Міцність та хімрезістентність композитів на базі епоксидної смоли, наповненої гіпсом у вихідній та водо-отвердженій формах

Автор(и)

  • Dmitro Starokadomsky Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України вул. Генерала Наумова, 17, м. Київ, Україна, 03164, Україна https://orcid.org/0000-0001-7361-663X
  • Dmitry Rassokhin Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555, Україна https://orcid.org/0000-0002-3479-9485
  • Anatoly Ishchenko Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555, Україна https://orcid.org/0000-0002-6189-7830
  • Nadia Sigareva Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України вул. Генерала Наумова, 17, м. Київ, Україна, 03164, Україна https://orcid.org/0000-0002-7196-6115
  • Maria Reshetnyk Національний науково-природничий музей Національної академії наук України вул. Богдана Хмельницького, 15, м. Київ, Україна, 01601, Україна https://orcid.org/0000-0002-5067-7728

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214399

Ключові слова:

епоксидний композит, гіпс, мікротвердість, хімстійкість, термо-зміцнення, міцність, морфологія, затвердження

Анотація

Представлені результати дослідження епоксидних композицій з гіпсом, узятим у вигляді дисперсних порошків в початковому і водо-затверділому стані. Показано, як саме введення 50 мас. % добавки гіпсу впливає на міцність, хімстійкість і морфологію композитів.

При звичайній термообробці (60–110 °С) композитів максимальна напруга при стискуванні σм і модуль пружності при стисканні Ес, а також стійкість до стирання знижуються після введення гіпсів (обох типів). У той же час після жорсткого прогріву 250–260 °С композитів модуль пружності Ес підвищується. Також підвищується і максимальна напруга при стискуванні σм. Те ж – для стійкості до стирання, яка після 250 °С зростає особливо помітно.

Мікротвердість після наповнення схильна до підвищення, однак крихкість епокси-гіпсових композитів не дозволяє виміряти її при зануреннях пуансона (сталева півсфера) понад 20 мкм. Але після термообробки 250–260 °С  навпаки – ненаповнений полімер стає крихким, тоді як наповнені – пластифікуються, показуючи високу мікротвердість при значних (30–50 мкм) зануреннях.

Композити з гіпсом, на відміну від ненаповненого, в ацетоні не розпадаються і зберігають цілісність при будь-якому часі витримки (до 75 діб і далі). При цьому композит із гіпсом, як наповнювачем, має менше набухання в ацетоні, ніж гіпс. Згідно з даними атомно-силової (АСМ) мікроскопії, морфологія композитів ненаповненого та з гіпсом відрізняється. Гіпс формує композит з більш кристалічною структурою наповнювача. Морфологія відображає розподіл інертних частинок; для ненаповненого композиту (Н-композит), де видно лише пори на тлі порівняно гладкого рельєфу. Введення гіпсу в епоксидну смолу змінює консистенцію композиції і морфологію композитів, яка також залежить від типу гіпсу (вихідний напівводяний або затверділий двохводний

Біографії авторів

Dmitro Starokadomsky, Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України вул. Генерала Наумова, 17, м. Київ, Україна, 03164

Кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник

Відділ композиційних матеріалів № 5

Dmitry Rassokhin, Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механічного обладнання заводів чорної металургії

Anatoly Ishchenko, Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555

Доктор технічних наук, професор

Кафедра механічного обладнання заводів чорної металургії

Nadia Sigareva, Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України вул. Генерала Наумова, 17, м. Київ, Україна, 03164

Провідний інженер

Відділ композиційних матеріалів № 5

 

Maria Reshetnyk, Національний науково-природничий музей Національної академії наук України вул. Богдана Хмельницького, 15, м. Київ, Україна, 01601

Кандидат геологічних наук, старший науковий співробітник

Геологічний відділ

Посилання

  1. Belov, V. V., Bur'yanov, A. F., Yakovlev, G. I. et. al. (2012). Modifikatsiya struktury i svoystv stroitel'nyh kompozitov na osnove sul'fata kal'tsiya. Moscow, 196. Available at: http://www.rosgips.ru/images/doc/sulfat_kaltsia.pdf
  2. Volzhenskiy, A. V. (1986). Mineral'nye vyazhushchie veshchestva. Moscow, 464.
  3. Starokadomsky, D. L. (2018). Physic-mechanical properties and nano-microstructure of epoxy-composites with cement, chаlk and gypsum. Kompozity i Nanostruktury, 10 (1 (37)), 39–51. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35085460
  4. Starokadomsky, D. L., Ishenko, A. A. (2019). Epoxy Composites Filled with Gypsum (Alabaster G-5): Possible Ways for Strengthening, Stabilization, and Structuration. Composite Materials for Industry, Electronics, and the Environment, 25–44. doi: https://doi.org/10.1201/9780429457937-2
  5. Starokadomskiy, D. L. (2015). Kompozity epoksipolimera s 50 mac.% gipsa, tsementa i mela: otsenka fiziko-mehanicheskih svoystv, himicheskoy stoykosti i mikrostruktury. Visnyk Ukrainskoho materialoznavchoho tovarystva, 1 (8), 84–98. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/125446/13-StarokadomskyNEW.pdf?sequence=1
  6. Starokadomsky, D. (2019). Microfilled Epoxy-Composites, Capable of Thermo-Hardening and Thermo-Plasticization After Hard Heating (200-300 ОC) - For “in-FieldOffroad” Use in Bio-, Agro-, Medservice. Biomedical Journal of Scientific & Technical Research, 19 (1). doi: https://doi.org/10.26717/bjstr.2019.19.003257
  7. Starokadomsky, D. L., Ischenko, A. A., Rassokhin, D. A., Reshetnyk, M. N. (2019). Epoxy composites for equipment repair with 50 wt% silicon carbide, titanium nitride, cement, gypsum: effects of heat strengthening, strength/durability, morphology, comparison with European commercial analogues. Kompozity i nanostruktury, 11 (2 (42)), 85–93.
  8. Davidenko, V. E., Nesterov, A. A., Lebedev, E. V. (2005). Relaksatsionnoe povedenie kompozitsiy, soderzhashchih strukturiruyushchiysya napolnitel' (gips). Polimerniy Zhurnal, 27 (3), 139–142.
  9. Carvalho, M. A., Calil Júnior, C., Savastano Junior, H., Tubino, R., Carvalho, M. T. (2008). Microstructure and mechanical properties of gypsum composites reinforced with recycled cellulose pulp. Materials Research, 11 (4), 391–397. doi: https://doi.org/10.1590/s1516-14392008000400002
  10. Morales-Conde, M. J., Rodríguez-Liñán, C., Pedreño-Rojas, M. A. (2016). Physical and mechanical properties of wood-gypsum composites from demolition material in rehabilitation works. Construction and Building Materials, 114, 6–14. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.137
  11. Gomes, C. E. M., Sousa, A. K. D., Araujo, M. E. da S. O., Ferreira, S. B., Fontanini, P. (2019). Mechanical and Microstructural Properties of Redispersible Polymer-Gypsum Composites. Materials Research, 22 (3). doi: https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2018-0119
  12. Najim, S. A. Y. T. S., Abdulhussein, A. A. (2011). Physical and Mechanical Properties of PVAc-Gypsum Composite. Al-Mustansiriyah Journal of Science, 22 (4), 175–187.
  13. Sakthieswaran, N., Sophia, M. (2018). Effect of superplasticizers on the properties of latex modified gypsum plaster. Construction and Building Materials, 179, 675–691. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.150
  14. Çolak, A. (2006). Physical and mechanical properties of polymer-plaster composites. Materials Letters, 60 (16), 1977–1982. doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.12.062
  15. Gutiérrez-González, S., Gadea, J., Rodríguez, A., Blanco-Varela, M. T., Calderón, V. (2012). Compatibility between gypsum and polyamide powder waste to produce lightweight plaster with enhanced thermal properties. Construction and Building Materials, 34, 179–185. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.02.061
  16. Pundir, A., Garg, M., Singh, R. (2015). Evaluation of properties of gypsum plaster-superplasticizer blends of improved performance. Journal of Building Engineering, 4, 223–230. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2015.09.012
  17. Matveeva, L., Pakhtinov, V., Tikhonov, Y. (2019). Study of micromycete destructive power in gypsum and polymeric binding composite construction materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 687, 022031. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/687/2/022031

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Starokadomsky, D., Rassokhin, D., Ishchenko, A., Sigareva, N., & Reshetnyk, M. (2020). Міцність та хімрезістентність композитів на базі епоксидної смоли, наповненої гіпсом у вихідній та водо-отвердженій формах. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (107), 73–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214399

Номер

Том 5 № 12 (107) (2020): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Dmitro Starokadomsky, Dmitry Rassokhin, Anatoly Ishchenko, Nadia Sigareva, Maria Reshetnyk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.