Исследование стабильности полимерных композитов на основе эпоксидной матрицы и астраленов при воздействии повышенных температур

Введение. Рассмотрен один из способов совершенствования эксплуатационных характеристик изделий на основе полимерных композитов с эпоксидной матрицей за счет улучшения показателей их термостойкости и прочности путем введения модификаторов.

Постановка задачи. Задачей данного исследования является сравнение показателей термостойкости эпоксидных материалов гомогенного исполнения с составами, улучшенными посредством наполнения углеродными наноструктурами.

Теоретическая часть. В качестве базовой информации проведен выбор модифицирующих материалов, подбор оптимального состава связующего на основе эпоксидной смолы, низкомолекулярного отвердителя, пластификатора и наполнителя; отработана технология введения модификаторов в структуру эпоксидной матрицы. С помощью термогравиметрических и дифференциально-термических исследований проведен анализ изменения температур начала и конца термического эффекта, температуры максимального термического эффекта, амплитудного значения и ширины пика эффекта, индекса его формы, потерь массы нагреваемых образцов в зависимости от их рецептуры.

Выводы. Результаты исследования свидетельствуют о возможности использования эпоксидных смол, наполненных порошкообразными наноструктурами углерода, в различных сферах производства в связи с положительным влиянием аддитивов на показатели термической устойчивости.

1. Физико-механическая монолитность структуры и свойства высокопрочных полимерных композиционных материалов / И. Д. Симонов-Емельянов, Н. В. Апексимов, А. Н. Трофимов [и др.] // Конструкции из композиционных материалов. — 2019. — № 2 (154). — С. 30-36.

2. Вороширин, А. С. Полимерные материалы на основе эпоксидных смол / А. С. Вороширин // Современные технологии в образовании и промышленности: от теории к практике : сб. матер. II Внутривуз. науч.-практ. конф. — Стерлитамак : Изд-во Уфим. гос. нефт. тех. ун-та, 2018. — С. 118-119.

3. Ушков, В. А. Горючесть эпоксидных полимеров / В. А Ушков, Л. С. Григорьева, В. В. Абрамов // Вестник Московского государственного строительного университета. — 2011. — № 1. — С. 352-356.

4. ГОСТ Р 56211-2014 Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия : Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. — Москва : Стандартинформ, 2015. — URL : http://docs.cntd.ru/document/1200115430 (дата обращения : 20.10.2020).

5. ТУ 6-02-1099-83 Полиэтиленполиамины дистиллированные : Российское энергетическое агентство. — Москва : Стандартинформ, 1984. — 63 с. — URL : http://nd.gostinfo.ru/document/3308397.aspx (дата обращения : 20.10.2020).

6. Гришанов, А. А. Свойства композитов на основе эпоксидной алифатической смолы ДЭГ-1 / А. А. Гришанов // Клеи. Герметики. Технологии. — 2013. — № 6. — С. 11-14.

7. Полиэдральные многослойные углеродные наночастицы фуллероидного типа : патент 2196731 Рос. Федерация : C01B 31/02 / А. Н. Пономарев, В. А. Никитин. — № 2000124887/12 ; заявл. 2000.09.21 ; опубл. 2003.01.20. — URL : https://yandex.ru/patents/doc/RU2196731C220030120 (дата обращения : 20.10.2020).

8. Ивахнюк, Г. К. Тенденции развития производства наномодифицированных полимерных композитов в системах противопожарной защиты транспортных объектов / Г. К. Ивахнюк, В. А. Борисова // Актуальные проблемы и тенденции развития техносферной безопасности в нефтегазовой отрасли : матер. II междунар. науч.-практ. конф. — Уфа : Изд-во Уфим. гос. нефт. тех. ун-та, 2019. — С. 35-38.

9. Углеродные наночастицы структурные модификаторы и упрочнители полимеров и полимерных композитов / C. И. Ильченко, Г. М. Гуняев, В. М. Алексашин [и др.] // Авиационные материалы и технологии. — 2004. — № 2. — С. 36-54.

10. Введение нанопорошков и механические свойства материалов на основе эпоксидных смол / Т. Брусенцева, К. Зобов, А. Филиппов [и др.] // Наноиндустрия. — 2013. — № 3 (41). — С. 21-31.

11. ГОСТ Р 53293-2009. Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. — Москва : Стандартинформ, 2019. — URL : http://docs.cntd.ru/document/1200071912 (дата обращения : 20.10.2020).

12. Шаталова, Т. Б. Методы термического анализа : Методическая разработка / Т. Б Шаталова, О. А. Шляхтин, Е. М. Веряева. — Москва : Изд-во Мос. гос. ун-та им. Ломоносова, 2011. — 72 с. — URL : https://docplayer.ru/29389082-Metody-termicheskogo-analiza.html (дата обращения : 20.10.2020).

13. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : Справ. изд. в 2 кн. / А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук [и др.]. — Москва : Химия, 1990. — 496 с.

14. Мостовой, А. С. Разработка составов, технологии и опредление свойств микро- и нанонаполненных эпоксидных композитов функционального назначения : дис. ... канд. техн. наук / А. С. Мостовой. — Саратов, 2014. — 8 с.

15. Горюнов, В. А. Дифференциально-термический и термогравиметрический анализ термодеструкции полимерных материалов / В. А. Горюнов, А. И. Черников, А. М. Чуйков // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. — 2015. — Т. 1. — С. 154-157.