СТВОРЕННЯ НАНОНАПОВНЕНИХ ЕПОКСИ-ПОЛІЕФІРНИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ЗАХИСТУ ЕЛЕМЕНТІВ СУДНОВИХ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ

DOI: 10.33815/2313-4763.2020.1.22.154-162

Ключові слова: епокси-поліефірна матриця, композитний матеріал, нанонаповнювачі, теплофізичні властивості, теплостійкість (за Мартенсом), термічний коефіцієнт лінійного розширення, окиснена нанодисперсна добавка, пірогенний діоксид кремнію, зв’язувач

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

Chen, X. (2019). Marine Transport Efficiency Evaluation of Cross-border E-commerce Logistics Based on Analytic Hierarchy Process. Journal of Coastal Research, 94(sp1), 682. https://doi.org/10.2112/SI94-135.1

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

Возницкий, И. В., & Пунда, А. С. (2008). Судовые двигатели внутреннего сгорания. М.: Моркнига, 1, 282.

Кербер, М. Л., Виноградов, В. М., & Головкин, Г. С. (2014). Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. ЦОП «Профессия».

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Яцишин, О. І., Червінський, Т. І., & Братичак, М. М. (2012). Вивчення структурування епоксидної смоли ЕД-20 у присутності реакційноздатних олігомерів. Вісник Національного університету «Львівська політехніка», 726, 467–471.

Опубліковано
2020-10-05