Наукові і технологічні основи створення та керованого функціонування епоксидних композитів з різним ступенем наповнення - Автореферат

Епоксидні композиційні матеріали (ЕКМ) та покриття на їх основі набули широкого застосування у світовій практиці для захисту технологічного устаткування, деталей машин і механізмів від зношування, корозії, перепадів температур в умовах сухого фрикційного контакту або впливу гідроабразивних середовищ. Розробка механізмів введення структурно-активних модифікаторів і наповнювачів при додатковій обробці інгредієнтів системи і композицій в цілому фізичними полями (ультразвукова, ультрафіолетова, високотемпературна обробки тощо) дозволить виділити принципи поєднання складових в усьому діапазоні можливого дисперсного наповнення епоксиполімерної матриці від мінімального до її перебування у стані тонких граничних шарів. Тому розробка наукових і технологічних основ вибору та поєднання структурних складових ЕКМ в усьому діапазоні можливого наповнення системи, дослідження закономірностей структуроутворення, механізмів і кінетики процесів формування границь розділу, визначення основних факторів, що дозволяють керувати цими процесами, з метою направленого досягнення комплексу оптимальних характеристик є актуальною науковою та прикладною проблемою. Дослідження фізико-механічних властивостей матеріалів проводили з використанням методик визначення адгезійної міцності, внутрішніх напружень, ударної міцності та вязкості, модуля пружності, міцності при стисканні та згинанні, твердості. У друкованих працях, опублікованих у співавторстві, автору належить таке: експериментально досліджено і теоретично обґрунтовано вплив структурного [10, 47] та фізичного [16, 21, 24, 27] модифікування епоксидних композицій на властивості отриманих матеріалів, встановлено закономірності впливу природи порошкових і волокнистих наповнювачів на процеси структуроутворення та властивості ЕКМ [25, 53], запропоновано методику обробки мікрошліфів на основі епоксидних композицій для оптимізації результатів мікроструктурних досліджень [7, 18], шляхом застосування методів математичного планування експериментально визначено оптимальний склад модифікованих мультинаповнених епоксидних композитів з різним ступенем дисперсного наповнення [19, 22, 33], проведена комплексна оцінка реологічних, фізико-механічних та теплофізичних властивостей ЕКМ-систем з різним ступенем наповнення [9, 12, 23, 28, 48], оптимізовано процес керованого функціонування ЕКМ-систем в умовах триботехнічного впливу [8, 13, 17, 20, 36, 51], охарактеризовано експлуатаційні властивості модифікованих мультинаповнених епоксидних композицій [14, 23, 30, 31, 34, 35], оптимізовано і обґрунтовано технологічні умови отримання ЕКМ-систем [11, 15, 19, 29, 52, 54], запропоновано методи й шляхи підвищення функціональних характеристик ЕКМ-систем [32, 45, 46, 56] та регулювання їх структури й властивостей [26, 55], захищено патентами на винаходи й корисні моделі оптимізовані склади композицій та способи отримання виробів із них [37-44].Для дослідження молекулярної взаємодії при структуроутворенні полімеркомпозитів, а також для виявлення впливу наповнювачів на хімічні і структурні перетворення у полімері на межі поділу фаз використано метод ІЧ-спектроскопії. На основі узагальнених результатів експериментальних досліджень сформульовано принципи створення та оцінки мультинаповнених композиційних матеріалів на епоксиполімерній основі: забезпечення цілісності системи, єдності структурних та функціональних складових ЕКМ; забезпечення термодинамічної, механічної та кінетичної сумісності інгредієнтів полімернаповненої композиційної системи; врахування ефекту самоорганізації; формування запасу міцності при створенні матеріалу, що реалізується в умовах тривалої експлуатації; забезпечення оптимального ступеня наповнення варіюванням степеня дисперсності та природи інгредієнтів. Виділено пять основних рівнів взаємодії в ЕКМ-системі: епоксидний олігомер - зшиваючий агент-твердник; епоксидний олігомер - модифікатор - твердник; епоксидний олігомер - модифікатор - твердник - наповнювач; епоксидний олігомер - модифікатор - твердник - мультинаповнювач (з додатковим акцентом на взаємодію між наповнювачами); епоксидний олігомер - модифікатор - твердник - мультинаповнювач - розчинник. Цей показник відображає забезпечення необхідної термодинамічної, кінетичної та механічної сумісності інгредієнтів системи, досягнення максимальної фізико-хімічної взаємодії на межі розділу звязуюче-наповнювачі та однорідності в макрообємі композиту, мінімізації дефектів структури тощо. При дослідженні структурованості ЕКМ за ступенем зшивання сітки звязуючого було встановлено низку закономірностей: зі збільшенням кількості наповнювача понад 2-5 мас. ч. вказана характеристика монотонно знижується за рахунок зменшення сегментної рухливості ланок полімерного ланцюга; у діапазоні незначного та середнього наповнення ця характеристика малочутлива до природи наповнювачів; кількість гель-фракцій у системі достатньо чутлива до зовнішнього енергетичного впливу.Розвязання наукової проблеми полягає у дослідженні властивостей і науково обґрунтованому керуванні п

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ