НОВІТНІ ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ АНТИКОРОЗІЙНОГО ЗАХИСТУ ПОВЕРХОНЬ СУДНОВИХ ВАНТАЖНИХ ТА ПАЛУБНИХ МЕХАНІЗМІВ

10.33815/2313-4763.2021.2.25.048-058

Ключові слова: епоксидна матриця, руйнівні напруження при згинанні, модуль пружності при згинанні, математичне планування експерименту, оптимізація наповнювача, корозія

Анотація

Для формування композитних матеріалів та захисних покриттів на їх основі використано епоксидний діановий оліґомер марки ЕД-20 і твердник поліетиленполіамін ПЕПА. Вибір різнодисперсних наповнювачів обумовлений наявністю активних груп на їх поверхні, комплексом поліпшених характеристик компонентів, що викликає науковий і практичний інтерес при використанні добавок для формування захисних покриттів. Оптимальний вміст різнодисперних добавок у епоксидному зв’язувачі ЕД-20 визначено за допомогою математичного планування експерименту з використанням прикладного пакету STATGRAPHICS® Centurion XVI. Це дозволило спрогнозувати та отримати епоксидне покриття з комплексом поліпшених властивостей. Встановлено, що поліпшеними фізико-механічними властивостями характеризуються композитний матеріал наступного складу: суміш дискретних органічних волокон – q = 0,025 мас.ч., антиагломеруюча добавка hydropho biervnsmittel – q = 20 мас.ч. на 100 мас.ч. олігомеру ЕД- 20 і 10 мас.ч. твердника ПЕПА. Такий епоксикомпозитний матеріал характеризується наступними властивостями: руйнівне напруження при згинанні – σзг = 92,6 МПа, модуль пружності при згинанні – E = 5,6 ГПа. На основі математичного планування експерименту визначено варіанти покриттів, які випробовували на корозійну тривкість. Проведений аналіз зміни питомого опору і питомої ємності покриттів впродовж 30 діб під впливом різних агресивних середовищ (сірчана кислота і річкова вода) за температури Т = 293 ± 2 К. Встановлено, що композитний матеріал, який містить у своєму складі: епоксидний олігомер ЕД-20 (100 мас.ч.), CДОВ (0,025 мас.ч), HDBS (20 мас.ч.), твердник поліетиленполіамін ПЕПА (10 мас.ч.) за рахунок утворення дифузійного бар’єру в об’ємі захисного покриття характеризується найвищим значенням питомого опору і найменшим значенням питомої ємності у всіх агресивних середовищах. Це свідчить про покращенні антикорозійні властивості покриття. Візуальний аналіз дефектів, який проводили в природних умовах під впливом річкової води і змінних температур у діапазоні ΔТ = (258…298) ± 2 К впродовж τ = 250 діб дозволив підтвердити попередні експериментальні дослідженні і визначити покриття з поліпшеними антикорозійними властивостями.

Посилання

1. Kashytskyi, V., Savchuk, P., Malets, V., Herasymiuk, Y., and Shchehlov, S., Examining the Effect of Physical Fields on the Adhesive Strength of Protective Epoxy Composite Coatings, Eastern-European J. Enterp. Technol. 2017. vol. 3, no. 12. pp. 16–22.
2. Dolgov, M. A., Zubrets’ka, N. A., Buketov, A. V., and Stukhlyak, P. D., Use of the Method of Mathematical Experiment Planning for Evaluating Adhesive Strength of Protective Coatings Modified by Energy Fields, Strength Mater. 2012. vol. 44, no. 1. pp. 81–86.
3. Smetankin, S. O., Nigalatij, V. D., Buketov, A. V., Sharko, O. V., Sky`rdenko, O. I., Baglyuk, G. A. Rozrobka mody`fikovany`x polimerny`x kompozy`tiv dlya remontu detalej energety`chny`x ustanovok transportny`x sy`stem. Naukovy`j visny`k Xersons`koyi derzhavnoyi mors`koyi akademiyi. 2016. Vy`pusk 1. S. 252–261.
4. Buketov А. V., Sapronov О. О., Brailo М. V. Investigation of the Physico-Mechanical and Thermophysical Properties of Epoxy Composites with a Two-Component Bidisperse Filler. Strength of Materials. 2014. Vol. 46, No 5. pp.717–723. doi: 10.1007/s11223-014-9605-z.
5. Sapronov O. O. Pidvy`shhennya anty`korozijny`x xaraktery`sty`k detalej sudnovy`x energety`chny`x ustanovok za raxunok vy`kory`stannya epoksy`kompozy`tny`x pokry`ttiv. Naukovi notatky`. 2014. Vy`pusk 47. S. 176–181.
6. Elmore J. D., Kincaid D. S., Komar P. C., Nielsen, J. E. Waterborne epoxy protective coatings for metal. Journal of Coatings Technology. 2002. 74(8). рр. 63–72. doi:10.1007/bf02697969.
7. Buketov A. V., Sapronova A. V., Sapronov O. O., Buketova N. M., Sotsenko V. V., Brailo M. V., Yakushchenko S. V., Maruschak P. O., Panin S. V., Smetankin S. O., Kulinich A. G., Kulinich V. G. Influence of the structure of epoxy composite filled with discrete fibers on impact fracture of vehicle parts. Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal. 2020. Vol. 11. № 2. pp. 113–127. doi: 10.1615/CompMech ComputApplIntJ.2020031192).
8. Yacy`shy`n O. I., Chervins`ky`j T. I., Braty`chak M. M. Vy`vchennya strukturuvannya epoksy`dnoyi smoly` ED-20 u pry`sutnosti reakcijnozdatny`x oligomeriv. Visny`k L`vivs`koyi politexniky`. Ximiya, texnologiya rechovy`n ta yix zastosuvannya. 2012. # 726. S. 467–471.
9. Buketov A. V., Sapronova A. V., Braila M. V., Sotsenko V. V., Yurenin K. Yu., Antonio B. Polymer composites for improving the resource of pipeline transport. Journal of Hydrocarbon Power Engineering. 2018. Vol. 5(2). P. 43–49.
10. Sapronova A. V. Vply`v vmistu organichny`x volokon u epoksy`dnomu zv'yazuvachi na pokazny`ky` adgezijnoyi ta kogezijnoyi micznosti pokry`ttiv transportnoyi texniky`. Naukovy`j visny`k XDMA. 2019. #1(20). S. 141–151.
11. Brayilo M. V., Brayilo M. V., Buketov A. V., Yakushhenko S. V., Dulebova L. Zastosuvannya metodu planuvannya ekspery`mentu pry` formuvanni polimernogo kompozy`tu z polipsheny`my` ekspluatacijny`my` xaraktery`sty`kamy` dlya jogo vy`kory`stannya u zasobax transportu. Naukovi notatky`. Vy`pusk 60. 2017. S. 58–68.
12. Buketov A. V., Aky`mov A. V., Ny`galaty`j V. D., Bray`lo N. V., Al`-Dzhavaxery` Aly` Andan Mansur. Pry`meneny`e metodov matematy`cheskoj staty`sty`ky` dlya opty`my`zacy`y` sostava zashhy`tnыx pokrыty`j. Vestny`k Karagandy`nskogo gosudarstvennogo uny`versy`teta. 2017. #1 (85). S. 17–27.
13. Brayilo M. V., Yakushhenko S. V., Kobel`ny`k O. S., Buketova N. M., Voronenko S. V. Stvorennya nanonapovneny`x epoksy`-poliefirny`x kompozy`tny`x materialiv dlya zaxy`stu elementiv sudnovy`x texnichny`x zasobiv. Naukovy`j visny`k Xersons`koyi derzhavnoyi mors`koyi akademiyi. 2020. # 1 (22). S. 136–144.
14. Brayilo M. V., Yakushhenko S. V., Fesenko I. P. Opty`mizaciya vmistu iniciatora u poliefirnij matry`ci za yiyi fizy`ko-mexanichny`my` vlasty`vostyamy`. Naukovi notatky`. 2017. Vy`pusk 57. S. 32–36.
15. Zaxarov N. M., Alushky`na T. V. Opty`my`zacy`ya sostava zashhy`tnыx pokrыty`j na osnove эpoksy`dnыx smol. Эlektronnыj nauchnыj zhurnal «Neftegazovoe obrashheny`ya». 2009.
16. Buketov, A. V., Gusyev, V. M., Kulinich, A. G., Yakushhenko, S. V., Zhy`tny`k, D. V.: Opty`mizaciya vmistu ingrediyentiv pry` formuvanni zaxy`sny`x pokry`ttiv dlya pidvy`shhennya resursu roboty` transportny`x zasobiv. Naukovy`j visny`k XDMA. 2020. 2 (23). S. 58–67.
Опубліковано
2022-01-27
Номер
Том 2 № 25 (2021): Науковий вісник Херсонської державної морської академії
Розділ
ІНЖЕНЕРІЯ У ТРАНСПОРТНІЙ ГАЛУЗІ