Виявлення закономірностей впливу структури і розмірів зовнішніх поверхневих шарів навколо часток наповнювача, залежно від їх вмісту, дисперсності і фізичної природи. Характеристика епоксидних композитних матеріалів, оптимізування складу епоксикомпозитів.
Аннотация к работе
Використовуючи сучасні фізико-хімічні методи дослідження, а саме калориметричні (ДТА, ТКЛР), електронного парамагнітного резонансу, ядерного магнітного резонансу, порушеного повного внутрішнього віддзеркалення, дослідження танґенса кута діелектричних втрат, можна вивчати кінетику утворення структури полімерної матриці та зовнішніх поверхневих шарів навколо наповнювача, визначити їх густину і протяжність. Мета дисертаційної роботи - виявити закономірності впливу структури і розмірів зовнішніх поверхневих шарів навколо часток наповнювача, залежно від їх вмісту, дисперсності і фізичної природи, на експлуатаційні характеристики епоксидних композитних матеріалів, а також оптимізувати склад епоксикомпозитів і розробити нові захисні покриття на їх основі. Дослідити вплив наповнювачів різної фізичної природи та дисперсності, а також їх вмісту на характеристики структури (ступінь зшивання) і геометричні параметри (протяжність, площа поперечного перерізу) зовнішніх поверхневих шарів. Методи дослідження - розроблено новий метод оптичного аналізу геометричних розмірів та характеристик структури зовнішніх поверхневих шарів у композитних матеріалах; використано відомі методи дослідження фізико-механічних властивостей композитних матеріалів - руйнівного напруження (ГОСТ 4648-71), модуля пружності при згинанні (ГОСТ 9550-81), залишкових напружень, ударної вязкості (ГОСТ 4765-73), а також теплостійкості (ГОСТ 21341-75). Наукова новизна одержаних результатів: - досліджено вплив активності наповнювача, що визначається його фізичною природою, на швидкість утворення та обєм зовнішніх поверхневих шарів при формуванні епоксикомпозитів і встановлено, що введення наповнювачів феромагнітної природи (на відміну від парата діамагнетиків) приводить до формування зовнішніх поверхневих шарів з високим ступенем зшивання та значною протяжністю і забезпечує утворення матеріалів з поліпшеними фізико-механічними властивостями;Показано, що властивості КМ суттєво залежать від хімічної активності поверхні наповнювача, яка визначає перебіг фізико-хімічної взаємодії на межі поділу фаз. Внаслідок такої взаємодії навколо поверхні наповнювача формуються зовнішні поверхневі шари (ЗПШ), властивості яких відрізняються від властивостей полімера у обємі і певною мірою визначають експлуатаційні характеристики композитів. Для зміцнення та надання композитам заданих властивостей як наповнювачі використано порошки з дисперсністю від 40 до 120 мкм з феро-(ферит марки 1500НМ3, коричневий шлам), пара-(карбід бору, оксид міді) та діамагнітними властивостями (карбід кремнію, оксид алюмінію), яким притаманні ще й висока міцність, твердість і високий модуль пружності. У роботі використано відомі стандартизовані та нові спеціально розроблені методи визначення геометричних параметрів наповнювача, дослідження міжфазової взаємодії у процесі структуроутворення КМ, дослідження геометричних параметрів і структурних характеристик ЗПШ у матриці навколо наповнювачів, визначення залишкових напружень у матеріалах, а також показників фізико-механічних властивостей. Додатково встановлено, що дисперсні частки фериту забезпечують утворення у композитах ЗПШ з найменшими відносними середніми показниками інтенсивності кольору після ? = 300 хв. тверднення, порівняно з КМ, наповненими карбідами кремнію та бору (для композитів з феритом - Іш0,5 /Ім = 0,72, в той час як для композитів з карбідом кремнію - Іш0,5 /Ім = 0,84, а для композитів з карбідом бору - Іш0,5 /Ім = 0,81).У результаті проведених досліджень вирішено важливе науково-технічне завдання - створено епоксикомпозити і покриття на їх основі з підвищеними експлуатаційними характеристиками внаслідок керування кінетикою формування зовнішніх поверхневих шарів на межі поділу фаз, залежно від фізичної природи і вмісту наповнювача. За допомогою розробленого методу оптичного аналізу геометричних розмірів та характеристик структури зовнішніх поверхневих шарів у композитних матеріалах досліджено структуру зовнішніх поверхневих шарів і визначено їх геометричні розміри та характеристики, що дозволило керувати процесом структуроутворення матеріалу навколо наповнювачів при формуванні композитів, а, відповідно, і їх властивостями. Вперше розробленим методом оптичного аналізу геометричних розмірів та характеристик структури зовнішніх поверхневих шарів у композитних матерілах досліджено обєм зовнішніх поверхневих шарів навколо наповнювачів на межі поділу фаз. Встановлено, що зовнішні поверхневі шари найменшого розміру (0,14...0,37) утворюються після 300 хв. тверднення у матеріалах, наповнених діамагнетиком карбідом кремнію. Вперше з використанням диференційних операторів І-го порядку за зміною диверґенції яскравості досліджено кінетику формування у композиті зовнішніх поверхневих шарів, визначено їх протяжність і ступінь зшивання.