Повышение прочностных характеристик однонаправленных базальтопластиков модификацией эпоксидного связующего силикатными наночастицами

• Автор: Васильева, Алина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 ПРОЧНОСТЬ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

ФОРМИРОВАНИЯ

1.1 Влияние технологических факторов на формирование прочности однонаправленных полимерных композиционных материалов
1.2 Физико-химические основы формирования прочности однонаправленных полимерных композиционных материалов
1.3 Механические аспекты формирования прочности однонаправленных полимерных композиционных материалов

1.4 Полимерные композиционные материалы на основе стеклянных и базальтовых волокон

1.5 Развитие структурной поврежденности в однонаправленных композитах в процессе эксплуатации
1.6 Способы и методы регулирования структуры эпоксидных матриц с целью повышения вязкости разрушения

1.6.1 Модификация эпоксидных связующих наночастицами

1.6.2 Модифицирующие наночастицы
1.7 Вывод по главе
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Описание объектов исследования
2.1.1 Эпоксидное связующее ЭДИ
2.1.2 Армирующий наполнитель
2.1.3.1 Базальтовый ровингРБН 14-2400С
2.1.4 Наномодификаторы
2.2 Методы исследования связующего
2.2.1 Оптическая и электронная микроскопия
2.2.2 Определение седиментационной устойчивости наночастиц в объеме связующего

2.2.3 Определение технологических характеристик
2.2.4 ИК-спектроскопия
2.2.5 Определение физико-механических свойств отвержденного связующего
2.2.5.1 Определение ударной вязкости по Шарпи
2.2.5.2 Испытание на статистический изгиб
2.2.5.3 Испытание на сжатие
2.2.5.4 Испытание на растяжение
2.2.5.5 Испытание на трещиностойкость
2.2.6 Динамический механический анализ
2.3 Методы исследования микропластиков и базальтопластиков
2.3.1 Метод изготовления микропластиков
2.3.2 Испытание на межслоевой сдвиг
2.3.3 Определение прочности на растяжение микропластиков
2.3.4 Испытание на продольный изгиб
2.3.5 Испытание на поперечный изгиб
2.3.6 Испытание на прочность при срезе поперек волокон
2.4 Статистическая обработка экспериментальных данных
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛИКАТНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО И МИКРОПЛАСТИКОВ ИЗ БАЗАЛЬТОВОГО РОВИНГА НА ЕГО ОСНОВЕ
3.1 Исследование совмещения силикатных наночастиц Таркосил с компонентами эпоксидного связующего
3.2 Исследование влияния силикатных наночастиц Таркосил на технологические свойства эпоксидного связующего
3.3 Спектроскопическое исследование взаимодействия наночастиц с эпоксидным связующим
3.4 Исследование физико-механических свойств наполненной силикатными наночастицами эпоксидной матрицы

3.5 Влияние наномодификации эпоксидного связующего на прочностные характеристики микропластика
3.6 Исследование влияния наночастиц на вязко-упругие свойства связующего методом ДМА
3.7 Выводы по главе
4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОМОДИФИ1ДИРОВАIIIЮГО ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО В ПРОИЗВОДСТВЕ
БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВЫХ СТЕРЖНЕЙ
4.1 Технология производства базальтопластиковых стержней на основе модифицированного эпоксидного связующего
4.2 Исследование физико-механических свойств базальтопластика на
основе наномодифицированного эпоксидного связующего
4.3 Сравнение физико-механических свойств изготовленных стержней
на основе исходного и модифицированного связующего
4.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложения

териала. Основным недостатком процесса пластификации является высокая летучесть низкомолекулярных пластификаторов, выпотевающих на поверхность изделия и сокращающих срок эксплуатации.
7) Термическая обработка полимеров - оптимизация температурновременного режима формирования структуры полимера. Происходит реорганизация надмолекулярной структуры полимеров, а во время выдержки на определенной температурной ступени происходит релаксация внутренних напряжений.
Модификация эпоксидных связующих термостойкими полимерами и олигомерами является перспективным способом повышения их термо- и теплостойкости. Автор [74] получил материал с повышенной теплостойкостью, используя в качестве модификатора силоксаны, алкоксисиланы, аминоалкоксисиланы и олигоорга-носилоксаны. Силоксаны повышают теплостойкость на 30—55 % и снижают горючесть эпоксидной композиции. Термостойкие эпоксидные композиции получают при взаимодействии эпоксидной трифенольной смолы с отвердителем м-фенилендиамином, триэтаноламинтитанатом и другими отвердителями, а также при введении в эпоксидную смолу диимида на основе ангидрида тримеллитовой кислоты или на основе диан-гидрида 2,2-бис (п-триметиллитоксифенил пропана). В результате авторы добились повышения теплостойкости отвержденных эпоксидных композиций до 180-200 °С.
С целью повышения химической стойкости эпоксидных матриц, в частности, в щелочных средах, авторами предложено [75] наполнить введением бифункционального фурансодержащего модификатора без существенного увеличения условной вязкости.
Авторы [76, 77] использовали жидкие полиуретановые, бутадиеновые, бута-диено-крилонитрильные каучуки в качестве модификаторов эпоксидных олигомеров и получили на их основе композиции с повышенной ударной прочностью, высокой стойкостью к температурным перепадам и действию динамических нагрузок.
В патенте [78] получен жидкий олигомер на основе дицианового эфира дифенилпропана, разработанный термической циклотримеризацией 2,2-бис(4-цианатофенил)пропана в присутствии модификатора полисульфидного каучука тиокол И-НТ. Модифицированный олигомер может использоваться в каче-