МОДИФІКОВАНА ЕПОКСИДНА МАТРИЦЯ ДЛЯ ЗАХИСТУ ЗАСОБІВ ТРАНСПОРТУ: АДГЕЗІЙНІ ТА ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
10.33815/2313-4763.2020.1.22.163-174
Анотація
Показано, що полімерні композитні матеріали мають важливе значення в сучасній техніці, позаяк характеризуються високими показниками експлуатаційних параметрів, у тому числі поліпшеною адгезійною міцністю, покращеними механічними і теплофізичними властивостями, що забезпечує можливість їх використання за звичайних та підвищених температур. Як основний компонент для зв’язувача при формуванні епоксидних матеріалів вибрано епоксидний діановий оліґомер марки ЕД-20. Для зшивання епоксидних композицій використано твердник поліетиленполіамін. Як модифікатор використано фталімід. Молекулярна формула модифікатора: C8H5NO2. Молярна маса фталіміду – 147,13 г/моль. Густина – 1,47 г/cм3. Модифікатор розчинний у воді та полярних органічних розчинниках.
Доведено, що при введенні модифікатора фталіміду у кількості q = 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидного олігомера ЕД-20 формується матеріал з наступними властивостями: адгезійна міцність при відриві – а = 47,7 МПа, залишкові напруження – з = 1,1 МПа. Це забезпечує підвищення, порівняно з вихідною епоксидною матрицею, показників адгезійної міцності при відриві у 1,9 разів, а залишкові напруження водночас зменшуються у 1,3 рази. Отриманий композит доцільно використовувати у вигляді матриці при формуванні адгезійного шару для захисних покриттів. Експериментально доведено, що для формування матеріалів з поліпшеними когезійними властивостями необхідно використовувати композицію наступного складу: епоксидний олігомер марки ЕД-20 (q = 100 мас.ч.), твердник поліетиленполіамін ПЕПА (q = 10 мас.ч.), модифікатор фталімід (q = 0,25 мас.ч.). Формування такого матеріалу забезпечує порівняно з вихідною епоксидною матрицею підвищення наступних показників фізико-механічних властивостей композитів: руйнівних напружень при згинанні – від σзг = 48,0 МПа до σзг = 62,1 МПа; ударної в’язкості – від W = 7,4 кДж/м2 до W = 14,7 кДж/м2. Зазначимо, що модуль пружності такого матеріалу зменшується порівняно з вихідною епоксидною матрицею від Е = 2,8 ГПа до Е = 2,2 ГПа. Отриманий композит доцільно використовувати у вигляді матриці при формуванні поверхневого шару для захисних покриттів.
Посилання
2. Aslanov T. A., Memedli I. M., Ithenko I. Ya. [at el.]. (2005). Ehpoksidnihe oligomerih i termostoyjkie pokrihtiya na ikh osnove. Plasticheskie massih, 6. 25–27.
3. Ayatollahi M., Alishahi E., Doagou-R S., Shadlou S., Ayatollahi M. R. (2012). Tribological and mechanical properties of low content nanodiamond. Epoxy nanocomposites. Composites, Part B: Engineering.Vol. 43, 8. 3425-3430.
4. Jana S., Sui G., Zhong W. (2009). Mehanisms for the Improvement in Interfacial Adhesion Between UHMWPE Reinforcement and Nano-epoxy Resins with Reactive Graphitic Nanofibers. Journal of Adhesion Science and Tehnology. V.23, N 9. 1281–1292.
5. Mikhayjlin Yu. A. (2009). Specialjnihe polimernihe kompozicionnihe materialih. Sankt-Peterburg : Nauchnihe osnovih i tekhnologii.
6. Buketov A. V. Syzonenko O. M., Bezbakh O. M., Buketova N. M. & Lypian Ye. V. (2019). Doslidzhennia vplyvu syntezovanoi vysokovoltnym elektrorozriadom poroshkovoi shykhty na teplofizychni vlastyvosti epoksydnykh kompozytiv dlia remontu suden. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. 2 (21). 142–153.
7. Buketov A. V., Syzonenko O. M., Nehrutsa R. Yu., Lypian Ye. V., Torpakov A. S. & Buketova N. M. (2019). Doslidzhennia teplofizychnykh vlastyvostei epoksykompozytiv, napovnenykh syntezovanoiu poroshkovoiu tytano-aliuminiievoiu shykhtoiu. Visnyk KhNTU. 3 (70). 22–29.
8. Buketov A. V., Bezbakh O. M., Kruhlyi D. H., Buketova N. M. & Yatsiuk V. M. (2019). Doslidzhennia teplofizychnykh vlastyvostei modyfikovanykh 4,4-metylenbis (2-metoksyanilinom) epoksydnykh kompozytiv dlia transportnoi haluzi. Naukovi notatky. Lutsk : LNTU. Vol. 66. 23–29.
9. Buketov A. V., Brailo M. V., Kobelnyk O. S., Yakushchenko S. V. & Sapronova A. V. (2019). Rozroblennia epoksy-poliefirnoi matrytsi z polipshenymy fizyko-mekhanichnymy vlastyvostiamy dlia vidnovlennia zasobiv transportu. Naukovi notatky. Lutsk : LNTU. Vol. 66. 30–36.
10. Buketov A. V., Kulinich V. H., Smetankin S. A., Buketova N. M. & Yatsiuk V. M. (2019). Vplyv modyfikatoriv C13H12CL2N2TA C13H14N2 na mekhanichni vlastyvosti epoksydnoi matrytsi. Naukovi notatky. Lutsk : LNTU. Vol. 66. 37–45.
11. Stukhliak P. D., Buketov A. V. & Redko O. I. (2011). Epoksydno-dianovi kompozyty: tekhnolohiia formuvannia, fizyko-mekhanichni i teplofizychni vlastyvosti : monohrafiia. Ternopil : Krok.
12. Buketov A. V., Stukhliak P. D., Levytskyi V. V. & Dolhov M. A. (2004). Doslidzhennia epoksykompozytiv, shcho mistiat modyfikovani olihomeramy napovniuvachi. Visnyk TDTU. 2. 52–59.
13. Buketov A. V., Stukhliak P. D. & Dolhov M. A. (2004). Doslidzhennia povedinky epoksykompozytnykh pokryttiv v umovakh napruzheno-deformovanoho stanu pislia yikh UF-oprominennia i mahnitnoi obrobky. Visnyk TDTU. 4. 36–45.
14. Ftalymyd. Vikipediia (veb-sait). URL : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B4
15. Koryakina M. I. (1988). Ispihtanie lakokrasochnihkh materialov i pokrihtiyj. Moskva : Khimiya.
