Науковий вісник НГУ

Дослідження впливу пластифікаторів і термопластів на міцність та ударну в’язкість епоксидних смол

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2020

Останнє оновлення: 30 серпня 2020

Опубліковано: 30 серпня 2020

Перегляди: 2250

Authors:

Л. М. Мустафа, orcid.org/0000-0002-9779-0007, АТ «Національний центр космічних досліджень і технологій», м. Алмати, Республіка Казахстан; Satbayev University, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Б. Ісмаілов, orcid.org/0000-0002-1111-4658, АТ «Національний центр космічних досліджень і технологій», м. Алмати, Республіка Казахстан; Satbayev University, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. Ф. Cанін, orcid.org/0000-0002-5614-3882, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 повний текст / full article

Abstract:

Мета. Підвищення ударної в’язкості й міцності епоксидних смол «гарячого» та «холодного» отвердження з використанням модифікуючих пластифікаторів і термопластичних полімерів.

Методика. Досліджували епоксидні смоли холодного й гарячого отверждження ЕД-20 і Етал Інжект-Т, модифіковані пластифікаторами трьох видів і термопластичними полімерами чотирьох видів. Визначали ударну в’язкість методом Шарпі й міцність на стиск немодифікованих і модифікованих смол за різного вмісту модифікаторів.

Результати. Із досліджених пластифікаторів найбільш виражений вплив на міцність і ударну в’язкість обох типів смол надає трікрезилфосфат. Краще сполучення міцності та ударної в’язкості смоли ЕД-20 досягається при вмісті трикрезилфосфат 5 %, при більш високому вмісті різко знижується міцність матеріалу. Для смоли Етал Інжект-Т високі значення даних характеристик отримані при вмісті 15 % трікрезілфосфату, при введенні меншої кількості модіфікатору міцність матеріалу практично не змінюється. Модифікування термопластичними полімерами чинить менший вплив на властивості епоксидних смол, ніж модифікування пластифікаторами. Найбільш ефективними добавками до ЕД-20 є високотемпературні полікарбонат (5 %) і полісульфон (10 та 15 %), уведення яких призводить до одночасного підвищення обох характеристик. Для Етал Інжект-Т помітне збільшення ударної в’язкості відбувається при введенні 5–15 % полікарбонату, але міцність смоли майже не змінюється. Комплексне модифікування смол сумішшю пластифікатора й термопласта призводить до зниження як ударної в’язкості, так і міцності на стиск для обох типів смол.

Наукова новизна. При затвердінні полімерної суміші молекули пластифікатора, дисперговані в середовище макромолекул епоксидної смоли, послаблюють жорстке просторове зшивання макромолекул, роблять їх більш рухливими. У результаті підвищується ударна в’язкість і, у деяких випадках, міцність унаслідок спрямованої переорієнтації макромолекул при деформації. Зміна механічних властивостей епоксидної смоли при модифікуванні термопластами визначається міцністю адгезійного зв’язку смоли й дисперсних частинок термопласта, а також ступенем гетерофазності утвореної суміші.

Практична значимість. Результати змін механічних властивостей епоксидної смоли при модифікуванні пластифікаторами й термопластами можуть бути використані при виготовленні удароміцних композиційних матеріалів конструкційного призначення, у тому числі авіаційної та ракетно-космічної техніки.

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 Materials, 52(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).

• < Попередня
• Наступна >