervіns’kij, T. І., & Bratichak, M. M. (2012). Vivchennya strukturuvannya epoksidnoї smoli ED-20 u prisutnostі reakcіjnozdatnih olіgomerіv. Vіsnik Nacіonal’nogo Unіversitetu «L’vіvs’ka Polіtekhnіka», 726, 467–471.
