МОДИФІКОВАНА ЕПОКСИДНА МАТРИЦЯ ДЛЯ ЗАХИСТУ ЗАСОБІВ ТРАНСПОРТУ: АДГЕЗІЙНІ ТА ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

DOI: 10.33815/2313-4763.2020.1.22.163-174

  • А. В. Букетов Херсонська державна морська академія https://orcid.org/0000-0001-9836-3296
  • Т. В. Чернявська Херсонська державна морська академія https://orcid.org/0000-0003-4019-9715
  • Т. І. Івченко Херсонська державна морська академія
  • К. М. Клевцов Херсонська державна морська академія
  • І. П. Фесенко Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
  • В. М. Яцюк Тернопільський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр МВС України
Ключові слова: матриця, епоксидний композит, модифікатор, адгезійні властивості, когезійна міцність, залишкові напруження

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 – sа = 47,7 МПа, залишкові напруження – sз = 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

Motamedi, M. Attar, M. Rostami. Performance enhancement of the oxidized bitumen binder usingepoxy resin. Progress in Organic Coatings. 2017. V. 102. P. 178–185.

Эпоксидные олигомеры и термостойкие покрытия на их основе / Т.А.Асланов, И.М.Мемедли, И.Я. Ищенко [и др.]. Пластические массы. 2005. № 6. С. 25–27.

Ayatollahi M., Alishahi E., Doagou-R S., Shadlou S. Tribological and mechanical properties of low content nanodiamond. Еpoxy nanocomposites. Composites, Part B: Engineering. 2012. V. 43,N 8. P. 3425–3430.

Jana S., Sui G., Zhong W. Mehanisms for the Improvement in Interfacial Adhesion Between UHMWPE Reinforcement and Nano–epoxy Resins with Reactive Graphitic Nanofibers. Journal of Adhesion Science and Tehnology. 2009. V.23, N 9. P. 1281-1292.

Михайлин Ю.А. Специальные полимерные композиционные материалы. Санкт-Петербург : Научные основы и технологии, 2009. 660 с.

Букетов А.В. Сизоненко О.М., Безбах О.М., Букетова Н.М., Липян Є.В. Дослідження впливу синтезованої високовольтним електророзрядом порошкової шихти на теплофізичні властивості епоксидних композитів для ремонту суден. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2019. № 2 (21). С. 142–153.

Букетов А. В., Сизоненко О. М., Негруца Р. Ю., Липян Є. В., Торпаков A. С., Букетова Н. М. Дослідження теплофізичних властивостей епоксикомпозитів, наповнених синтезованою порошковою титано-алюмінієвою шихтою. Вісник ХНТУ. 2019. № 3 (70). С. 22-29.

Букетов А. В., Безбах О. М., Круглий Д. Г., Букетова Н. М.,

Яцюк В. М. Дослідження теплофізичних властивостей модифікованих 4,4’-метиленбіс (2-метоксианіліном) епоксидних композитів для транспортної галузі. Наукові нотатки. Луцьк : ЛНТУ. Вип. 66. 2019. С. 23-29.

Букетов А. В., Браїло М. В., Кобельник О. С., Якущенко С. В., Сапронова А. В. Розроблення епокси-поліефірної матриці з поліпшеними фізико-механічними властивостями для відновлення засобів транспорту. Наукові нотатки. Луцьк : ЛНТУ. Вип. 66. 2019. С. 30–36.

Букетов А. В., Кулініч В. Г., Сметанкін С. А., Букетова Н. М., Яцюк В. М. Вплив модифікаторів C13H12CL2N2ТА C13H14N2 на механічні властивості епоксидної матриці. Наукові нотатки. Луцьк : ЛНТУ. Вип. 66. 2019.С. 37–45.

Стухляк П. Д., Букетов А. В., Редько О. І. Епоксидно-діанові композити: технологія формування, фізико-механічні і теплофізичні властивості : монографія. Тернопіль: Крок, 2011. 165 с.

Букетов А. В., Стухляк П. Д., Левицький В. В., Долгов М. А. Дослідження епоксикомпозитів, що містять модифіковані олігомерами наповнювачі. Вісник ТДТУ. 2004. № 2. С.52–59.

Букетов А. В., Стухляк П. Д., Долгов М. А. Дослідження поведінки епоксикомпозитних покриттів в умовах напружено-деформованого стану після їх УФ-опромінення і магнітної обробки. Вісник ТДТУ. 2004. № 4. С.36–45.

Фталимид. Вікіпедія (веб сайт). URL : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B4

Корякина М. И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. Москва : Химия, 1988. 272 с.

Опубліковано
2020-10-05