Визначення впливу наповнювача на властивості конструкційних термостійких полімерних композиційних матеріалів на основі фенілону С1
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243100Ключові слова:
фенілон С1, силікагель, теплостійкість композиту, температура переробки, фізико-механічні властивості, температура деструкціїАнотація
Проведені лабораторні дослідження фізико-механічних та теплофізичних властивостей розроблених композитних матеріалів на основі фенілону С1 наповненого силікагелем. Конструкційні пластики завдяки високій хімічній та зносостійкості, достатньому рівню фізико-механічних та теплофізичних властивостей здатні значно покращити технічні характеристики машин і механізмів. Проте, деякі конструкційні пластики, зокрема й фенілон С1, мають вагомий недолік – вузький інтервал температур їх переробки, що призводить до ускладнення технологічного обладнання та підвищення собівартості одержаної продукції. Встановлено, що вдосконалення технологічного процесу переробки вихідного композитного матеріалу в готові вироби можна досягти шляхом введення наповнювачів.
Встановлено закономірності впливу вмісту силікагелю на рівень теплофізичних та фізико-механічних властивостей полімерно-композитних матеріалів на основі фенілону С1. Виявлено, що введення силікагелю у фенілон С1 призводить до підвищення напруження при межі текучості та модуля пружності при стисканні, у порівнянні з вихідним матеріалом, на 6,3 % і 13,3 % відповідно. Встановлено, що теплостійкість наповненого композиту збільшується на 11,6 % при зменшенні теплового лінійного розширення на 10–20 %, в залежності від вмісту наповнювача.
Виявлено, що із збільшенням концентрації силікагелю у полімерній матриці температура початку активної деструкції зміщується у сторону більших температур. При наповненні 30 мас. % ця температура досягає 375 °С, що збільшує інтервал температур переробки розробленого матеріалу на 25 °С.
Одержані результати дозволяють оптимізувати систему допусків та посадок деталей, виготовлених з полімерно-композитних матеріалів, спростити технологію їх виготовлення, і як результат, зменшити їх собівартість
Посилання
- Key enabling technologies. Available at: https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/research-area/industrial-technologies/industrial-research-strategy-key-enabling-technologies_en
- Kostornov, A. G. (2002). Materialovedenie dispersnyh i poristyh metallov i splavov. Kyiv: Naukova kniga, 540.
- Kholkhoev, B. C., Bardakova, K. N., Minaev, N. V., Kupriyanova, O. S., Gorenskaia, E. N., Zharikova, T. M. et. al. (2019). Robust thermostable polymer composition based on poly[N,N′-(1,3-phenylene)isophthalamide] and 3,3-bis(4-acrylamidophenyl)phthalide for laser 3D printing. Mendeleev Communications, 29 (2), 223–225. doi: https://doi.org/10.1016/j.mencom.2019.03.037
- González-Díaz, M. O., Cetina-Mancilla, E., Sulub-Sulub, R., Montes-Luna, A., Olvera, L. I., Zolotukhin, M. G. et. al. (2020). Novel fluorinated aromatic polymers with ether-bond-free aryl backbones for pure and mixed gas separation. Journal of Membrane Science, 606, 118114. doi: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118114
- Dong, F., Hou, G., Cao, F., Yan, F., Liu, L., Wang, J. (2016). The lubricity and reinforcement of carbon fibers in polyimide at high temperatures. Tribology International, 101, 291–300. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2016.04.035
- Kobets, A. S., Derkach, О. D., Kabat, O. S., Volovyk, I. A., Kovalenko, V. L., Kotok, V. A., Verbitskiy, V. V. (2020). Investigation friction and wear of constructional plastics based on aromatic polyamide. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 15 (10), 1189–1195.
- Nelson, U. E.; Malkina, A. Ya. (Ed.) (1979). Tekhnologiya plastmass na osnove poliamidov. Moscow: Himiya, 256.
- Kurta, S. A. (2012). Napovniuvachi – syntez, vlastyvosti ta vykorystannia. Ivano-Frankivsk: Vyd-vo Prykarpat. nats. un-tu im. V. Stefanyka, 296.
- Sanjay, K., Sreedhar, I., Chetan, M. (2021). Molecular dynamics simulation of polyamide-based materials – A review. Computational Materials Science, 200, 110853. doi: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2021.110853
- Dhaduti, S. C., Sarganachari, S. G., Patil, A. Y., Khan, A. (2021). Tribological Behaviour of Glass Fiber Reinforced Polyamide Gears. Vegetable Fiber Composites and Their Technological Applications, 339–350. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-16-1854-3_15
- Krasinskyi, V., Suberlyak, O., Sikora, J., Zemke, V. (2021). Nanocomposites based on polyamide-6 and montmorillonite intercalated with polyvinylpyrrolidone. Polymer-Plastics Technology and Materials, 1–15. doi: https://doi.org/10.1080/25740881.2021.1924201
- Kabat, O., Sytar, V., Sukhyy, K. (2018). Antifrictional Polymer Composites Based on Aromatic Polyamide and Carbon Black. Chemistry & Chemical Technology, 12 (3), 326–330. doi: https://doi.org/10.23939/chcht12.03.326
- Burya, A. I., Safonova, A. M., Rula, I. V. (2012). Influence of metal-containing carbon fibers on the properties of carbon-filled plastics based on aromatic polyamide. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 85 (4), 943–949. doi: https://doi.org/10.1007/s10891-012-0734-6
- Ayler, R. (1982). Himiya kremnezema. Moscow: Mir, 1127.
- Tokar, A. V., Kabat, O. S. (2020). The quantum-chemical investigation of intermolecular interactions in complex systems «polyamide-silica gel». Journal of chemistry and technologies, 28 (2), 194–201. doi: https://doi.org/10.15421/082021
- Tokar, A., Kabat, O., Chigvintseva, O., Belošević, S. (2021). Intermolecular Interactions in Complex Systems “Polyamide-Silica Gel”: The Quantum-Chemical Interpretation. Lecture Notes in Networks and Systems, 875–882. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-75275-0_96
- Kabat, O. S., Heti, K. V., Kovalenko, I. L., Dudka, A. М. (2019). Fillers on the silica base for polymer composites of constructional purpose. Journal of chemistry and technologies, 27 (2), 247–254. doi: https://doi.org/10.15421/081925
- Mihaylin, Yu. A. (2006). Termoustoychivye polimery i polimernye materialy. Sankt-Peterburg: Professiya, 624.
- Shabanian, M., Hajibeygi, M., Roohani, M. (2015). Synthesis of a novel CNT/polyamide composite containing phosphine oxide groups and its flame retardancy and thermal properties. New Carbon Materials, 30 (5), 397–403. doi: https://doi.org/10.1016/s1872-5805(15)60199-8
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Oleh Kabat, Dmytro Makarenko, Oleksii Derkach, Yevhen Muranov
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.
