Розробка технології та дослідження параметрів формування виробів з епоксинаповнених композитів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Микитишин Андрій Григорович

УДК 678.64:678.026

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ФОРМУВАННЯ ВИРОБІВ З ЕПОКСИНАПОВНЕНИХ КОМПОЗИТІВ

05.17.06 - технологія полімерних і композиційних матеріалів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів - 2002



Дисертацією є рукопис

Роботу виконано у Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Стухляк Петро Данилович, Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, завідувач кафедри комп'ютерно-інтегрованих технологій.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Пахаренко Валерій Олександрович,

Київський національний університет технологій та дизайну, завідувач кафедри технології переробки полімерів та опоряджувального виробництва,

кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Середницький Ярослав Антонович, фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, провідний спеціаліст Органу сертифікації “УкрСЕПРО-трубоізол”.

Провідна установа: Український державний хіміко-технологічний університет Міністерства освіти і науки України, кафедра технології переробки пластмас і технології фото- та поліграфічних матеріалів (м. Дніпропетровськ).

Захист відбудеться 19 грудня 2002 р. о 1415 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.07 при Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, корп. 8, ауд. 339.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” ( 79013, Львів, вул. Професорська, 1)

Автореферат розіслано 4 листопада 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 35.052.07, кандидат технічних наук, доцент Дзіняк Б.О.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення надійності і довговічності обладнання магістральних газопроводів і виробів радіотехнічного призначення, які працюють в умовах підвищеної вологості, сонячної радіації, перепаду температур та інших зовнішніх факторів, набуває все більшого значення в умовах розвитку промисловості України. Особливо важливим є збільшення ресурсу роботи вузлів і механізмів вказаних галузей промисловості, оскільки більше 50 % агрегатів, що працюють в них, виходять з ладу внаслідок фізико-механічної, теплофізичної дії та впливу агресивних середовищ. Цю проблему можна вирішити шляхом створення полімерних композитних матеріалів (ПКМ) з широким комплексом фізико-механічних і теплофізичних властивостей. У цьому напрямі перспективним є створення нових технологій формування ПКМ на основі епоксиамінних в'яжучих, армованих дисперсними та волокнистими наповнювачами.

Водночас, потенційні можливості епоксидних в'яжучих, які випускаються крупнотонажно, та композицій з наповнювачами при відомих технологіях формування практично вичерпані. Ще є багато не розв'язаних питань пов'язаних з підвищенням експлуатаційних характеристик епоксиполімерів, які можуть бути вирішені шляхом використання нових технологічних методів і прийомів при їх формуванні у вироби. У цьому напрямі перспективною є розробка нових режимів ізотермічної обробки при формуванні ПКМ, яка ґрунтується на результатах дослідження кінетики затвердження епоксидних композитів на початкових стадіях. Заслуговує на увагу, з наукової точки зору, вивчення впливу ультразвукових полів на початковій стадії формування композитів для поліпшення їхніх властивостей та інтенсифікації процесу полімеризації. В зв'язку з цим, покращення цілого комплексу експлуатаційних властивостей композитних матеріалів шляхом запровадження нових технологічних способів формування, є перспективною задачею у галузі технології полімерних та композиційних матеріалів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційні дослідження виконано автором згідно з планами науково-дослідної роботи Тернопільського державного технічного університету ім. Івана Пулюя “Створення та дослідження полімерних конструкційних матеріалів на основі термо- та реактопластів для вузлів газотранспортного обладнання” (№ держреєстрації 0100U000782).

Мета і задачі досліджень. Метою дисертаційної роботи є розробка технології формування та вивчення основних закономірностей виготовлення високонаповнених ПКМ на основі епоксидних олігомерів з дисперсними та волокнистими наповнювачами для створення нових ПКМ і покриттів для обладнання магістральних газопроводів і вузлів радіотехнічного призначення з поліпшеними експлуатаційними характеристиками.

Для досягнення мети необхідно було вирішити такі наукові та практичні завдання:

Розробити нову технологію формування високонаповнених композиційних матеріалів на основі епоксидних олігомерів.

Визначити технологічні режими формування ПКМ на основі результатів дослідження процесів, які виникають при структуруванні епоксикомпозитів, зокрема, під дією ультразвуку.

Вивчити вплив волокнистих і дисперсних наповнювачів з різною поверхневою активністю до полімерної матриці на кінетику затвердження та фізико-хімічну взаємодію на межі поділу фаз “полімерна матриця-наповнювач” і запропонувати нові режими формування ПКМ.

Розробити алгоритм для визначення динамічних характеристик ПКМ, застосовуючи модельний підхід.

Дослідити вплив нових режимів формування, природи та дисперсності наповнювачів на фізико-механічні, теплофізичні та реологічні властивості епоксидних композитів.

Розробити методику та прилад для визначення динамічних механічних характеристик (дійсної G' і уявної G” частин динамічного модуля зсуву, а також тангенса кута механічних втрат tg ) ПКМ, що дозволить виявити кінетику затвердження полімерів на початкових стадіях.

Оцінити ефективність роботи розроблених покриттів у промислових умовах і впровадити процес нанесення їх на поверхні ущільнень насосів магістральних газопроводів і на рефлектори параболічних антен.

Об'єкт дослідження полімеркомпозиційні матеріали на основі епоксидної смоли ЕД-20 з дисперсними та волокнистими наповнювачами.

Предмет дослідження технологічні аспекти і закономірності створення полімерних композитних матеріалів при новій ізотермічній та ультразвуковій обробці на стадії формування.

Методи дослідження - динамічні механічні характеристики композитних матеріалів в процесі структурування вивчали за допомогою розробленого приладу, який працює за методом ТВА (Torsional Braid Analysis); визначення питомої площі поверхні дисперсних сполук здійснювали за допомогою приладу Товарова; внутрішні напруження у полімеркомпозиційних покриттях визначали консольним методом; дослідження взаємодії на межі поділу фаз “епоксидне в'яжуче - наповнювач”, а також вивчення властивостей наповнених епоксидних композитів проводили із використанням методів електронної мікроскопії, ІЧ- та ЕПР-спектроскопії, диференційно-термічного та термогравиметричного аналізів, імпедансної спектроскопії. Оптимізацію технологічних режимів формування епоксикомпозитів проводили методом математичного планування експерименту.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше запропоновано режими ізотермічної обробки при формуванні ПКМ на основі результатів дослідження їхніх динамічних механічних характеристик в процесі затвердження за допомогою торсійного маятника: витримка протягом 20хв. після суміщення компонентів системи при температурі 290-293 К, нагрів до температури 333 К і витримка 40 хв., далі витримка 50 хв. при температурі 290-293 К з подальшим нагрівом до 313 К протягом 30 хв. Режими встановлено завдяки виявленню двох екстремумів на кривих залежності тангенса кута динамічних втрат і температури структурування від часу затвердження.

Виявлено, що у присутності базальтового волокна як наповнювача, порівняно зі скловолокном, прискорюється початок желатинізації на 12-17 хв. Таке зміщення пояснюється додатковими структуроутворюючими ефектами в матриці (площа екзотермічних екстремумів кривих змінюється). Підтверджено подальше прискорення структурування матриці при ізотермічній обробці введенням додатково оксидів металів і аеросилів.

Встановлено, що введення наповнювачів з більшою питомою площею поверхні зменшує площу екстремуму та прискорює час прояву структуруючих ефектів і, як наслідок, час формування ПКМ.

Встановлений синергічний ефект підвищення експлуатаційних характеристик епоксикомпозитів при використанні комплексу полідисперсних наповнювачів різної природи у комбінації з армуванням волокном.

Доведено, що формування епоксидної композиції під дією ультразвукового поля протягом 3-4 хв. при f=22 кГц та А=15-20 мкм призводить до поліпшення фізико-механічних та теплофізичних властивостей наповнених епоксидних композитів внаслідок збільшення поверхні контакту наповнювача з полімером, тиксотропії та дегазації матеріалу.

За результатами аналізу спектру три- та чотириелементних моделей в'язкопружних тіл обґрунтовано вибір математичної моделі для визначення механічних характеристик аморфних полімерних матеріалів. На основі вибраної моделі запропоновано математичний вираз для визначення рівноважного модуля просторово-зшитих полімерів.

Практична цінність результатів роботи. На основі проведених досліджень запропоновано нові режими формування ПКМ, які дозволили поліпшити їхні фізико-механічні та теплофізичні властивості відповідно на 45-60%, та 60-80%, порівняно з вітчизняними та зарубіжними матеріалами аналогічного призначення. Розроблено технологію нанесення ПКМ на довговимірні деталі зі складним профілем поверхні. Розроблено нові ПКМ но основі епоксидної смоли ЕД-20, армованої бідисперсним та волокнистим наповнювачами, а також установку для дослідження їхніх динамічних механічних характеристик у процесі затвердження. Нові матеріали та технологія нанесення покриттів пройшли дослідно-промислову перевірку на Гусятинській КС-38Б (Тернопільська область) та в НДВП “Промінь” (м.Тернопіль). Економічний ефект від впровадження результатів роботи на Гусятинській КС-38Б в 2000-2001 р.р. склав 80 тис. 364 грн., а на перший квартал 2002 року - 27 тис. 405 грн.; в НДВП “Промінь” за період 2000-2002 рр. економічний ефект становить 39 тис. 280 грн.

Особистий внесок автора. Дослідження, результати яких вміщені в дисертації, здійснено за безпосередньої участі автора на всіх етапах роботи. Автору належать вибір об'єктів і методик дослідження їх, а також теоретичне обґрунтування результатів. Автором виготовлено та досліджено експериментальні зразки ПКМ і виробів з них, а також дослідну установку для вивчення кінетики затвердження композицій, зроблено узагальнення та тлумачення отриманих результатів, розроблено технічну документацію на виготовлення та використання створених ПКМ, сформульовано практичні рекомендації для впровадження розробленої технології у виробництво. Аналіз результатів та оформлення публікацій і доповідей здійснено у творчій співпраці з науковим керівником.

Апробація результатів роботи. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на науково-технічній конференції “Автоматизація 99” (Севастополь, 1999), Міжнародному науковому семінарі “Реологічні моделі та процеси деформування пористих і композиційних матеріалів” (Луцьк, 1999); IV, V та VI науково-технічних конференціях “Прогресивні матеріали, технології та обладнання в машино- та приладобудуванні” (Тернопіль, 2000, 2001, 2002); Міжнародній науково-технічній конференції “Композиційні матеріали в промисловості” (м. Ялта, 2000); Міжнародній науково-практичній конференції “Автоматизація виробничих процесів” (м. Хмельницький, 2002)

Публікації. Основний зміст роботи викладено у 7 статтях і 6 тезах доповідей на наукових конференціях. Отримано позитивні рішення за 2-ма заявками на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, основних висновків, списку використаних джерел і 10 додатків. Роботу викладено на 145 сторінках друкованого тексту, вона вміщує 20 таблиць, 42 рисунки і 172 посилання на праці вітчизняних і зарубіжних авторів. Загальний обсяг дисертації 199 сторінок.

композиційний матеріал олігомер кінетика

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і завдання досліджень, визначено наукову новизну роботи і перспективи її розвитку, показано практичні результати, отримані в роботі, викладено основні положення, які виносяться на захист, наведено відомості про апробацію та публікацію основних результатів досліджень, описано структуру та короткий зміст дисертації.

У першому розділі проведено аналіз експериментальних робіт з питань розробки ПКМ з епоксидною матрицею з врахуванням вимог, які ставляться до полімерної матриці та дисперсних і волокнистих наповнювачів, як на стадії отримання матеріалів, так і в умовах експлуатації полімеркомпозиційних покриттів (ПКП). Обґрунтовано доцільність використання у композиційних системах дисперсних і волокнистих активних наповнювачів з метою регулювання технологічних режимів формування. Це дозволяє підвищити фізико-механічні та теплофізичні характеристики, а також регулювати реологічні властивості ПКМ. Проведено аналіз вітчизняних і зарубіжних публікацій, присвячених дослідженням технології отримання ПКМ. Наведено дані про відомі конструкції торсійних маятників, які використовуються для визначення динамічних характеристик ПКМ. Висвітлено фізико-хімічні аспекти створення ПКП. На підставі детального огляду науково-технічної інформації щодо виготовлення та властивостей ПКМ, зроблено висновок про доцільність створення конкурентоздатних наповнених ПКМ шляхом удосконалення процесу формування їх новими технологічними прийомами. Це дозволить поліпшити фізико-механічні та теплофізичні характеристики, а також змінювати реологічні властивості створюваних ПКП. Визначено завдання для досягнення поставленої мети дисертаційної роботи.

У другому розділі обгрунтувано вибір в'яжучого та наповнювачів для покрить з епоксидних композитів, а також принципові схеми експериментального обладнання та режими випробувань ПКМ. Вибрано методи вивчення структури, фізико-механічних, теплофізичних та реологічних властивостей матеріалів.

Як основу ПКМ вибрано епоксидіанову смолу ЕД-20, яка має такі позитивні властивості: високу адгезійну міцність; здатність до формування при кімнатних температурах; малу усадку в процесі затвердження; технологічність при нанесенні на поверхні складного профілю. Сьогодні промислове виробництво епоксидних смол налагоджено в Україні. Враховуючи великі габаритні розміри та масу, складний профіль поверхонь ряду деталей, зокрема корпусів відцентрових насосів, вузлів антенної техніки, умови нанесення покриттів, з метою поліпшення формування ПКП на вказаних поверхнях для затвердження епоксидних копозицій використано затверджувач поліетиленполіамін (ПЕПА), який дозволяє формувати зразки при кімнатних температурах.

Як дисперсні наповнювачі використовували оксид хрому Cr2O3 дисперсністю до 30 мкм, оксид алюмінію Al2O3 з розміром частинок 30-100 мкм, аеросил марки А-175 і модифікований аеросил амінопропілаеросил, обидва з дисперсністю до 5 мкм, які є найвідомішими наповнювачами при створенні ПКМ з епоксидною матрицею. Для поліпшення експлуатаційних характеристик епоксикомпозитів їх армували безперервними скляними та базальтовими волокнами діаметром 9-12 мкм.

Динамічні характеристики ПКМ досліджували за допомогою розробленого приладу (рис.1), який працює за методом ТВА (Torsional Braid Analysis) (як торсіон маятника використовується пучок волокон у вигляді коси, просочений досліджуваним полімером) в режимі вільнозгасних коливань і дозволяє вимірювати динамічні характеристики полімерів з модулями пружності при зсуві 104-109 Па та в'язкістю від 50 до 106 Па·с.

Даний прилад дає можливість вимірювати значення дійсної G' і уявної G” частин динамічного модуля пружності, а також тангенс кута механічних втрат tg' при вільнозгасних коливаннях рухомої системи зразок-торсіон-інерційна маса.

Рис. 1 - Схема приладу для дослідження динамічних характеристик зразків: 1 - плита; 2 - стакан; 3 - зразок; 4 - кроковий двигун; 5- ПЕОМ; 6 - плата вводу-виводу дискретних сигналів; 7 - інерційний диск; 8 - лазер; 9 - поляризатор; 10-аналізатор; 11-вимірювач для лазерної дозиметрії; 12 - постійний магніт; 13 - плита; 14 - регулюючі гвинти

Для дослідження ПКМ і виробів з них використано стандартні методики визначення фізико-механічних, теплофізичних та реологічних властивостей, а також корозійної стійкості і методики, спеціально адаптовані до умов експлуатації, наближених до реальних.

У третьому розділі наведено дані про побудову та аналіз усього спектру три- і чотириелементних механічних моделей в'язкопружних тіл, які допомагають змоделювати кінетику процесів затвердження ПКМ з початкового моменту суміщення компонентів до переходу композиту у в'язкопружний стан. Запропоновано метод визначення рівноважного модуля пружності за експериментально визначеним значенням дійсного та уявного динамічних модулів.

За допомогою методу ТВА досліджено динамічні характеристики (рис.2 і 3) епоксидних композитів у процесі затвердження. Показано, що на кривих залежності тангенса кута механічних втрат (tg ) від часу затвердження спостерігається ряд екстремумів (див. рис. 2). При малих концентраціях для оксиду алюмінію (до 50 мас.ч. на 100 мас.ч. в'яжучого) і -амінопропілаеросилу (до 6 мас.ч. на 100 мас.ч. в'яжучого) перший мінімум проявляється на початку процесу затвердження. Встановлено, що це пов'язано з втратою рухомості сегментів внаслідок процесів хемосорбційної та фізичної взаємодії між поверхнею наповнювача та в'яжучим.

Встановлено, що перший екстремум, який з'являється через 0,5 - 0,9 год. затвердження пов'язаний з початком структурування у матеріалі. Для підтвердження цього було зафіксовано зміни температури в досліджуваному наповненому ПКМ у процесі затвердження.



Для цього у процесі виготовлення зразка ПКМ в нього встановили термодатчик і знімали показники температури через кожні 30 сек. протягом 24 год. Встановлено (рис.4), що при затвердженні наповненого епоксикомпозиту спостерігаються ряд екстремумів зміни температури, найбільш чітко виражений з яких, проявляється під час структурування композиту, що пов'язано з виділенням тепла під час перегрупування фрагментів сітки полімера.

Як видно з рис. 2, для аеросилу, на відміну від оксиду алюмінію, перший максимум проявляється раніше, що пов'язано з відмінністю поверхневих енергій наповнювачів, а отже, й з різною активністю до полімерної матриці. При подальшому затвердженні спостерігається зниження tg , що пов'язано з поступовим затвердженням полімера, яке супроводжується зростанням внутрішніх напружень.

Другий максимум на кривих залежності tg від часу для малих концентрацій наповнювачів пов'язаний з руйнуванням фізичних і сорбційних зв'язків на межі поділу фаз. Внаслідок зростання внутрішніх напружень в ПКМ при подальшому затвердженні матеріалу рухливість макромолекул збільшується, що призводить до інтенсифікації процесу затвердження з виділенням тепла (після 1,8-2,2 год. проведення експерименту). При великих ступенях наповнення спостерігали лише одне підвищення tg , пов'язане з тим, що більша частина об'єму матриці переходить у стан межових прошарків, тобто рухливість елементів просторової сітки незатвердженого в'яжучого різко знижується.

На рис. 3 показано залежність зміни логарифму динамічного модуля зсуву ПКМ від часу затвердження для різних концентрацій наповнювачів. Як видно із даного рисунку першому екстремуму кривих залежності тангенса кута механічних втрат від часу затвердження відповідає різке підвищення lg G'.

Встановлено, що використання базальтового волокна як торсіону значно змінює характеристичну залежність тангенса кута механічних втрат від часу, порівняно з торсіоном у вигляді пучка зі скловолокна (рис.4). При використанні базальтового волокна головний релаксаційний максимум, який характеризує кооперативну рухливість міжвузлових кінетичних фрагментів просторової сітки наповненого полімера у процесі склування, з'являється раніше. Це пов'язано із зменшенням рухливості ланцюгів і підвищенням жорсткості сітки, перш за все у межових шарах, внаслідок активнішої взаємодії матриці з базальтовим волокном, ніж зі скловолокном. Більш похилий характер кривої 1 (див. рис. 4) та поява на ній додаткового піку свідчать про наявність в полімері, армованому базальтовим волокном, областей з різною рухливістю ланцюгів і різним часом релаксації, порівняно з таким же матеріалом, армованим скловолокном (крива 2, рис.4).

Експериментальні дослідження із застосуванням ІЧ- спектроскопії та диференціального термічного аналізу показали, що кількість незатвердженої смоли монотонно зростає з підвищенням концентрації наповнювача в композиті. Причиною утворення незатвердженого шару є вибіркова сорбція молекул епоксидного олігомера високоенергетичною поверхнею оксидів. Встановлено, що взаємодія реакційноздатних груп затверджувача та епоксидного олігомера ускладнюється внаслідок утворення фізичних вузлів між матрицею та активними центрами на поверхні наповнювача.

Враховуючи результати дослідження кінетики затвердження епоксикомпозитів, для поліпшення та забезпечення високої стабільності їхніх експлуатаційних і технологічних характеристик в реальних умовах експлуатації було запропоновано нові режими ізотермічного нагріву матеріалів.

Час початку нагріву та тривалість обробки запропонували, враховуючи результати дослідження tg ПКМ у процесі затвердження. Екстремумам на кривій залежності tg від часу затвердження відповідають періоди ізотермічної обробки епоксикомпозитів. Причому тривалість періодів нагріву досліджуваних композитів відповідає тривалості прояву вищевказаних екстремумів. Температури нагріву вибирали в межах 293 - 353 К.

В табл. 1 наведено результати дослідження ударної в'язкості і теплостійкості ПКМ, затверджених при різних режимах ізотермічного нагріву в поєднанні з термічною обробкою. Як видно з наведених даних, застосування ізотермічної обробки в поєднанні з кінцевою термообробкою при 393 К протягом 2 год., дозволяє поліпшити ударну в'язкість і теплостійкість покриттів відповідно на 11% та 16% (композиція №6), порівняно з покриттями, до яких не застосовувалася попередня ізотермічна обробка.

Таблиця 1 - Вплив режимів затвердження на експлуатаційні характеристики епоксикомпозитів

№ комп.	Режими затвердження	Ударна в'язкість, а, кДж/м2	Теплостійкість, К
	Ізотермічний нагрів	Термічна обробка (після 24 год.)
1	-	293 К протягом 72 год.	8,87	328
2	-	393 К протягом 2 год.	9,26	345
3	Т1=313 К, Т2=303 К	293 К протягом 72 год.	8,93	335
4	Т1=313 К, Т2=303 К	393 К протягом 2 год.	9,34	366
5	Т1=333 К, Т2=313 К	293 К протягом 72 год.	9,02	342
6	Т1=333 К, Т2=313 К	393 К протягом 2 год.	9,82	380
7	Т1=353 К, Т2=323 К	293 К протягом 72 год.	9,06	338
8	Т1=353 К, Т2=323 К	393 К протягом 2 год.	9,45	375

Отже, умови одержання захисних ПКП істотно впливають на їхні експлуатаційні характеристики та величину залишкових напружень. Для одержання монолітного захисного покриття з високими фізико-механічними та теплофізичними властивостями, необхідно здійснювати формування його з додатковою ізотермічною обробкою: після 20 хв. затвердження на повітрі при нормальних умовах (н. у.) витримати при температурі 333 К протягом 35 хв., далі при температурі 293 К - 45 хв., і при температурі 313 К - 30 хв. По завершенні цього процесу покриття продовжує затверджуватися при н. у. Через 24 год. здійснювали кінцеву термообробку при температурі 393 К протягом 2 год.

З метою додаткового підвищення технологічних і експлуатаційних характеристик захисних покриттів досліджено вплив УЗ на процес затвердження, структуру, та властивості епоксикомпозитів.

В результаті проведених досліджень кінетики затвердження композицій під дією УЗ обробки (f = 22 кГц) різної тривалості вивчено вплив часу обробки композицій на tg (рис.5). Як видно з рис. 5, оптимальних режимів затвердження досягли при обробці композиції УЗ протягом 4 хв. (крива 4). Прискорення процесу затвердження пояснюється інтенсивнішим змішуванням олігомера та затверджувача, а також ліпшим змочуванням наповнювача внаслідок збільшення питомої площі поверхні дисперсних частинок і рівномірнішим розподілом їх в об'ємі композицій.

Оскільки вплив часу УЗ обробки на кінетику затвердження має екстремальний характер, то його тривалість довше як 5 хв. призводить до збільшення максимумів tg і зміщення їх в бік більших часів. Це пояснюється зменшенням ступеня зшиванням композиції в процесі УЗ обробки внаслідок зростання в'язкості композиції, що зумовлює зниження змочуваності субстрату.

Експериментально встановлено, що УЗ обробка сприяє підвищенню фізико-механічних і теплофізичних характеристик та регулюванню реологічних властивостей ПКМ. Встановлено, що для епоксидної матриці руйнівні напруження при згинанні та стисканні збільшуються на 12 і 17 % відповідно, ударна в'язкість - на 15 %, теплостійкість - на 20%. Підвищення зазначених показників пояснюється поліпшенням когезійних характеристик зшитих композицій.

Встановлено, що в'язкість обробленої УЗ композиції на 30% нижча, ніж необробленої. Підтвердженням зміни структури епоксидної композиції є той факт, що на в'язкість епоксидного олігомера не впливає попереднє нагрівання його до температури 333-343 К, що відповідає температурі розігріву при УЗ обробці. Встановлено, що зниження в'язкості епоксидної композиції відбувається внаслідок поліпшення змочування поверхні наповнювача. При УЗ обробці відбувається дегазація епоксидної композиції, яка сприяє бездефектності покриттів, особливо при використанні високонаповнених композицій з великим вмістом газових включень і високою в'язкістю композиції. Видаленню газових включень сприяє підвищення температури композита внаслідок розігріву його поглинутою УЗ енергією. Експериментально встановлено, що УЗ обробка протягом 4 хв. дозволяє повністю видалити газові включення з об'єму матеріалу.

Використовуючи метод математичного планування експериментів (параметрами оптимізації вибрано ударну в'язкість і теплостійкість ПКМ, отриманих при різних режимах формування), отримали наступні режими формування епоксидних композицій:

- тривалість УЗ обробки композиції = 40,2 хв;

- температура першого нагрівання при ізотермічній обробці Т1 = 333 К;

- температура другого нагрівання при ізотермічній обробці Т2 = 313 К.

У четвертому розділі досліджено фізико-механічні та теплофізичні характеристики і реологічні властивості ПКМ, отриманих при запропонованих раніше режимах формування. Встановлено, що введення частинок Al2O3 дисперсністю 100 мкм та 30 мкм у кількості 40 мас. ч. збільшує руйнівне напруження при згинанні (зг) на 16 % та 27 %, руйнівне напруження при стисканні (ст) на 34 % та 45 %, модуль пружності при згинанні (Е) на 16 % і 21% та ударну в'язкість () на 23 % і 36 % відповідно. Наповнення композиту частинками Cr2O3 дозволяє підвищити ці ж показники на 34 % (зг), 82 % (ст), 27% (Е) і 44 % (). Використання аеросилу і -амінопропілаеросилу як наповнювачів збільшує вказані фізико-механічні показники на 73 % і 87 % (зг), 95% і 113 % (ст), 56 % і 80 % (Е) та 57 % і 82 % () відповідно.

Експериментально встановлено, що в процесі підвищення температури одночасно із збільшенням термічного коефіцієнта лінійного розширення (ТКЛР) відбувається релаксація залишкових напружень (табл. 2).

На початковій стадії підвищення температури (293-323 К) хімічні зв'язки між окремими елементами структури композита руйнуються, що призводить до зниження внутрішніх напружень і зростання ТКЛР. На наступному етапі підвищення температури (323-353 К) внаслідок релаксації пружних деформацій і часткового адгезійного руйнування на межі поділу фаз, спостерігається різке зростання ТКЛР з одночасним зменшенням внутрiшнiх напружень. При підвищенні температури до 383 К, внаслідок руйнування раніше утворених структур і локального відшарування полімеру від наповнювача та металевої основи, відбувається часткова релаксація внутрішніх напружень і зростання ТКЛР. Найшвидше руйнуються покриття з неоднорідною дефектною структурою, спостерігаються значні внутрішні напруження при наповненні матриці дисперсіями Al2O3 і Cr2O3. При наповненні в'яжучого активними аеросилами елементи структури полімерної матрицi орієнтуються залежно від топології наповнювачів, що сприяє оптимальному проходженню релаксаційних процесів у об'ємі композита.

Таблиця 2 - Вплив температури на величину внутрішніх напружень і ТКЛР для різних наповнювачів

Наповнювач	Концент-рація	Внутрішні напруження, вн, МПа	Термічний коефіцієнт лінійного розширення, х10-5, К-1
		293-323К	323-353К	353-383К	293-323К	323-353К	353-383К
Al2O3	30	4,2	3,4	0,3	8,12	15,34	27,42
Cr2O3	30	3,8	1,1	0,5	7,72	12,76	22,15
Аеросил	2	6,2	0,9	0,5	6,92	10,43	12,44
-амінопропіл-аеросил	2	5,3	0,7	0,6	5,73	9,16	11,21

Встановлено, що використання -амінопропілаеросилу як наповнювача в кількості 2 мас.ч. на 100 мас.ч. в'яжучого дозволяє підвищити теплостійкість ПКМ на 19 К, знизити термічний коефіцієнт лінійного розширення до 5,810-5 К-1, а також збільшити коефіцієнт теплопровідності на 210 % відносно матриці.

В результаті проведених досліджень впливу дисперсних наповнювачів на реологічні властивості гетерогенних систем встановлено, що композиції, які містять??-амінопропілаеросил і аеросил, мають підвищену умовну в'язкість внаслідок агрегації структурних елементів і взаємодії частинок наповнювача з полімерною матрицею. Показано, що при концентрації даних наповнювачів 2 - 4 мас.ч. на 100 мас.ч. матриці композиція має умовну в'язкість 65-80 %, а при збільшенні концентрації наповнювачів в'язкість систем підвищується внаслідок зростання кількості елементарних контактів між дисперсними частинками. Встановлено, що найменшу в'язкість має композиція, наповнена оксидом алюмінію, яка при значних концентраціях наповнювача (100 мас.ч. на 100 мас.ч. матриці) має умовну в'язкість 55 %.

Як показали проведені дослідження, при введенні в полімерну матрицю дисперсій відбувається їх седиментація, що негативно впливає на формування однорідних за об'ємом матеріалів. Для досягнення рівномірного розподілу частинок створювали бідисперсні композиції, в які вводили дрібнодисперсний наповнювач ??-амінопропілаеросил (2-10 мкм) чи аеросил (2-10 мкм), яким заповнювали проміжки в каркасі, утвореного більшими частинками Al2O3 (100 мкм) і Cr2O3 (30 мкм). Встановлено, що для забезпечення необхідних тиксотропних властивостей в композицію, яка містить 40-60 мас.ч. дисперсного наповнювача (Al2O3, Cr2O3), необхідно ввести 2-4 мас.ч. дрібнодисперсної добавки на 100 мас.ч. матриці.

Показано, що УЗ обробка перешкоджає агрегації структурних елементів і сприяє формуванню однорідної просторової сітки з наповнювачів бідисперсної системи. Після УЗ обробки композиції, яка містить 2- 4 мас.ч. ?-амінопропілаеросилу на 100 мас.ч. матриці, спостерігається різке збільшення умовної в'язкості, порівняно з композицією без УЗ обробки. Формування композитів на стадії тиксотропного структуроутворення внаслідок впливу УЗ обробки дозволяє створити однорідну впорядковану структуру та значно поліпшити експлуатаційні характеристики захисних покритів.

При дослідженні характеру взаємодії епоксидного в'яжучого з поверхною наповнювачів встановлено наявність міжмолекулярного зв'язку функціональних груп з активними центрами на поверхні аеросилів. Це забезпечує утворення проміжного шару та сприяє швидкому проходженню релаксаційних процесів в системі.

П'ятий розділ присвячений розробці нових ПКП і використанню їх для відновлення безконтактних ущільнень магістральних газотранспортних насосів і захисту рефлекторів параболічних антен.

Дослідження властивостей захисних покриттів підтверджують високу стабільність корозійної стійкості матеріалів з епоксидною матрицею в різних агресивних середовищах. Показано, що введення у матрицю наповнювачів -амінопропілаеросилу та аеросилу підвищує її хімічну стійкість у воді, бензині, ацетоні на 45-50 %, та у розчинах сірчаної, азотної кислот та NaOH на 16-23 %, порівняно з не наповненим полімером. Композити, наповнені оксидами алюмінію та хрому, мають низьку хімічну стійкість у даних агресивних середовищах. При дослідженні проникності наповнених композитів встановлено, що найбільш водостійкими є композити, наповнені -амінопропілаеросилом і аеросилом. Значна сорбція води простежується у покриттях, які містять Al2O3 i Cr2O3. Отримані результати добре узгоджуються з даними про когезійну міцність покриття, тобто найвищу водостійкість мають покриття з високими фізико-механічними характеристиками.

Методом імпедансної спектроскопії досліджено корозійну стійкість системи вуглецева сталь (Ст.3) - захисне покриття в агресивному середовищі (3%-ний розчин хлористого натрію). Встановлено, що ємність зразків, наповнених -амінопропілаеросилом і Al2O3, після витримки покриттів у агресивному середовищі починає змінюватися із зміною частоти прикладеного струму, а опір практично не міняється. Експериментально встановлено залежність опору захисних покриттів від часу часу дії агресивного середовища.

Випробуваннями в промислових умовах встановлено, що багатошарове ПКП на основі епоксидного олігомеру, наповненого частинками оксиду алюмінію та -амінопропілаеросилу, а також армованого базальтовими волокнами, нанесене на безконтактні ущільнюючі елементи корпусів відцентрових насосів, після 6000 год. роботи зберігає свою працездатність. Впровадження розроблених покриттів дозволяє збільшити термін служби насосів завдяки багаторазовому нанесенню їх на одні й ті ж деталі. Це зменшує потребу в нових дорогих ущільнюючих елементах, які закупляються за валюту у провідних фірмах світу. Застосування ПКП дозволяє одержати напівглянцеву поверхню (Rа=3-5 мкм) ущільнюючих частин корпусів насосів і, відповідно, поліпшувати їхні гідродинамічні характеристики, підвищуючи к.к.д. насосів. Загальний економічний ефект від впровадження захисних покриттів на ущільнюючі елементи відцентрових насосів на Гусятинській компресорній станції КС-38Б (Тернопільська обл.) у 2001 році склав 80 тис. 386 грн.

Промисловими випробуваннями підтверджено високу зносостійкість ПКП на основі епоксидного олігомера, наповненого дисперсними оксидом хрому, оксидом алюмінію та аеросилом, нанесених на рефлектори параболічних антен. Застосування цих захисних ПКП дозволяє підвищити корозійну стійкість антен у 2,5-2,7 разів, зносостійкість - у 2,0-2,3 рази та продовжити міжремонтний період роботи обладнання у 3,0-3,5 рази. Для нанесення захисних покриттів на рефлектори антен у Науково-дослідному виробничому підприємстві “Промінь” (м. Тернопіль) спроектовано виробничу дільницю, розроблено та передано замовнику комплект технологічної документації (ТІ 2574-004). Загальний економічний ефект від впровадження у виробництво розроблених ПКП для параболічних антен за період 2000-2002 р.р. склав 39 тис. 280 грн.



ВИСНОВКИ

Розроблено технологію та досліджено параметри формування виробів на основі епоксидної смоли ЕД-20, наповненої комбінацією полідисперсних та волокнистих наповнювачів. Вперше запропоновано проводити ізотермічну обробку матеріалів на стадії затвердження з метою інтенсифікації технологічного процесу.

Встановлено, що завдяки ізотермічній обробці (після 20 хв. затвердження на повітрі при н. у. витримати при температурі 333 К протягом 35 хв., далі при температурі 293 К - 45 хв., і при температурі 313 К - 30 хв.) поліпшуються фізико-механічні характеристики на 13-15%, а теплофізичні - на 18-21 %, при зниженні внутрішніх напружень на 18-20 %.

Виявлено, що структурування матриці, яке відбувається на початкових стадіях затвердження епоксикомпозитів, залежить від природи наповнювачів. Встановлено, що введення наповнювачів з більшою поверхневою енергією зменшує площу екстремуму тангенса кута механічних втрат і прискорює час прояву структуруючих ефектів, що призводить до прискорення формування ПКМ.

Встановлено, що УЗ обробка сприяє підвищенню степені зшивання, забезпечує збільшення поверхні контакту наповнювача з полімером, тиксотропію та дегазацію покриття внаслідок збільшення ефективної кількості активних центрів на поверхні дисперсних наповнювачів і реальної поверхні міжфазного контакту. Це дозволило додатково регулювати реологічні властивості та підвищити фізико-механічні і теплофізичні характеристики композитів. Оптимальний режим УЗ-обробки: 4 хв. при амплітуді коливань 15-20 мкм і частоті 22 кГц.

Встановлено, що введення оксидів хрому та алюмінію, аеросилу та -амінопропілаеросилу сприяє зміні реологічних властивостей, та підвищенню фізико-механічних і теплофізичних характеристик ПКМ на 18-25% внаслідок фізичної та хемосорбційної взаємодії, а армування скляним і базальтовим волокнами забезпечує додаткове підвищення вищевказаних характеристик на 28-32 %.

Шляхом математичного планування режимів формування епоксидних композицій за експлуатаційними характеристиками виведено залежність ударної в'язкості і теплостійкості від режимів ізотермічної обробки та тривалості УЗ обробки. За результатами математичного планування встановлено такі режими формування епоксидних композицій: тривалість УЗ обробки композиції = 40,2 хв; температура першого нагрівання при ізотермічній обробці Т1 = 333 К; температура другого нагрівання при ізотермічній обробці Т2 = 313 К.

Запропоновано методику та розроблено прилад для визначення динамічних механічних характеристик ПКМ (дійсної G' і уявної G” частин динамічного модуля зсуву, а також тангенса кута механічних втрат tg ), на основі яких запропоновано конкретизовані режими формування епоксинаповнених композитів.

Розроблено нові багатошарові зносостійкі покриття, які характеризуються регульованим діапазоном реологічних, фізико-механічних і теплофізичних властивостей, а також вповаджено технологією нанесення їх на безконтактні ущільнюючі елементи магістральних газотранспортних насосів і рефлектори параболічних антен. Загальний економічний ефект від впровадження захисних покриттів на ущільнюючі елементи відцентрових насосів в Гусятинській КС-38Б у 2001 році склав 80 тис. 364 грн., а за перший квартал 2002 року - 27 тис. 405 грн.; економічний ефект завдяки нанесенню ПКП на рефлектори антен у НДВП “Промінь” протягом 2000-2002 років склав 39 тис. 280 грн.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО В ТАКИХ ПРАЦЯХ

1. Микитишин А.Г. Визначення механічних характеристик просторово-зшитих полімерів при використанні математичних моделей в'язкопружних тіл // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2001. - т.6 - №3. С.23 - 28.

2. Микитишин А.Г., Стухляк П.Д., Митник М.М. Моделювання затвердження реактопластів три- і чотириелементними математичними моделями в'язкопружних тіл // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2001. - т.6 - №2. С.40 - 48.

3. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Торсійний маятник для дослідження динамічних характеристик полімерних матеріалів // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - Львів. - 2000. - №3. - С.82 - 83.

4. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Автоматизація експерименту дослідження динамічних характеристик полімерних матеріалів // Оптимизация производственных процессов. - Севастополь: Севастопольский государственный технический университет, - 2000. - №3. - С.82 - 85.

5. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження релаксаційних процесів затвердження оксидонаповнених епоксидних систем // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах - Київ. - 2000. - №7. - С.91- 94.

6. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження фізико-механічних властивостей модифікованих епоксидних композитів наповнених волокнистими наповнювачами // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах - Київ. - 2001. - №9. - С.121- 123.

7. Стухляк П.Д., Микитишин А.Г., Митник М.М., Букетов А.В. Автоматизація дослідження кінетики отвердження епоксиполімерних композитів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2002. - №3. Т.2. - С.59 - 62.

8. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Микитишин А.Г. Особливості зношування полімеркомпозиційних матеріалів при дії гідроабразиву // Праці 4-го Міжнародного симпозіуму з трибофатіки (ISTF 4). - Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. - 2002. - Т.2. - С.542 - 550.

9. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Діелектричні властивості двокомпонентних систем на основі ЕД-20 та оксидів алюмінію, міді і хрому // Матеріали міжнародного семінару “Реологічні моделі та процеси деформування пористих та композиційних матеріалів”. - Луцьк. - 1999. - С.45-46.

10. Стухляк П.Д., Орлов В.О., Микитишин А.Г. Вивчення зональної структури граничних прошарків на межі поділу фаз “наповнювач полімерна матриця” // Тези доповідей IV науково-технічної конференції ТДТУ. - Тернопіль. - 2000. - С.8.

11. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження кінетики затвердження епоксидних композитів при введенні оксидів алюмінію і кремнію // Тезисы докладов международной конференции “Композиционные материалы в промышленности” (Славполиком-2000). - Ялта. - 2000. - С.121 - 122.

12. Микитишин А.Г., Стухляк П.Д., Митник М.М. Використання математичних моделей в'язкопружних тіл для моделювання динаміки затвердження реактопластів. // Тези доповідей V науково-технічної конференції ТДТУ. - Тернопіль. - 2001. - С.111.

13. Букетов А., Стухляк П., Микитишин А., Митник М., Заболоцький О. Теплофізичні та релаксаційні властивості полімеркомпозитних покриттів // Тези доповідей VІ науково-технічної конференції ТДТУ. - Тернопіль. - 2002. - С.88.

14. Висновок про видачу деклараційного патенту на винахід №2002021314. Композиція з тепло- і вологостійкістю // П. Стухляк, А. Микитишин, А.Букетов, М. Митник. Опубл. 01.09.2002.

15. Висновок про видачу деклараційного патенту на винахід №2002042596. Полімеркомпозиційне покриття // А.Букетов, П.Стухляк, Є. Кальба А.Микитишин, М.Митник. Опубл. 17.09.2002.



АНОТАЦІЯ

Микитишин А.Г. Розробка технології та дослідження параметрів формування виробів з епоксинаповнених композитів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 - технологія полімерних та композиційних матеріалів. - Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2002.

Дисертація присвячена розробці технології формування наповнених полімерних композитних матеріалів (ПКМ) з епоксидною матрицею. На прикладі епоксинаповнених композитів з дисперсними оксидами металів і скляними та базальтовими волокнами показано можливість поліпшення експлуатаційних характеристик внаслідок додаткової ізотермічної та ультразвукової обробки, порівняно з вітчизняними та зарубіжними аналогічними матеріалами. Це поліпшило експлуатаційні властивості ПКМ в порівнянні з вітчизняними і зарубіжними аналогами. За допомогою розробленої установки для визначення динамічних механічних характеристик ПКМ вивчено кінетичні закономірності структурування та на основі результатів досліджень запропоновано режими ізотермічної обробки. Встановлено, що УЗ обробка композиції призводить до прискорення процесу зшивання та поліпшення реологічних властивостей та підвищення фізико-механічних і теплофізичних характеристик ПКМ.

На основі проведених досліджень створено та впроваджено нові багатошарові полімеркомпозиційні покриття для захисту від корозії та підвищення зносостійкості безконтактних ущільнюючих елементів насосів магістральних газопроводів і рефлекторів параболічних антен.

Ключові слова: епоксидна матриця, ізотермічна обробка, структурування, ультразвукова обробка, полімеркомпозиційне покриття.



АННОТАЦИЯ

Микитишин А. Г. Разработка технологии и исследование параметров формирования изделий из эпоксинаполненных композитов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальностью 05.17.06 - технология полимерных и композиционных материалов. - Национальный университет “Львивська политэхника”, Львов, 2002.

Диссертация посвящена разработке технологии формирования полимерных композиционных материалов (ПКМ) с эпоксидной матрицей.

На основе проведенного построения и анализа всего спектра три- и четыреэлементных механических моделей вязкоупругих тел предложен метод определения равновесного модуля по экспериментально определенным значениям действительной и мнимой частей динамического модуля упругости.

Используя методы структурного анализа, ИК-спектроскопии, а также разработанную установку и методику для определения динамических механических характеристик, впервые исследована кинетика отверждения ПКМ с эпоксидной матрицей. Установлено, что при малых степенях наполнения (до 20 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы для оксида алюминия и 4 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы - для аэросила) структурирующие эффекты проявляются раньше для наполнителей с большей поверхностной энергией. Это объясняют разной активностью наполнителей по отношению к матрице. Большие степени наполнения (для Al2O3 70 мас. ч., для аеросила 10 мас. ч. на 100 мас. ч. связующего) предопределяют снижение тангенса угла механических потерь за счет перекрытия зон граничных слоев.

На основе результатов исследования структурообразования эпоксидного полимера впервые предложена дополнительная изотермическая обработка материалов на стадии отверждения. Показано, что изотермическая обработка (выдержка на протяжении 20 мин. после совмещения компонентов системы при температуре 290-293 К, нагрев до температуры 333 К и выдержка 40 мин., далее выдержка 50 мин. при температуре 290-293 К и нагрев до 313 К на протяжении 30 мин.) улучшает технологические, физико-механические и теплофизические характеристики на 25-30 %, 13-15 % и 18-21 %, соответственно, при снижении внутренних напряжений на 18-20 %.

Исследовано влияние ультразвуковой обработки на кинетику отверждения и формования эпоксидных композитов. Экспериментально доказано, что формование композиции под влиянием ультразвукового поля (=3-4 мин., f=22кГц, А=15-20мкм) обеспечивает увеличение поверхности контакта наполнителя с полимером, тиксотропию и дегазацию покрытия, повышает агрегативную и седиментационную стойкость систем. Это обеспечивает получение ПКП с равномерным распределением наполнителя по объему материала. Использование УЗ обработки обеспечило дополнительное повышение физико-механических и теплофизических характеристик композитов на 12-17 %.

Исследовано влияние дисперсных и волокнистых наполнителей на эксплуатационные свойства эпоксидных композитов, полученных согласно предложенным технологиям. Экспериментально установлено, что введение оксидов хрома, алюминия, аэросила и -аминопропилаэросила приводит к регулированию реологических свойств и повышению физико-механических и теплофизических характеристик на 18-25 % за счет физической и хемосорбцонной связи, а армирование стеклянным и базальтовым волокнами обеспечивает дополнительное повышение этих характеристик на 28-32 %.

На основе результатов исследований определены состав и концентрация наполнителей защитного покрытия. Материал с высокими тиксотропными характеристиками содержит полидисперсный наполнитель: в качестве основного наполнителя использован Al2O3 концентрацией 30-40 мас.ч. на 100 мас.ч. матрицы и дисперсностью 100 мкм, а в созданную им пространственную сетку вводится дополнительно 2-4 мас.ч. ?-аминопропилаэросила, дисперсностью 8-10 мкм.

На основе результатов исследований созданы новые многослойные износостойкие полимеркомпозиционные покрытия (ПКП), которые характеризуются улучшенными эксплуатационными характеристиками и технологичностью нанесения на бесконтактные уплотняющие элементы магистральных газотранспортных насосов и рефлекторы параболических антенн. Общий экономический эффект от внедрения защитных покрытий на уплотняющие элементы центробежных насосов в Гусятинской КС-38Б в 2001 году составил 80тыс. 364 грн., а за первый квартал 2002 года - 27 тыс. 405 грн.; экономический эффект благодаря нанесению ПКП на рефлекторы антенн в НДВП “Проминь” на протяжении 2000-2002 годов составил 39 тыс. 280 грн.

Ключевые слова: эпоксидная матрица, изотермическая обработка, структурирование, ультразвуковая обработка, полимеркомпозиционное покрытие.



SUMMARY

Mikitishin A. Creation of the technology and research parameters for forming epoxide reinforced composite products. - Manuscript.

Dissertation for a Candidate degree in Technical Sciences in speciality 05.17.06 -technology of polymer and composition materials, National University "Lvivska politechnika", Lviv, 2002.

The thesis deals with the development of new technological basis of forming epoxide resin products. The possibility of improving the operation characteristics due to the additional isothermal and ultrasound treatment is shown on the example of introduction metal oxides dispersion, glass and basalt fiber into the epoxide matrix. It improved the operation characteristics of composite material as compared with those local and foreign ones. Kinetic dependencies of structure formation are studied using the method of infrared and electronic paramagnetic resonance spectropy and the developed device for the determination of the dynamic mechanical characteristics of the composite materials. Basing on these result the regimes of isothermal treatment are suggested. It was found that ultrasound treatment of the composite effects the acceleration of lacing and improving the physical-mechanical, thermophysical and reological properties of the final materials.

Basing on the carried out investigations new multiplayer composite materials for the corrosion protection and raising the wear-resistance of pump sealing of the main gas pipelines as well as the parabolic reflector aerial, were created and applied.

Key words: epoxide matrix, isothermal treatment, structure formation, ultrasound treatment, polimer-composite resist.

Размещено на Allbest.ru

...