Исследование влияния пластификаторов и термопластов на прочность и ударную вязкость эпоксидных смол

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

Л. М. Мустафа, orcid.org/0000-0002-9779-0007, АО «Национальный центр космических исследований и технологий», г. Алматы, Республика Казахстан; Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

М. Б. Исмаилов, orcid.org/0000-0002-1111-4658, АО «Национальный центр космических исследований и технологий», г. Алматы, Республика Казахстан; Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Ф. Cанин, orcid.org/0000-0002-5614-3882, Днепровский национальный университет имени Олеся Гончара, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Повышение ударной вязкости и прочности эпоксидных смол «горячего» и «холодного» отверждения с использованием модифицированных пластификаторов и термопластичных полимеров.

Методика. Исследовали эпоксидные смолы холодного ЭД-20 и горячего Этал Инжект-Т отверждения, модифицированные пластификаторами трех видов и термопластичными полимерами четырех видов. Определяли ударную вязкость методом Шарпи и прочность на сжатие немодифицированных и модифицированных смол при различном содержании модификаторов.

Результаты. Из исследованных пластификаторов наиболее выраженное влияние на прочность и ударную вязкость обоих типов смол оказывает трикрезилфосфат. Лучшее сочетание прочности и ударной вязкости смолы ЭД-20 достигается при содержании трикрезилфосфата 5 %, при более высоком содержании резко падает прочность материала. Для смолы Этал Инжект-Т высокие значения данных характеристик получены при содержании 15 % трикрезилфосфата, при введении меньшего количества модификатора прочность материала практически не изменяется. Модифицирование термопластичными полимерами оказывает менее выраженное влияние на свойства эпоксидных смол, чем модифицирование пластификаторами. Наиболее эффективными добавками в ЭД-20 являются высокотемпературные поликарбонат (5 %) и полисульфон (10 и 15 %), введение которых приводит к одновременному повышению обеих характеристик. Для Этал Инжект-Т заметное увеличение ударной вязкости происходит при введении 5–15 % поликарбоната, но прочность смолы почти не изменяется. Комплексное модифицирование смол смесью пластификатора и термопласта приводит к снижению как ударной вязкости, так и прочности на сжатие для обоих типов смол.

Научная новизна. При отверждении полимерной смеси молекулы пластификатора, диспергированные в среду макромолекул эпоксидной смолы, ослабляют жесткую пространственную сшивку макромолекул, делают их более подвижными. В результате возрастает ударная вязкость и, в некоторых случаях, прочность вследствие направленной переориентации макромолекул при деформации. Изменение механических свойств эпоксидной смолы при модифицировании термопластами определяется прочностью адгезионной связи смолы и дисперсных частиц термопласта, а также степенью гетерофазности образованной смеси.

Практическая значимость. Результаты изменения механических свойств эпоксидной смолы при модифицировании пластификаторами и термопластами могут быть использованы для получения ударопрочных композиционных материалов конструкционного назначения, в том числе авиационной и ракетно-космической техники.

References.

1. Levchenko, I., Bazaka, K., Belmonte, Th., Keidar, M., & Xu, Sh. (2018). Advanced Materials for Next-Generation Spacecraft. Advanced Materials, 30(50), 1-13. https://doi.org/10.1002/adma.201802201.

2. Ghidini, T. (2018). Materials for space exploration and settlement. Nature Materials, (17), 846-850. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0184-4.

3. Gaidachuk, V. E., Kondratiev, A. V., & Chesnokov, A. V. (2017). Changes in the thermal and dimensional stability of the structure of a polymer composite after carbonization. Mechanics of Composite Materials52(6), 799-806. https://doi.org/10.1007/s11029-017-9631-6.4.

4. Gunyaeva, A. G., Sidorina, A. I., Kurnosov, A. O., & Klimenko, O. N. (2018). Polymeric composite materials of new generation on the basis of binder VSE-1212 and the filling agents alternative to ones of Porcher Ind. and Toho Tenax. Aviation Materials and Technologies, (3), 18-26. https://doi.org/10.18577/2071-9140-2018-0-3-18-26.

5. Dunn, B. D. (2016). Materials and Processes for Spacecraft and High Reliability Applications. Springer. ISBN-10:3319233610, https://doi.org/10.1007/978-3-319-23362-8.

6. Mustafa, L. M., Yermakhanova, A. M., Ismailov, M. B., & Sanin, A. F. (2019). Study of the effect of plasticizers and thermoplastics on the mechanical properties of epoxy and carbon fiber reinforced plastic (Review). Complex Use of Mineral Resources, (4), 48-56. https://doi.org/10.31643/2019/6445.37.

7. Mostovoy, A. S. (2015). Modification of epoxy polymeric materials with oleic acid. Prospective materials, (4), 33-37.

8. Mostovoy, A. S. (2015). Prescription modification of epoxy resin using new high-performance plasticizers. Modern High Technologies, (7), 66-70.

9. Marakhovsky, K. M., Osipchik, V. S., Vodovozov, G. A., & Papina, S. N. (2016). Modification of an epoxy binder with enhanced characteristics for the production of composite materials. Advances in Chemistry and Chemical Technology, 30(10), 56-58.

10. Krutko, E. T., & Prolopchuk, N. R. (2017). Melaminealkide and exopy resins chemical modification. Polimernye materialy i technologii, 3(1), 47-59.

11. Epoxy compound Etal-Inject T (n.d.). Retrieved from http://www.epital.ru/yacht1/inject.html.

12. GOST 4647-2015 Plastics. Charpy Impact Test Method (n.d.). Retrieved from http://internet-law.ru/gosts/gost/62398/ (date of treatment 01/15/19).

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3229081
Сегодня
За месяц
Всего
426
15684
3229081

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2020 Содержание №4 2020 Исследование влияния пластификаторов и термопластов на прочность и ударную вязкость эпоксидных смол