автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Армированный базальтовыми волокнами полимерный композиционный материал с повышенной тепло- и химической стойкостью

На правах рукописи

Зимин Дмитрий Евгеньевич

АРМИРОВАННЫЙ БАЗАЛЬТОВЫМИ ВОЛОКНАМИ ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ С ПОВЫШЕННОЙ ТЕПЛО- И ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТЬЮ

Специальность 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и

композитов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003470037

Бийск-2009

003470037

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Татаринцева Ольга Сергеевна

Официальные оппоненты доктор химических наук, профессор

Верещагин Александр Леонидович

кандидат технических наук, доцент Громов Александр Михайлович

Ведущая организация

Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Томский политехнический университет»

Защита состоится 15 июня 2009 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д. 212.004.08. при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова в Бийском технологическом институте (филиале) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бийского технологического института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

Автореферат разослан 14 мая 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Светлов С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования обусловлена необходимостью решения задач, поставленных перед многими отраслями промышленности, проблемой снижения металлопотребления. Среди этих задач разработка новых конструкционных материалов с высокими эксплуатационными свойствами играет решающую роль. Безусловно, что к таким материалам, прежде всего, следует отнести пластики - полимерные композиционные материалы (ПКМ), армированные различного вида волокнами. Присущие им свойства (высокая коррозионная и химическая стойкость, удельная прочность, ударопрочность, небольшое гидравлическое сопротивление и малая масса) во многих случаях позволяют заменить дерево, металл и др. Однако для изделий функционального назначения, в частности труб для транспортировки холодной и горячей воды, химических реагентов, углеводородов и продуктов их переработки, необходимы новые полимерные композиты с комплексом свойств, обеспечивающих технологичную переработку их в изделия и долговременную работу в экстремальных условиях. Успешная реализация больших потенциальных возможностей ПКМ в значительной степени зависит от выбора компонентов - полимерной матрицы и армирующего наполнителя.

Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ ИПХЭТ СО РАН, интеграционным проектом ОХНМ РАН по приоритетному направлению «Энерго- и ресурсосберегающие технологии», международным интеграционным проектом с HAH Беларуси «Развитие научных основ получения тонкого непрерывного волокна из горных пород» и грантом РФФИ № 05-08-17904.

Целью исследования является научное обоснование создания новых, армированных неорганическими волокнами, композиционных материалов с повышенной тепло- и химической стойкостью.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методики определения основных параметров волокон, связующих и композитов на их основе;

- провести экспериментально-теоретическую оценку основных технических параметров непрерывных волокон различной природы с выбором армирующего материала, наиболее полно отвечающего требованиям по термо- и химической стойкости;

- изучить характер изменения прочности армирующих силикатных волокон в процессе осуществления различных технологических операций при изготовлении ПКМ;

- разработать связующее, обеспечивающее эксплуатацию ПКМ на его основе при 100 %-й относительной влажности и температурах, не ниже 150 °С;

- исследовать процессы, проходящие на границе армирующий наполнитель

- полимерная матрица;

- экспериментально доказать возможность создания армированного силикатными волокнами пластика для работы в условиях повышенных температур и воздействия агрессивных сред.

Объект, предмет и методы исследования. Объектами исследования служили непрерывные силикатные волокна, полимерные матрицы, изготовленные из них композиционные материалы. Предметом исследования являлись физико-химические и термомеханические свойства исходных материалов и ПКМ. В работе использованы физические и химические методы исследования исходных веществ и композиционных материалов на их основе. Часть исследований выполнена с помощью устройств, разработанных автором.

Научная новизна заключается в применении совокупности методов и подходов, обеспечивших разработку полимерного композиционного материала с заданными свойствами. При этом впервые:

- получены новые экспериментальные данные о характере изменения прочности стеклянных и базальтовых волокон на различных стадиях изготовления пластика, позволяющие выбрать оптимальные технологические режимы, обеспечивающие заданные свойства конструкционным изделиям;

- расширены представления о влиянии химического состава стекла на устойчивость волокон в агрессивных средах и предложена формула для прогнозирования их кислотостойкости;

- предложено в качестве аппрета, повышающего термо- и химическую стойкость стеклянных волокон, новое борорганическое соединение - политриэфир резорцина и борной кислоты;

- разработана рецептура связующего с теплостойкостью выше 150 °С и реологическими характеристиками, позволяющими перерабатывать его в пластик при более низких по сравнению с традиционно используемыми для намотки эпоксидными связующими;

- с использованием данных термомеханического и диффузионно-сорбционного анализов экспериментально доказана возможность получения тепло- и химически стойкого композиционного материала на основе базальтового волокна и эпоксидной матрицы.

Практическая значимость и реализация работы. Разработаны аппаратура и методики ее использования для определения теплостойкости связующих, проведения прочностных испытаний элементарных волокон, изготовления микро- и однонаправленного пластика. Созданный полимерный композит на основе теплостойкого связующего и непрерывного базальтового волокна использован при изготовлении и гидростатических испытаниях (150 °С, 15 МПа)

базальтопластиковых труб в промышленных условиях на базе ООО «Ровинг» (г. Бийск), подтвердивших его высокие эксплуатационные свойства.

Апробация работы. Основные положения и результаты, составляющие содержание диссертационной работы, доложены и обсуждены на научных конференциях: V, VII и VIII Всероссийских научно-практических конференциях «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», (г. Белокуриха, 2005-2008 гг.), II Всероссийской научно-практической конференции молоды; ученых «Материалы и технологии XXI века», (г. Бийск, 2005 г.); XXV Юбилейной международной конференции и выставке «Композиционные материалы в промышленности» (г. Ялта, 2005 г.); III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии», (г. Томск, 2006 г.); I и II Всероссийских научно-технических конференциях молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов», (г. Бийск, 2006 и 2008 гг.); I и II Всероссийских научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Полимеры, композиционные материалы и наполнители для них» - «Полимер-2008», (г. Бийск, 2007, 2008 гг.); Í Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технология и оборудование химической, биологической и пищевой промышленности», (г. Бийск 2008 г.).

На защиту выносятся:

- обоснование выбора армирующего наполнителя для создания полимерного композита с повышенной тепло- и химической стойкостью;

- результаты исследования влияния химического состава горных пород на прочность и химическую устойчивость базальтовых непрерывных волокон, а также формула для прогнозирования их кислотостойкости;

- результаты экспериментальных исследований, позволившие выявить характер изменения прочностных свойств силикатных волокон на различных стадиях изготовления ПКМ;

- рецептура теплостойкого связующего, соотношение компонентов, функциональные зависимости, режимы отверждения, свойства;

результаты изучения устойчивости к агрессивным средам, термомеханических и диффузионно-сорбционных характеристик армированных силикатными волокнами полимерных композитов, обосновывающие возможность создания базальтопластика с повышенной тепло- и химической стойкостью.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 3 статьи в рекомендуемых ВАК изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов работы, списка литературы из 144 наименований, приложений. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, оценены научная новизна полученных результатов и их практическая значимость.

Первая глава содержит обзор литературы, в котором изложены сведения о направлениях работ и достигнутых результатах в области создания полимерных композиционных материалов, армированных волокнами.

За основу способа изготовления композитов выбрана технология намотки, с помощью которой можно получать изделия различной формы и размеров. Рассмотрены и проанализированы свойства армирующих волокон различной природы. С использованием этих данных для исследований были выбраны силикатные волокна, так как они в большей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к арматуре, применяющейся в современных конструкционных материалах, по прочности, химической стойкости, экологичности и технологичности. В обзоре показано, что из всего многообразия связующих, использующихся в России и за рубежом для приготовления армированных силикатными волокнами композитов, лучше всего подходят эпоксидные, обладающие необходимыми реологическими свойствами для переработки в изделия методом намотки и обеспечивающие им высокие прочностные характеристики.

Во второй главе описаны объекты и методы исследования. Приведены характеристики используемых в работе промышленных ровингов и комплексных нитей из стекла и базальта, эпоксидных связующих.

Представлены методики изготовления элементарных непрерывных волокон из расплавов горных пород, получения образцов микро- и однонаправленного пластиков.

В работе использованы методы дифференциально-термического, термогравиметрического, диффузионно-сорбционного и

динамического механического анализов, стандартные и разработанные методы определения прочностных характеристик объектов исследования, тепло- и химической стойкости, методы изучения смачиваемости и пропитки волокон полимерным связующим, адгезионной прочное!и между ними, условной и динамической вязкости, времени желатинизации и жизнеспособности связующих.

В третьей главе обсуждается выбор армирующего наполнителя для конструкционных пластиков, работающих в экстремальных условиях (высокая температура, агрессивная среда, механические нагрузки), исходя из экспериментально-теоретической оценки основных параметров силикатных волокон различной природы.

Наиболее термостойкими среди неорганических волокон считаются углеродные, однако, ввиду того, что стоимость их очень высока, в работе рассматривались стеклянные и базальтовые волокна.

Эксперименты, проведенные на стеклянном и базальтовом ровингах, выявили превосходство последнего по теплостойкости. Масса базальтового волокна практически не изменяется в интервале температур от 100 до 700 °С, в то время как стеклянное волокно теряет при нагревании свыше 500 °С до 4,5 % массы (таблица 1).

Таблица 1 - Термическая стойкость силикатных волокон

Волокно Остаточная масса волокна, %, после обработки при температуре, °С

100 200 300 400 500 600 700

Стеклянное 99,90 99,83 97,73 97,70 95,87 95,55 95,45

Базальтовое 99,99 99,86 99,57 99,60 99,60 99,60 99,60

Анализ данных, приведенных на рисунке 1, показывает, что прочность базальтовых волокон при нагреве до 400 °С снижается незначительно (менее чем на 15 %, тогда как стеклянного - на 50 %). Прочность базальтового волокна после термообработки при 600 °С в 4 раза превышает прочность стеклянного.

Температура, °С

Известно, что остаточные внутренние напряжения силикатных волокон в полимерных композитах снижают не только термостойкость, но и прочностные характеристики изделий. Для устранения этого недостатка, а также для снижения повреждения поверхности волокон в процессе производства композиционных материалов, уменьшения воздействия агрессивных сред, повышения адгезии связующего к волокну проводят его химическую обработку, используя вещества, называемые аппретами. В настоящей работе впервые опробовано в качестве аппрета борорганическое соединение - политриэфир резорцина и борной кислоты (1%-й раствор в этаноле).

Эксперименты показали, что термостойкость базальтовых волокон не зависит от химической обработки и находится на высоком уровне (потеря массы составляет 0,4 %). Стеклянные же волокна после аппретирования приобретают термостойкость, сравнимую с базальтовыми. О положительном влиянии аппретирования на термостойкость стеклянных волокон говорят и данные по прочности, представленные на рисунке 2.

Прочность аппретированного стеклянного ровинга по сравнению с неаппретированным выше во всем интервале температур от 100 до 700 °С, причем с повышением температуры разность в прочности между аппретированным и исходным ровингом увеличивается.

Обработка аппретом стеклянных волокон положительно сказалась и на их химической стойкости (таблица 2).

1000

А - исходный ■ - аппретированный

Рисунок 2 - Температурная зависимость прочности аппретированного и исходного стеклянных ровингов

0 100 200 300 400 500 600 700 800 Температура, °С

Таблица 2 - Химическая стойкость алюмоборосиликатных волокон

Наименование Исходный Апп ретированный

параметра Н,0 2И НС1 214 №ОН н2о 2N НС1 ШОН

Р, МПа 104,0 98,0 110,0 117,7 108,0 126,1

±3,2 ±2,7 ±3,5 ±3,9 ±3,3 ±4,1

Р0, МПа 490,0 225,2 176,4 517,8 245,0 279,7

±13,9 ±6,2 ±4,8 ±14,2 ±6,4 ±7,8

. ор, МПа 1289,6 567,3 694,2 1315,4 632,8 713,1

±34,9 ±15,7 ±20,9 ±39,1 ±18,3 ±20,1

ка 0,98 0,43 0,53 0,99 0,48 0,56

Дш, кг-10" 0,0168 0,1650 0,0408 0,0141 0,1573 0,0419

и,% 96,95 66,00 95,00 98,28 70,00 95,00

Примечание. Д ш - потеря массы, кг; и - устойчивость к агрессивным средам, %; Ка - коэффициент изменения прочности; Р, Р0 - разрывная и удельная разрывное напряжение, МПа; ар - разрывная прочность, МПа

В литературе почти не нашли отражение систематические исследования зависимости прочности и химической стойкости силикатных волокон от химического состава стекла, в особенности от сложных систем, к которым относятся базальтовые, в то время как сам фактор влияния химического состава на прочность и химическую стойкость волокна является общепризнанным.

Для установления таких зависимостей на лабораторной установке были получены тонкие непрерывные волокна из горных пород с различным химическим составом диаметром 10 ± 1 мкм. Прочность моноволокон определяли испытанием на специально разработанном и изготовленном приборе.

Из представленных в таблице 3 значений Ка= оисх /о 06Р видно, что водо- и щелочестойкость волокон практически не зависят от их химического состава, чего нельзя сказать о кислотостойкости.

Таблица 3 - Влияние химического состава на устойчивость

базальтовых непрерывных волокон к агрессивным средам

Наименование оксида, показателя Значение показателя при содержании оксидов в стекле, % масс.

габбро базальт диабаз базальт андезито-базальт базальт

БЮг 48,11 52,92 49,25 52,30 53,23 50,63

А1203 14,70 15,48 16,28 17,20 18,13 14,73

1У^О 5,47 4,03 4,01 5,54 4,32 5,15

СаО 10,69 7,88 8,1 7,70 8,24 8,06

(Ре0+Ре203) 13,85 13,04 15,43 9,20 10,32 15,12

(№20+К20) 3,84 4,24 5,08 5,70 4,21 3,19

Мк 3,89 5,74 5,41 5,25 5,68 4,95

К 3,10 3,65 4,00 3,80 4,20 4,25

Ка: Н20 2Ы НС1 2И №ОН 0,99 0,51 0,83 0,99 0,90 0,78 0,99 0,76 0,91 0,99 0,61 0,77 0,99 0,88 0,84 0,99 0,78 0,88

Приведенные в литературе данные свидетельствуют о том, что с повышением модуля кислотности Мк кислотоустойчивость базальтовых волокон возрастает, однако обработка результатов эксперимента показала, что этот параметр в большей степени зависит не от модуля кислотности, а от соотношения суммарного содержания кремнезема и глинозема в стекле к оксидам щелочных и щелочноземельных металлов (рисунок 3).

_8Ю2+А12О3 . Б^+АНОз

к СаО + М^О ' к Са01^0К20 + Ка20

Мк

1-К;2-Мк Рисунок 3 — Зависимость коэффициента изменения прочности от соотношения оксидов в базальтовом стекле

0,5 0,65 0,8 0,95 Ка

Поскольку прочность силикатных волокон во многом зависит от окружающей среды и физико-химических процессов, протекающих на их поверхности, то на различных стадиях получения стекло- и

базальтопластиков следует ожидать колебания физико-механических характеристик волокон, и, в первую очередь, прочности. Исходя из этого, в настоящей работе предпринята попытка выяснения характера изменения прочности стеклянных и базальтовых волокон (комплексных нитей со средним диаметром элементарного волокна 10 мкм) в период осуществления различных технологических операций при изготовлении пластиков: отжига, аппретирования и нанесения связующего.

Влияние аппретирования на прочность волокон было исследовано на примере аминосилановых аппретов АГМ-3 и АГМ-9, влияние связующего на прочность аппретированных и неаппретированных волокон оценивали после тепловой обработки в среде эпоксидной смолы ЭД-20 (рисунок 4).

1 - исходная прочность; 2 - прочность после отжига при 250 °С; 3 - прочность после аппретирования в течение 45 мин при 150 °С;

4 - прочность после аппретирования в течение 45 мин при 80 °С Рисунок 4 - Влияние условий обработки на прочность волокон

После отжига замасливателя на воздухе прочность стеклянных и базальтовых волокон снижается в среднем на 10... 15 %, а при последующей химической обработке поверхности волокон происходит ее значительное увеличение - на 25...30 %. Эффект упрочнения волокна после аппретирования обусловлен удалением части влаги с его поверхности и химической прививкой мономеров, приводящих к ликвидации большей части гидроксильных групп, которые являются основными центрами адсорбции влаги на стекле.

Кривые изменения прочности неаппретированных волокон при нагреве в смоле ЭД-20 приведены на рисунке 5, из которых видно, что основной прирост прочности происходит в течение 1 ч при заданной температуре, а впоследствии наблюдается ее снижение.

[2 2600

о

С 1800 1600 1400

1

•------: " . 1

■

!

1 - стеклянное; 2 - базальтовое

Рисунок 5 - Зависимость прочности неаппретированных

волокон от времени их обработки при 150 °С в среде ЭД-20

1.5 2

Время, ч

3,5

Другая картина наблюдается при аппретированных волокон (рисунок 6).

нагревании в смоле ЭД-20

я 2700

Е 2600

J 2500

£ 2400 § 2300 о 2200 С 2I00

м с 2700

2 2600

JS 2500 ■

н о 2400 1

о ■

I 2300 1

О 2200 1

Q. ■

С 2100 . ■

4 5 1150 °СС 200 °С

б)

3 4 5 ■ 150 °С □ 200 °С

а)

1- исходное; 2-15 мин; 3 - ЗОмин; 4-60 мин; 5-90 мин;

6-120 мин; 7-180 мин а - стеклянные; б - базальтовые Рисунок 6 - Влияние условий термообработки в смоле ЭД-20 аппретированных волокон на их прочность

Резкое падение прочности волокон в начальный момент тепловой обработки (15... 20 мин) почти полностью уничтожает эффект упрочнения, достигнутый при аппретировании. При дальнейшем нагревании характер изменения прочности совпадает с результатами, полученными на неаппретированных волокнах.

При выборе армирующего материала, помимо его прочностных характеристик и химической стойкости, должны учитываться поверхностные явления на границе раздела фаз полимер - твердое тело, к которым, прежде всего, следует отнести смачивание, пропитку и адгезию.

Хорошие смачивание и пропитка наполнителя полимером, высокая адгезионная прочность между ними служат залогом для обеспечения высоких физико-механических характеристик изделий. Эксперименты показали, что базальтовое волокно смачивается эпоксидным связующим лучше, чем стеклянное (рисунок 7).

1 - базальтовое;

2 - стеклянное

Рисунок 7 -Смачиваемость волокна эпоксидным связующим ЭДИ при 20 °С (•) и 50 °С (■)

Скорость и полнота пропитки (рисунок 8) эпоксидным связующим базальтового волокна превосходят уровень этих параметров для стеклянного, что подтверждается данными о лучшем его смачивании полимером.

1- базальтовое; 2 - стеклянное

Рисунок 8 -Кинетика пропитки волокна эпоксидным связующим при 25 °С

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Время, мин

На прочность адгезионной связи между волокном и полимерной матрицей определенное влияние оказывает химический состав стекла (таблица 4).

Таблица 4 - Влияние химического состава стекла и типа связующего на адгезию

Тип связующего Адгезионная прочность, МПа, к волокнам

алюмоборосиликатное натрийщелочное базальтовое

эди 301,8±8,7 181,3±5,1 292,0±8,8

ЭХДИ 319,4±9,5 186,2±4,9 313,6±9,1

ТС 346,9±9,8 211,6±6,0 339,0±9,8

Время, мин

Наименьшей прочностью сцепления обладает натрийщелочное волокно, содержащее в своем составе до 20 % оксидов щелочных металлов, ионы которых, мигрируя на поверхность, способствуют ее разрушению. Природа связующего, и, в первую очередь, химическая структура смолы и наличие в ней функциональных полярных групп, также оказывают влияние на адгезию полимера к наполнителю.

В четвертой главе приведены результаты разработки и оптимизации рецептуры полимерного связующего по тепло- и водостойкости. Изучены его реологические и механические свойства.

Теплостойкость полимерных композитов, армированных минеральными волоками, в значительной степени определяется теплостойкостью связующего.

Для намоточных изделий традиционными являются связующие на основе эпоксидных смол, среди которых наиболее часто применяются связующие ЭДИ и ЭХДИ. Однако они, обеспечивая высокие прочностные свойства изделиям, характеризуются недостаточно высокой теплостойкостью - 90 и 120 °С, соответственно, поэтому задача создания полимерной матрицы, обеспечивающей эксплуатацию изделий на ее основе при более высоких температурах, безусловно, является актуальной.

Из литературы известно, что наибольшую теплостойкость стеклопластикам придает азотсодержащая эпоксидная смола УП-610. На основе анализа результатов применения отвердителей при изготовлении полимерных композиций для проведения исследований выбраны изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (ИМТГФА), триэтаноламин, о-фенилендиамин, а также синтезированный в лабораторных условиях отвердитель аминного типа, представляющий собой продукт взаимодействия анилина с формальдегидом. В качестве пластификатора использовали диэтиленгликоль, а ускорителем служил триметиламинометилфенол. Для оценки теплостойкости исследуемых композиций выбран метод ее определения по Мартенсу. Испытания проводили на изготовленном приборе по методике, описанной в главе 2. В процессе экспериментальных исследований по компоновке рецептуре связующего установлено, что пластификаторы и ускорители значительно снижают его теплостойкость поэтому их содержание в композициях должно быть минимальным. Проведенные рецептурно-технологические проработки показали, что оптимальными, обеспечивающими теплостойкость 154 °С, являются соотношение УП-610 : ИМТГФА = 100 : 140 масс. ч. и двухступенчатый режим отверждения: 1 ч при 125 °С + 2ч при 150 "С.

Для определения термической стабильности связующих ЭДИ и ТС, а также исследования процессов, протекающих при отверждении и дальнейшем повышении температуры, использовали

термогравиметрический метод и метод ДТА. На термограммах иеотвержденных связующих (рисунок 9) экзоэффекты начинают проявляться при температурах 120 °С и 127 °С, соответственно, достигая своего максимального значения при температурах 149... 150 °С. Эти экзоэффекты связаны с процессами отверждения смол. Разложение связующих начинается при температуре 311 °С для ЭДИ и 348 °С для ТС.

лаз. э-с

200 300 400 51

100 200 300 400

а) б)

а-ЭДИ; б)-ТС Рисунок 9 - Термограммы иеотвержденных связующих

Оценку термостойкости связующих ЭДИ и ТС по потере массы проводили на дериватографе в неизотермическом режиме со скоростью нагрева 10 град/мин. Из представленных на рисунке 10 кривых видно, что небольшая потеря массы, связанная с испарением при отверждении смол летучих компонентов, начинается сразу при нагревании образца. Разложение связующих начинается при температурах, выше 300 °С.

100

80

60

I 40

20

Х-

ТС Л 7

/\ ЭДИ

Рисунок 10 - Температурная зависимость потери массы связующих

о 100 200 300 400 500

Температура, °С

Таким образом, в результате исследования составов ЭДИ и ТС термогравиметрическим методом и методом ДТА было установлено, что эти композиции являются термически стабильными в диапазоне температур от 20 до 300 °С.

Сравнительная оценка водостойкости отвержденных связующих ЭДИ и ТС также показала преимущество последнего (рисунок 11).

1

1 /3 2

~~ 1

10 20 30 40 Время, сут.

а)

10 20 30 40 50 Время, суг. б)

1-25 °С; 2-60 °С; 3-80 °С а - ЭДИ; б-ТС Рисунок 11 - Кинетика влагопоглощения связующих

Существенное значение при изготовлении намоточных изделий имеют реологические характеристики связующего - вязкость, время желатинизации и живучесть.

Измерение условной вязкости связующего показало, что наиболее оптимальный для переработки уровень вязкости (60...65 с, что соответствует динамической вязкости 169,6 Па с) у связующего ТС реализуется при температуре 30 °С. Жизнеспособность связующего определяется временем нарастания вязкости при температуре переработки от исходной до величины, при которой еще возможна намотка.

Из данных таблицы 5 видно, что связующее ТС при температуре переработки имеет жизнеспособность не менее 3 часов, что вполне достаточно для промышленных условий.

Таблица 5 - Изменение вязкости связующего ТС при температуре 30 °С во времени _

Наименование показателя Значение показателя

Время, ч исх. 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Условная вязкость, с 24,1 ±1,2 24,6 ±1,3 29,2 ±1,4 34,2 ±1,6 40,6 ±2,0 45,2 ±2,3 56,3 ±2,6 65,0 ±3,1

В пятой главе проведена экспериментальная оценка работоспособности выбранного армирующего материала и полимерной матрицы в пластике.

В результате лучшего смачивания, пропитки и адгезии связующего ТС к базальтовому волокну в пластике на его основе реализуются более высокие прочностные характеристики (таблица 6). Особенно это проявляется в образцах однонаправленного пластика.

Таблица 6 - Прочностные характеристики базальтопластиков

Значение характеристики

Марка Микропластик Однонаправленный

связующего пластик

Ро, H <Тр, МПа Ро, H ар, МПа

ТС 70,33±1,7 1274±38,1 62,96±1,9 1505±43,8

ЭДИ 70,91±1,9 1217±36,5 53,69±1,5 1183±35,5

ЭХДИ 70,40±1,7 1170±35,0 52,61±1,4 1144±34,4

Для исследования тепло- и химической стойкости базальтопластиков на основе эпоксидных связующих были использованы образцы в виде колец, вырезанных вдоль осевого направления из труб, полученных методом косослойной продольно-поперечной намотки. Из-за высокой теплостойкости разработанного связующего ТС с повышением температуры механические характеристики ПКМ на его основе претерпевают меньшие изменения по сравнению с ЭДИ и ЭХДИ (таблица 7).

Таблица 7 - Изменение модуля упругости базальтопластиков

с температурой

Связующее Etc, МПа, (AEtc, %), при температуре, °С

20 85 125 155 200

ТС 19960 19336 (3,1) 19179 (3,9) 17557 (12,0) 9096 (54,4)

эди 11701 11263 (3,4) 4363 (62,7) 3528 (69,9) -

ЭХДИ 11277 10951 (2,9) 9944 (11,8) 6217(44,9) -

Из приведенных экспериментальных данных видно, что только на связующем ТС сохраняется высокий уровень модуля упругости (Etg) базальтопластика до температуры 155 °С, тогда, как на связующих ЭХДИ и ЭДИ падение модуля (AEtg) в этих условиях составляет 45 и 70 %, соответственно.

При эксплуатации изделий из ПКМ в условиях повышенной влажности их свойства, в первую очередь прочностные, претерпевают существенные изменения, поэтому в работе большое внимание было уделено изучению влияния влаги на физико-механические параметры

17

пластиков. Определение коэффициента диффузии влаги Э в базальтопластике проводили расчетно-экспериментальным методом, основанным на использовании начальных значений влагопоглощения. При этом предполагалось, что между исследуемым материалом и влагой отсутствует какое-либо химическое взаимодействие. Логарифмическая зависимость коэффициента диффузии от обратной температуры имеет линейный характер, поэтому представилась возможность спрогнозировать Б для базапьтопластиков при 150 °С (рисунок 12): Отс =110"6 м2/с, Оэди = 1 • 10"5 м2/с, 0Эхди = 4 ■ 10"5 м2/с.

0,С024 0,1X126 О,СО23 0,033 0,0032 0,0034 0,0035 1/Т, Г1

0,СС22 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -13

-19

-аз

1 -ЭДИ;2-ЭХДИ;3-ТС Рисунок 12 - Температурная зависимость коэффициента диффузии влаги для базальтопластиков на различных связующих

Проведенные исследования по увлажнению образцов базальтопластика в течение 10 суток при 100%-й влажности и температуре 150 °С подтвердили расчетные данные и показали, что относительное влагонасыщение базальтопластика на связующем ТС значительно ниже, чем на связующих ЭХДИ и ЭДИ (рисунок 13).

2 П5

X и О

1 - ЭДИ; 2 - ЭХДИ; 3 - ТС

Рисунок 13 - Кинетика влагопоглощения базальтопластиков

4 5 6 Время, сут.

Для оценки влияния поглощенной влаги на физико-механические свойства базальтопластика увлажненные до насыщения образцы были подвергнуты динамическому механическому анализу с помощью обратного крутильного маятника разработки лаборатории физики

полимеров Алтайского государственного университета. При увлажнении до насыщения наблюдается значительное снижение динамического модуля сдвига в области стеклообразного состояния связующего (рисунок 14а), что является свидетельством пластифицирующего действия влаги. Доказательством этому служит и возрастание тангенса угла механических потерь в области температур 30...130 °С по сравнению с значениями, соответствующими исходным образцам (рисунок 146).

' 0.0

А-

64-с «^ййаайвг

50

100

150

2С0

о с • С

а)

0.01 0.30

0.00

-0.01 1.25

-0.02 1.20

-0.03

-О.04 Н 1.15

-0.05 О тз 1.10

-0.06

-0.07 0.05

-0.0&

-0.09 0.03

250

Температура, °С

(исходный) ----ЬС'/сИ (исходный)

(увлажненный) —— йС'/<И(уялажнснмый)

—--—£

ГЗШЯННЯгТТ

200 250 Температура,

--- & (исходный) • Т^ & (увлажненный)

б)

Рисунок 14 - Температурная зависимость динамического модуля сдвига и скорости его изменения а) и тангенса угла механических потерь б) для образцов базальтопластика на связующем ТС

Химическую устойчивость базальтопластиков определяли в различных агрессивных средах и оценивали по изменению массы образца после определенного времени выдержки в заданной среде и изменению прочности. Испытания проводили в нормальных условиях (1=24 °С) и при повышенной температуре (1=100 °С). В качестве растворов использовали дистиллированную воду, Ш и 2Ы Н2804 и 1^аОН, трансформаторное масло, бензин, ацетон, этиловый спирт. Уменьшение массы после пребывания образцов в №ОН составило 0,05 %, в остальных растворах оно не превышало 0,03 %, что говорит о высокой химической стойкости базальтопластика и подтверждается визуально (рисунок 15). Результаты испытаний образцов на разрывной машине Р-50 приведены в таблице 8.

г

¿к; • л.

к

а)

Ч

б)

Рисунок 15 - Фото исходного а) и после выдержки в ТЧаОН б) образцов базальтопластика на связующем ТС

Таблица 8 - Химическая стойкость базальтопластика на связующем ТС

Наименование показателя Значение показателя

исходный Н2804 №ОН

Ш 2Ы Ш 2М

МПа 921±27,5 842±25,7 803±22,3 872±26,4 852±26,1

Е№, МПа 24710±738 22690±649,4 >2280±6,47 23420±713,4 23600±236

Таким образом экспериментально доказана высокая химическая стойкость базальтопластика на связующем ТС. Следовательно, из выше сказанного можно сделать следующие выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Обоснован и экспериментально подтвержден данными по термической и химической стойкости выбор базальтовых волокон для армирования композиционных материалов, предназначенных для работы в экстремальных условиях (механические нагрузки, влажность, повышенная температура, агрессивная среда). Установлено, что кислотостойкость базальтовых волокон в большей степени зависит не от модуля кислотности, а от соотношения суммарного содержания кремнезема и глинозема в стекле к оксидам щелочных и щелочноземельных металлов.

2 По результатам экспериментальных исследований в качестве аппрета, повышающего термо- и химическую стойкость стеклянных волокон, предложен политриэфир резорцина и борной кислоты.

3 Изучен характер изменения прочности армирующих силикатных волокон в процессе осуществления различных технологических операций при изготовлении пластиков. Показано, что после отжига замасливателя на воздухе прочность стеклянных и базальтовых волокон

снижается в среднем на 10...15 %, а при последующей химической обработке поверхности волокон (аппретировании) происходит ее увеличение - на 25...30 %, при нагреве в среде эпоксидных смол основной прирост прочности происходит в течение 1 ч при заданной температуре (150 °С), а впоследствии наблюдается ее снижение.

4 Исследованы процессы, проходящие на границе раздела полимер - твердое тело. Экспериментально доказано, что скорость пропитки эпоксидным связующим базальтового волокна выше, чем стеклянного, что подтверждается данными о лучшем его смачивании полимером. Показано, что на величину адгезии влияет химический состав армирующего волокна, тип связующего и наличие в нем реакционноспособных функциональных групп.

5 С учетом известных литературных и полученных экспериментальных данных по теплостойкости эпоксидных смол, а также найденных функциональных зависимостей этого параметра от содержания отвердителя разработана рецептура связующего ТС, включающая азотсодержащую эпоксидную смолу УП-610 и изо-метилтетрогидрофталевый ангидрид. Связующее имеет теплостойкость по Мартенсу в интервале 154... 156 °С и реологические характеристики, позволяющие перерабатывать его в ПКМ при температурах в 2 раза ниже, по сравнению с традиционно используемыми для намотки эпоксидными связующими ЭДИ и ЭХДИ, что обеспечивает снижение энергозатрат.

6 Сравнительная оценка изменения прочностных характеристик с повышением температуры у базальтопластиков на эпоксидных связующих ЭДИ, ЭХДИ и ТС показала преимущество последнего: только на связующем ТС сохраняется высокий уровень модуля упругости композита до температуры 150 °С, тогда, как на связующих ЭХДИ и ЭДИ падение его составляет 45 и 70 % соответственно.

7 Эксперименты по изучению влияния различных агрессивных сред на изменение массы и прочности образцов подтвердили высокую химическую стойкость базальтопластика, а диффузионно-сорбционный анализ показал, что относительное влагонасыщение базальтопластика на связующем ТС значительно ниже, чем на связующих ЭХДИ и ЭДИ.

8 Установлено, что увлажнение образцов базальтопластика практически не влияет на их теплостойкость. Однако при этом обнаружено пластифицирующее действие влаги, вызывающее при увлажнении до насыщения снижение динамического модуля сдвига на 35 %. Доказательством этому служит и возрастание тангенса угла механических потерь в области температур 30... 130 °С

9 Доказана возможность создания полимерного композиционного материала с высокой тепло- и химической стойкостью для изделий конструкционного назначения применением в качестве наполнителя

базальтовых непрерывных волокон, а полимерной матрицы -связующего на основе азотосодержащей эпоксидной смолы.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Зимин, Д.Е. Теплостойкое связующее для полимерных композиционных материалов / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. 25 Юбилейной Межд. науч.-практ. конф. «Композиционные материалы в промышленности». - 2005 г., Ялта - Киев: УИЦ «НАУКА. ТЕХНИКА. ТЕХНОЛОГИЯ», 2005. - С. 307-309.

2 Зимин, Д.Е. Влияние химического состава базальтовых волокон на их устойчивость к агрессивным средам / Д.Е. Зимин, H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. V Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха. - М.: ЦЭИ «Химмаш», 2005. - С. 38-43.

3 Зимин, Д.Е. Исследование влияния агрессивных сред на прочностные характеристики базальтовых волокон в зависимости от их химического состава / Д.Е. Зимин, H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых «Материалы и технологии XXI века». Бийск, сентябрь, 2005 г. - М.: ЦЭИ «Химмаш». -С. 52-55.

4 Татаринцева, О.С. / Особенности плавления горных пород и волокнообразования из расплавов / О.С. Татаринцева, Д.Е. Зимин // Ползуновский вестник. - 2006. - № 2-2. - С. 158-162.

5 Зимин, Д.Е. Исследование влияния агрессивных сред на прочностные характеристики волокон в зависимости от их химического состава / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова // Сб. докл. Ill Всерос. конф. молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии». 3-6 марта 2006 г.: Томск. - Института оптики и атмосферы СО РАН, Томск: 2006. - С. 345-348.

6 Зимин, Д.Е. Влияние оксидов железа на смачивающую способность расплавов / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова // Сб. докл. науч.-практ. конф. молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов». -Бийск: АлтГТУ, 2006. - С 110-114.

7 Татаринцева, О.С. / Влияние оксидов железа на вязкость и смачивающую способность силикатных расплавов / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова, Д.Е. Зимин, Т.К. Углова, В.Ф. Павлов // Ползуновский вестник.-2007.-№3.-С. 144-149.

8 Зимин, Д.Е. Исследование влияния аппретирования на свойства алюмоборосиликатных волокон / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. VII Всерос. науч. - практ. конф. «Техника и технология

производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха. - М.: ЦЭИ «Химмаш», 2007.-С. Ш-114.

9 Зимин, Д.Е. Исследования влияния политриэфира резорцина и борной кислоты на теплостойкость и прочность стеклянных и базальтовых волокон / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. I Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Полимеры, композиционные материалы и наполнители для них». - «Полимер-2007». -Бийск: АлтГТУ, 2007. - С 8-13.

10 Андрощук, A.A. Синтез полиэфиров и полиметиленэфиров борной кислоты, изучение их структуры и исследование характеристической вязкости / A.A. Андрощук, М.А. Ленский, Д.Е. Зимин // Сб. докл. I Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Полимеры, композиционные материалы и наполнители для них». - «Полимер-2007» -Бийск: АлтГТУ, 2007. - С 28-31.

11 Зимин, Д.Е. / Исследования прочности волокон в процессе изготовления пластиков / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Ползуновский вестник. - 2008. - № 3 - С. 217-220.

12. Зимин, Д.Е. Методы оценки прочностных характеристик силикатных волокон и композитов на их основе / Д.Е. Зимин // Сб. докл. I Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Технология и оборудование химической, биологической и пищевой промышленности». - Бийск: АлтГТУ, 2008. - С. 51-54.

13. Зимин, Д.Е. Исследование поверхностных явлений на границе раздела волокно - связующее / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. II Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Полимеры, композиционные материалы и наполнители для них» -«Полимер-2008». - Бийск: АлтГТУ, 2008. - С. 89-93.

14. Зимин, Д.Е. Определение прочности волокон на различных стадиях изготовления пластика / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. II Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Полимеры, композиционные материалы и наполнители для них» -«Полимер-2008». - Бийск: АлтГТУ, 2008. - С. 19-24.

15. Зимин, Д.Е. Изменение прочности силикатных волокон в процессе изготовления композиционных материалов / Д.Е. Зимин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. VIII Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». Белокуриха, - М.: ЦЭИ «Химмаш», 2008. - С. 170-174.

16. Зимин, Д.Е. Создание полимерного композиционного материала с повышенной тепло- и химической стойкостью / Д.Е. Зимин // Сб. докл. II Всеросс. науч.-техн. конф. молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов». -Бийск: АлтГТУ, 2008 - С. 72-77.

Сдано в набор 25.04.2009. Подписано в печать 30.04.2009. Формат 60x84/16 Гарнитура Times. Бумага офсетная. Печать оперативная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз.

Отпечатано в полном соответствии с авторским оригиналом

Отпечатано в ООО «Принт - маркет» 659322, Алтайский край, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ НАМОТОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

1.1 .Полимерные композиты в производстве изделий для транспортировки жидкостей.

1.2 Армирующие волокна для полимерных композитов.

1.2.1 Органические волокна.

1.2.2 Неорганические волокна.

1.3 Виды полимерных матриц.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Методы изучения силикатных волокон.

2.1.1 Определение химической устойчивости волокон.

2.1.2 Определение прочностных характеристик волокон.

2.1.3 Смачиваемость и пропитка волокон связующим.

2.1.4 Определение адгезионной прочности между волокном и полимером.

2.2 Методы исследования связующих.

2.2.1 Изучение реологических характеристик.

2.2.2 Методы оценки теплостойкости и термической стабильности связующих.

2.2.3 Определение физико-механических характеристик отвержденного связующего.

2.2.3.1 Метод испытания на растяжение.

2.3 Методы исследования полимерных композитов, армированных волокнами.

2.3.1 Определение физико-механических параметров пластиков.

2.3.2 Динамический механический анализ (ДМА).

2.3.3 Определение влагостойкости.

3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА АРМИРУЮЩЕГО НАПОЛНИТЕЛЯ.

3.1 Исследование термостойкости силикатных волокон.

3.2 Влияние аппретирования на термо- и химическую стойкость силикатных волокон.

3.3 Влияние химического состава базальтовых стекол на химическую стойкость волокон.

3.4 Определение прочности волокон на различных стадиях изготовления пластика.

3.5 Исследование поверхностных явлений на границе раздела волокно -связующее.

4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ТЕПЛОСТОЙКОГО СВЯЗУЮЩЕГО.

4.1 Разработка рецептуры связующего.

4.1.1 Оптимизация рецептуры связующего по теплостойкости.

4.1.2 Исследование реологических и механических характеристик связующего ТС.

4.2 Исследование термической стабильности эпоксидных связующих.

4.3 Исследование кинетики влагопоглощения.

5 СОЗДАНИЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА С ПОВЫШЕННОЙ ТЕПЛО-И ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТЬЮ.

5.1 Влияние температурного воздействия на физико-механические свойства базальтопластика.

5.2 Влияние агрессивных сред на свойства базальтопластика.

5.2.1 Водостойкость базальтопластиков на основе эпоксидных связующих.

5.2.2 Диффузионно-сорбционные характеристики базальтопластиков.

5.2.3 Исследование химической стойкости базальтопластика.

5.2.4 Влияние влагосодержания на физико-механические характеристики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Основным классом материалов, удовлетворяющих таким жестким, часто противоречащим друг другу требованиям, как обеспечение минимальной массы конструкций, максимальной прочности, жесткости, надежности и долговечности при работе в тяжелых условиях нагружения, в том числе при высоких температурах и в агрессивных средах, являются композиты [1-4].

Они относятся к группе высокотехнологичных материалов и успешно конкурируют с конструкционными металлическими материалами - алюминием, титаном, сталью и др. Своим появлением композиты обязаны развитию таких высокоразвитых отраслей промышленного производства, как авиа-, ракето- и судостроение, так как разработки эти осуществлялись в интересах и по заданию военных ведомств. Однако, после отработки технологий изготовления, снижения стоимости до приемлемого уровня композиционные материалы постепенно стали использовать и другие отрасли промышленности.

Специалистами отмечается особенность ситуации, в которой находится материаловедение, ориентированное на проблемы современных композиционных материалов. Она заключается в том, что из-за высокой потребности в новых материалах, появления их в большом количестве при разработке современных конструкций темпы изучения свойств этих материалов практически не успевают за их созданием. Исследование свойств новых композиционных материалов — дорогостоящая и трудоемкая задача. Не менее сложна задача конструирования изделий из композиционных материалов.

Анализ условий работы современных проектируемых конструкций и темпов внедрения в производство композиционных материалов, достигнутых в последние десятилетия, позволяет обоснованно считать, что композиты можно называть материалами XXI века.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью решения задач, поставленных перед многими отраслями промышленности, проблемой снижения металлопотребления. Среди этих задач разработка новых конструкционных материалов с высокими эксплуатационными свойствами играет решающую роль. Безусловно, что к таким материалам, прежде всего, следует отнести пластики - композиционные материалы, армированные различного вида волокнами. Присущие им свойства (высокая коррозионная и химическая стойкость, удельная прочность, стойкость к ударам, небольшое гидравлическое сопротивление и малая масса) во многих случаях позволяют заменить дерево, металл и др. Однако для изделий функционального назначения, в частности труб для транспортировки холодной и горячей воды, химических реагентов, углеводородов и продуктов их переработки, необходимы новые полимерные композиты с комплексом свойств, обеспечивающих технологичную переработку их в изделия и долговременную работу в экстремальных условиях. Успешная реализация больших потенциальных возможностей композиционных материалов в значительной степени зависит от выбора компонентов — полимерной матрицы и армирующего наполнителя. Исходя из вышеизложенного, целью исследования явилось научное обоснование создания новых, армированных неорганическими волокнами, композиционных материалов с повышенной тепло- и химической стойкостью для намоточных изделий функционального назначения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методики определения основных параметров волокон, связующих и композитов на их основе; провести экспериментально-теоретическую оценку основных технических параметров непрерывных волокон различной природы с выбором армирующего материала, наиболее полно отвечающего требованиям по термо- и химической стойкости;

- изучить характер изменения прочности армирующих силикатных волокон в процессе осуществления различных технологических операций при изготовлении пластиков;

- разработать связующее, обеспечивающее эксплуатацию ПКМ на его основе при температурах не ниже 150 °С и 100 %-й относительной влажности;

- исследовать процессы, проходящие на границе армирующий наполнитель - полимерная матрица;

- экспериментально доказать возможность создания армированного силикатными волокнами пластика для работы в условиях повышенных температур и воздействия агрессивных сред.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Обоснован и экспериментально подтвержден данными по термической и химической стойкости выбор базальтовых волокон для армирования композиционных материалов, предназначенных для работы в экстремальных условиях (механические нагрузки, влажность, повышенная температура, агрессивная среда). Установлено, что кислотостойкость базальтовых волокон в большей степени зависит не от модуля кислотности, а от соотношения суммарного содержания кремнезема и глинозема в стекле к оксидам щелочных и щелочноземельных металлов.

2 По результатам экспериментальных исследований в качестве аппрета, повышающего термо- и химическую стойкость стеклянных волокон, предложен политриэфир резорцина и борной кислоты.

3 Изучен характер изменения прочности армирующих силикатных волокон в процессе осуществления различных технологических операций при изготовлении пластиков. Показано, что после отжига замасливателя на воздухе прочность стеклянных и базальтовых волокон снижается в среднем на 10.15%, а при последующей химической обработке поверхности волокон (аппретировании) происходит ее увеличение — на 25.30 %, при нагреве в среде эпоксидных смол основной прирост прочности происходит в течение 1 ч при заданной температуре (150 °С), а впоследствии наблюдается ее снижение.

4 Исследованы процессы, проходящие на границе раздела полимер -твердое тело. Экспериментально доказано, что скорость пропитки эпоксидным связующим базальтового волокна выше, чем стеклянного, что подтверждается данными о лучшем его смачивании полимером. Показано, что на величину адгезии влияет химический состав армирующего волокна, тип связующего и наличие в нем реакционноспособных функциональных групп.

5 С учетом известных литературных и полученных экспериментальных данных по теплостойкости эпоксидных смол, а также найденных функциональных зависимостей этого параметра от содержания отвердителя разработана рецептура связующего ТС, включающая азотсодержащую эпоксидную смолу УП-610 и изо-метилтетрогидрофталевый ангидрид. Связующее имеет теплостойкость по Мартенсу в интервале 154.156°С и реологические характеристики, позволяющие перерабатывать его в ПКМ при температурах в 2 раза ниже, по сравнению с традиционно используемыми для намотки эпоксидными связующими ЭДИ и ЭХДИ, что обеспечивает снижение энергозатрат.

6 Сравнительная оценка изменения прочностных характеристик с повышением температуры у базальтопластиков на эпоксидных связующих ЭДИ, ЭХДИ и ТС показала преимущество последнего: только на связующем ТС сохраняется высокий уровень модуля упругости композита до температуры 150 °С, тогда, как на связующих ЭХДИ и ЭДИ падение его составляет 45 и 70 % соответственно.

7 Эксперименты по изучению влияния различных агрессивных сред на изменение массы и прочности образцов подтвердили высокую химическую стойкость базальтопластика, а диффузионно-сорбционный анализ показал, что относительное влагонасыщение базальтопластика на связующем ТС значительно ниже, чем на связующих ЭХДИ и ЭДИ.

8 Установлено, что увлажнение образцов базальтопластика практически не влияет на их теплостойкость. Однако при этом обнаружено пластифицирующее действие влаги, вызывающее при увлажнении до насыщения снижение динамического модуля сдвига на 35 %. Доказательством этому служит и возрастание тангенса угла механических потерь в области температур 30. 130 °С

9 Доказана возможность создания полимерного композиционного материала с высокой тепло- и химической стойкостью для изделий конструкционного назначения применением в качестве наполнителя базальтовых непрерывных волокон, а полимерной матрицы — связующего на основе азотосодержащей эпоксидной смолы.

1. Маркина, Р.В. Термостойкие полимеры в Японии / Р.В. Маркина // M Пластические массы, 1980. № 9. С. 26-29.

2. Куницын, Ю.К. Сравнительный анализ труб из различных материалов / Ю.К. Куницын, О.Н. Сетенов, В.К. Казаров // В сб. Базальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия, 2001. - Вып. 5. — С. 188-201.

3. Киселев, Б.А. Стеклопласты материал будущего / Б.А. Киселев. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 64 - 71.

4. Стеклянное волокно и стеклопластики за рубежом / Обзор иностранной литературы. -М.: Изд-во НИИТЭИ, 1965. 46 с.

5. Морган, Ф. Стеклопластики / Ф. Морган. М.: ИНЛ, 1961. - 474 с.

6. Sheard, P. Expansion of composite materials applications / P. Sheard. Adv. Mater. Technol. Int., London. 1992. - P. 42-44.

7. Карпинос, Д.M., Новые композиционные материалы / Д.M. Карпинос, Л.И. Тучинский, Л.Р. Вишняков. Киев: Вища школа, 1977. - 312 с.

8. Бунаков, В.А. Армированные пластики / В.А. Бунаков, Г.С. Головкин, Г.П. Машинская. Под ред. Г.С. Головкина, В.И. Семенова. М.: Изд-во МАИ, 1997.-404 с.

9. Димитриенко, Ю.И. Механика композиционных материалов при высоких температурах / Ю.И. Димитриенко. М.: Машиностроение, 1997. -368 с.

10. Тростянская, Е.Б. Пластики конструкционного назначения / Е.Б. Тростянская. М.: Химия, 1974. - 89 с.

11. Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов / И.М. Буланов, В.В. Воробей Изд-во М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. 516 с.

12. Обзор предложений на рынке стеклопластиковых труб и оценка возможной технологии их производства в условиях БЗС. Бийск. - 2000. — 24 с.

13. Андреевская, Г.Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики / Г.Д. Андреевская. -М.: Наука, 1966. — 76 с.

14. Цыплаков, О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек / О.Г. Цыплаков. Л.: Машиностроение, 1968. - 171 с.

15. Изготовление конструкций из стеклопластиков методом намотки / Обзор иностранной литературы. — М.: Дом техники, 1962. 125 с.

16. Strength of graphite fibers increased in U.S. program // Adv. Mater, and Process. 1994. - V. 146. - № 6. - P. 9-11.

17. Пат. 2697258 Франция, МКИ5 С 08 5 5/24. Procédé de pultrusion de matériaux composites furaniques renforces par fibres / M. Chen-Chi. National Science Council. Опубл. 29.04.94.

18. Khazanov, V. Reinforcing materials and disperse filters for composites / V. Khazanov // Glass Prod. Technol. Int., Int. Rev. Glass Prod. And Manuf. Technol. -London. 1994.-P. 185-186.

19. Sorina, T.G. In: Polymer Matrix Composites / T.G. Sorina, G.M. Gunyaev. // Edited by Shalin R.E. Chapman & Hall, 1995. P. 132-198.

20. Соколкин, Ю.В. Технология проектирования углерод-углеродных композитов и конструкций / Ю.В. Соколкин, A.M. Вотинов, А.А. Ташкинов. -М.: Наука, 1996.-240 с.

21. Агеев, Н.В. Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы / Под ред. Н.В. Агеева. М.: Наука, 1979. - 215 с.

22. Rogers, K.F. The Thermal Expansion of Carbon Fiber Reinforced Plastics / K.F. Rogers, D.M. Kingston-Lee, L.N Phillips, B. Yates, M, Chandra, S.F.H. Parker //J. Mater. Sci., 1981 V.16.-№ 10.-P. 2803-2818.

23. Браутман, Л. Композиционные материалы: в 8 т. /Л. Браутман, Р. Крок. 1978. Т. 2: Механика композиционных материалов / Под ред. Дж. Сендецки. -М.: Мир, 1978. - 566 с.

24. Татаринцева, О.С. Исследование процесса диффузии воды в углепластике на фенолформальдегидном связующем / О.С. Татаринцева,

25. Н.Г. Игонин // Механика композиционных материалов и конструкций. 2006. -Т.12. -№ 2. - С. 271-278.

26. Соколинская, М.А. Исследование термомеханических свойств базальтокомпозитов / М.А. Соколинская, О.В. Тутаков, Л.К. Забава // Материалы IX Всесоюзн. совещания по термическому анализу. — Ужгород, 1985. С. 36-39.

27. Волынский, А.К. Конструкционные материалы, армированные базальтовыми волокнами / А.К. Волынский, Ю.В. Кутырев, М.А. Соколинская, О.В. Тутаков // Вопросы судостроения. 1982. - Сер. ОТ. — Вып. 56. - С. 44-46.

28. Соколинская, М.А. Свойства имидо- и фенобазальтопластов / М.А. Соколинская, Е.Б. Тростянская, З.М. Шадчина. // Пластические массы. — 1987.-№ 1.-С. 28-29.

29. Куницын, Ю.К. Обобщенный показатель качества базальтовых изделий и изделий из других материалов / Ю.К. Куницын, Л.Н. Смирнов // Веб.: Базальтоволокнистые материалы.— М.: Информконверсия, 2001. — С. 201-213.

30. Джигирис, Д.Д. Базальтовое непрерывное волокно / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова // Стекло и керамика. 1983. - № 9. - С. 14-16.

31. Шорохов, В.М. Полимерные композиты на основе базальтоволокнистых материалов / В.М. Шорохов // Сб. науч. труд. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». — Киев: ИПМ АН УССР, 1989.-С. 118-126.

32. Мазур, К.И. Некоторые вопросы изготовления тонкостенных оболочечных конструкций из композиционных материалов /К.И. Мазур,

33. Э.А. Молдавский // Сб. науч. труд. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». Киев: ИПМ АН УССР, 1989. - С. 113-118.

34. Смирнов, JI.H. Базальтопластиковые трубы для транспортировки жидкостей и для кабельной канализации / JI.H. Смирнов, З.И. Карпова, A.JI. Смирнов, Ю.К. Куницын // В сб. Конверсия в машиностроении, 1999, -№ 5. С. 24—27.

35. Мэттьюз, Ф. Композитные материалы. Механика и технология / Ф. Мэттьюз, Р. Ролингс. — М.: Техносфера, 2004. — 406 с.

36. Любин, Дж. Справочник по композиционным материалам: в 2 кн. -Кн. 1 / Под ред. Дж. Любина. М.: Машиностроение, 1988. - 448 с.

37. Зяблицкий, А.В. Теоретические основы формования волокон /

38. A.В. Зяблицкий. -М.: Химия, 1979. 503 с.

39. Панзер, Л.М. Силановое сшивание полиэтилена для улучшения качества продукции / Л.М. Панзер, В.И. Бизанг // Пластические массы. — 1998. -№ 3. С. 3-8.

40. Ли, X. Справочное руководство по эпоксидным смолам /X. Ли, К. Невилл. / Пер. с англ. Под. ред. Н.В. Александрова. — 1973. — 416 с.

41. Мостовой, Г.Е. Исследование термостабильности механических свойств углеродных волокон / Г.Е. Мостовой, Л.П. Кобец, В.И. Фролов // Механика композиционных материалов. 1979. - № 1. — С. 27-33.

42. Hughes, J.D.H. The Evaluation of Current Carbon Fibers / J.D.H. Hughes // J. Phys.: Appl. Phys., 1987. V.20. - № 3. - P. 276-285.

43. Johnson., DJ. Structure-Property Relationships in Carbon Fibers / D.J. Johnson. // J. Phys.: Appl. Phys., 1987. V.20. - № 3. - P. 286-291.

44. Буря, А.И. Зависимость свойств углепластиков от конечной температуры термической обработки углеродного волокна / А.И. Буря,

45. B.И. Дубкова // Тезисы докладов научно-технической конференции «Прогрессивные полимерные материалы, технологии их переработки и применение», 13-14 сентября, Ростов-на-Дону, Укриздат, 1988.-С.-34—36.

46. Фитцер, Э.М. Углеродные волокна и углепластики / Под ред. Э.М. Фитцер. М.: Мир, 1988. - 147 с.

47. Johnson., D.J. Structure-Property Relationships in Carbon Fibers / D.J. Johnson. // J. Phys.: Appl. Phys., 1987. V.20. № 3. - P. 286-291.

48. Браутман, JI. Современные композиционные материалы / Под ред. Л. Браутмана. М.: Мир, 1979. - 672 с.

49. Карпинос, Д.М. Композиционные материалы: Справочник. / Под ред. Д.М. Карпиноса. Киев: Наукова думка, 1985. - 592 с.

50. Черняк, М.Г. Непрерывное стеклянное волокно. Основы технологии и свойства / М.Г. Черняк. М.: Химия, 1965. - 320 с.

51. Асланова, М.С. Стеклянные волокна / Под ред. М.С. Аслановой. М.: Химия, 1979.-256 с.

52. Асланова, М.С. Влияние различных факторов на механические свойства стеклянных волокон / М.С. Асланова // Стекло и керамика. — 1969. — №3. С. 12-15.

53. Каминскас, А.Ю. Химия и технология минерального волокна / А.Ю. Каминскас. // Российский химический журнал. 2003. - Т.47. - № 4. -С. 32-38.

54. Гуняев, Г.М. Структура и свойства полимерных и волокнистых материалов. / Г.М. Гуняев. М.: Химия, 1981. - 315 с.

55. Торопов, Н.А. Физико-химические свойства и кристаллизация расплавов системы окись магния закись железа — кремнезем / Н.А. Торопов, Б.А. Брянцев / В кн. Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. - М.: Наука, 1965. - 86 с.

56. Китайгородский, И.И. Технология стекла / И.И. Китайгородский. -М.: Госстройиздат, 1969. 624 с.

57. Галушкин, А.П. Структура, состав, свойства и формование стеклянного волокна /А.П. Галушкин, В.И. Крыськов. -М.: Госстройиздат, ч. II, 1969.

58. Райлер, Р. Химия кремнезема: в 2 кн. Кн. 2 / Р. Райлер. / Под. ред. М.И. Прянишникова // М.: Мир, 1982. - 1127 с.

59. Будников, П.П. Неорганические материалы / П.П. Будников // М.: Наука, 1968.-312 с.

60. Джигирис, Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. М.: Теплоэнергетик, 2002. - 412 с.

61. Пелех, Б.Л. Методы исследования базальтовых волокон и их физико-механические свойства / Б.Л. Пелех / в кн. Базальтоволокнистые материалы и конструкции. Киев: Наукова думка, 1980. - С. 81-112.

62. Асланова, М.С. Влияние химического состава базальтового волокна на его кислотоустойчивость / М.С. Асланова, A.A. Мясников // Стекло и керамика. -1964.-№5.-С. 18-22.

63. Мясников, A.A. Влияние химического состава базальтового волокна на его химическую устойчивость / A.A. Мясников, М.С. Асланова // Стекло и керамика. 1964. - № 3. - С. 9-11.

64. Дацкевич, В.В. Базальтовые волокна, материалы и изделия / В.В. Дацкевич, А.Л. Смирнов, О.О. Семенов // В сб. Базальтоволокнистые материалы. -М.: Информконверсия, 2001. С. 268-278.

65. Тростянская, Е.Б. Базальтопластики / Е.Б. Тростянская, Ю.В. Кутырев // Пластические массы. 1976. - № 11. - С. 44-46.

66. Татаринцева, О.С. Изоляционные материалы из базальтовых волокон, полученных индукционным способом: дис. докт. техн. наук / Татаринцева Ольга Сергеевна. -Бийск, 2006. 272 с.

67. Велостацкая, В.Я. Экспериментальные исследования теплофизических свойств базальтового волокна / В.Я. Велостацкая // ИФЖ, 1976. Т. 30. - №.4. -С. 680-683.

68. Пат. 1823958 Российская Федерация. МКИ СОЗВ 37/00. Способ изготовления непрерывных минеральных волокон, 1996.

69. Пат. 2136617 Российская Федерация. МКИ 6С03В 37/00. Способ изготовления волокон из горных пород и устройство для его осуществления, 1999.

70. Джигирис, Д.Д. Разработка и исследование процессов получения базальтового волокна и изделий: дис. докт. техн. наук / Джигирис Дмитрий Дмитриевич. — Киев, 1981. — 174 с.

71. Пат. 2033977 Российская Федерация, МКИ 6 С 03 В 5/00. Печь для производства волокон из горных пород / A.B. Кравченко, A.A. Медведев, 1992.

72. Пат 1033456 Российская Федерация. МКИ С 03 В 37/06. Устройство для выработки волокна / Н.Г. Коновалов, C.B. Хлистун и Е.А. // Марковский Институт проблем литья АН Украинской ССР. Опубл. 15.04.1983. № 29. -С. 82.

73. Черняк, К.Н. Эпоксидные компаунды и их применение / К.Н. Черняк. -Л.: Судпромгиз, 1963.-231 с.

74. Деев, И.С. Структурообразование в наполненных термореактивных полимерах / И.С. Деев, Л.П. Кобец // Коллоидный журнал. 1999. - Т. 61. — № 6. - С. 650-660.

75. Марков, В.Г. Промышленные реактопласты и смолы / В.Г. Марков. -М.: Химия, 2006.-227 с.

76. Батаев, A.A. Композиционные материалы: строение, получение, применение / A.A. Батаев, A.B. Батаев // Учебник. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002.-384 с.

77. Брык, М.Т. Полимеры, образующиеся в присутствии минеральных наполнителей, их строение и физико-химические свойства / В кн.: Физикохимия многокомпонентных полимерных систем / Под ред. Ю.С. Липатова. Киев: Наукова Думка, Т. 1. - С. 9-82.

78. Торнер, Р. В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов) / Р.В. Торнер. М.: Химия, 1977. - 464 с.

79. Ричардсон, М. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. М. Ричардсона. — М.: Химия, 1981. 356 с.

80. Чернин, И.З. Эпоксидные полимеры и композиции / И.З. Чернин, Ф.М. Смехов, Ю.В. Жердев. М.: Химия, 1982. - 232 с.

81. Тростянская, Е.Б. Термопласты конструкционного назначения / Под ред. Е.Б. Тростянской. М.: Химия, 1975. - 72 с.

82. Эпоксидные смолы и полимерные материалы на их основе. Каталог. Черкассы, 1989. 26 с.

83. Циклоалифатические эпоксидные смолы. Международная отраслевая выставка «Химия-87». Москва, 1987. - 54 с.

84. Власов, C.B. Основы технологии переработки пластмасс / C.B. Власов, ЭЛ. Калинчев, Л.Б. Кандырин / Под ред. В.Н. Кулезнева, В.К. Гусева. М.: Химия. - 1995.-528 с.

85. Пакен, A.M. Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы / A.M. Пакен. Пер. с нем. / Под ред. Л.С. Эфроса. Л.: Госхимиздат, 1962. - 963 с.

86. Соколова, Е.М. Модифицированные эпоксидные клеи и покрытия в строительстве / Е.М. Соколова. М.: Стройиздат, 1990. - С. 3-12.

87. Гулиев, A.M. Модифицирование ЭД-20 эпоксисоединениями цикланового ряда / A.M. Гулиев, И.М. Ахмедов, К.В. Гулиев, З.М. Зейналова // Пластические массы, 1980. — № 12. — С. 39.

88. Холистер, Г.С. Материалы, упрочненные волокнами / Г.С. Холистер, К. Томас. М.: Металлургия, 1969. - 152 с.

89. Тарнопольский, Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы / Ю.М. Тарнопольский, И.Г. Жигун, В.А. Поляков. -М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

90. Тучинский, Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки / Л.И. Тучинский. М.: Металлургия, 1986. — 208 с.

91. Болотин, В.В. Механика многослойных конструкций / В.В. Болотин, Ю.Н. Новичков. М.: Машиностроение, 1980. - 220 с.

92. Кардашов, Д.А. Полимерные клеи. Создание и применение / Д.А. Кардашов, А.П. Петрова. — М.: Химия, 1983. — 256 с.

93. Сычев, М.М. Неорганические клеи / М.М. Сычев. Л.: Химия.: 1974. —160 с.

94. Петрова, А.П. Термостойкие клеи / А.П. Петрова. М.: Химия, 1977. —200 с.

95. Фрайзер, А.Г. Высокотермостойкие полимеры / А.Г. Фрайзер. М.: Химия, 1971.-294 с.

96. Каролл-Порчинский, Ц.З. Материалы будущего / Ц.З. Каролл-Порчинский / Под ред. В.Н Михайлова. -М.: Химия, 1966. 239 с.

97. Соболевский, М.В. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов / М.В.Соболевский.— М.: Химия, 1975.— С. 93-112.

98. Бюллер, К.У. Тепло- и термостойкие полимеры / К.У. Бюллер. М.: Химия, 1984. - 155 с.

99. Адрова, Н.А. Полиимиды новый класс термостойких полимеров / Н.А. Адрова- Л.: Наука, 1995. -68 с.

100. Михайлин, Ю.А. Технологические и эксплуатационные свойства полиимидных связующих, препрегов и имидопластов / Ю.А. Михайлин // Пластические массы. 1984. - № 3. - С. 31-33.

101. Киреев, В.В. Новые термостойкие кремнийорганические связующие / В.В. Киреев, В.П. Рыбалко, В.А. Савин // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве. Ташкент, 1983. — С. 132-133.

102. Браутман, Л. Композиционные материалы: в 8 т. / Л. Браутман, Р. Крок. Т.З: Применение композиционных материалов в технике / Под ред. Б. Нотона. - М.: Мир, 1978. - 511 с.

103. Головкин, Г.С. Армированные пластики / Под ред. Г.С. Головкина, В.И. Семенова. М.: Изд-во МАИ, 1997. - 404 с.

104. Тростянская, Е.Б. Теплостойкие линейные полимеры и пластики на их основе / Е.Б. Тростянская. М.: Изд-во МАТИ, 1989 - 78 с.

105. Заявка 376731 Япония, МКИ С 08 J 5/24 Способ непрерывного формирования полимерного материала, упрочненного стекловолокном / Хасимото Манабу // Кокай токе кохо. Сер. 3 (3). 1991. — С. 243-244.

106. Головин, Г.С. Волоконная технология переработки ТКМ / Г.С. Головин, В.А. Гончаренко, В.П. Дмитриенко / Под ред. Г.С. Головина. Способ непрерывного формирования полимерного материала, упрочненного стекловолокном.: М.: Изд-во МАИ, 1993. 232 с.

107. Lockheed-Georgia developing thermoplastic composite technology // SAMPE Jjurnal. 1987. - V.23. - № 1. Способ непрерывного формирования полимерного материала, упрочненного стекловолокном. — Р. 93.

108. Turntr, R.M., / R.M. Turntr, F.N. Cogswtll F.N. // SAMPE Jjurnal. 1987. - V.23 — № l.-P. 40^44.

109. Тростянская, Е.Б. Термоустойчивость пластиков конструкционного назначения / Под ред. Е.Б. Тростянской. М.: Химия, 1980. — 240 с.

110. Pabvovski, D. CNG cylinder manufacturers test basalt fibre / D. Pabvovski, B. Mislavsky, A. Antonov // Reinforced Plastics. Apr. 2007. - 51 (4).-P. 36-37, 39.

111. Михайлин, Ю.А. Требования к матрицам ПКМ / Ю.А. Михайлин, И.П. Мийченко, Ю.С. Первушин // Учеб. пос. Уфа: Изд-во УГАТУ, 1996.70 с.

112. Методика МИ 100018691.25106.07.00015. Определение прочностных характеристик элементарных волокон. Инв. № МИ - 115 ИПХЭТ СО РАН. 2008.

113. Методика МИ 100018691.25106.07.00014. Изготовление однонаправленных колец из полимерного композиционного материала. Инв. № МИ - 14 ИПХЭТ СО РАН. 2008.

114. Старцев, О.В. Моделирование вязкоупругих свойств полимерных систем по результатам динамического механического анализа / О.В. Старцев,

115. A.С. Кротов, Д.В. Филистович, Н.Н. Петрова, А.Ф. Попова // Сб. докл. I Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». — М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. С. 60-61.

116. Васильев, В.В. Композиционные материалы: Справочник / Под ред.

117. B.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. — С. 54, 58-59.

118. Walker, D., Mullins О. Surface tension of natural silicate melts from 1200 1500 °C and implications for melt structure // D. Walker, O. Mullins Contr. Mineral, Petrol. - 1981. - V. 76. - 455 p.

119. Перлин, C.M. Химическое сопротивление стеклопластиков /

120. C.M. Перлин, В.Г. Макаров. М.: Химия, 1983. - 184 с.

121. Тростянская, Е.Б. Новые тенденции в оптимизации свойств наполненных пластиков / Е.Б. Тростянская, Г.С. Головкин // Пластические массы.-1976.-№ 11.-С. 11-17.

122. Скудра, A.M. Прочность армированных пластиков / A.M. Скудра, Ф.Я. Булава. М.: Машиностроение. 1987. - 216 с.

123. Ruan, J. A method for repairing, reinforcing or enhancing a pipeline by use of basalt fiber composite material / J. Ruan, X. Wang, G. Liu, M. Lu // Patent cooperarion treaty application, Jul.; 2008.

124. Новикова, O.A. Причины различной эффективности замасливателей— аппретов / O.A. Новикова // В сб. трудов ВНИИСПВ, 1980. С. 25-34.

125. Парфит, Г. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел / Г. Парфит, К. Рочестр. Пер. с англ. Тарасевича Б.Н. Под. ред. Лыгина В.И. М.: Мир, 1986.-488 с.

126. Шашаков, Н.А. Вопросы структуры силикатных стекол / Н.А. Шашаков. М.: Изд-во Академии наук СССР, Москва 1954. - 192 с.

127. Пат. 2130509 Российская Федерация МКИ 6 С 03 В 5/00. Способ получения композиционного материала / А.Н. Тимофеев, Е.А. Богачев, А.В. Габов. Опубл. 26.01.1998.

128. Medvedev, О. Basalt use in hot gas filtration / O. Medvedev, Y. Tsybulya // Filtration and Separation, Jan.; 2005. 42 (1). - P. - 34-37.

129. Колесников, В.И. Влияние адгезионного взаимодействия на границе раздела компонент на физико-механические характеристики композита /

130. B.И. Колесников, А.В. Волков, Н.А. Мясников // Трение и износ, 1995. № 2. —1. C. 309-314.

131. Startsev, O.V. Peculiarities of Ageing of Aircraft Materials in a Warm Damp Climate. / O.V.Startsev .In book: Polymer Yearbook 11/ Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1993. - P. 91-109.

132. Startseva, L.T. Effect of corrosive medium on properties of metal-plastics laminates / L.T. Startseva, G.F. Jelesina, O.V. Startsev, G.P. Mashinskaya, B.V. Petrov // Int. J. Polym. Mater., 1997. V.37. - P. 151-160.

133. Zaikov, G.E. Kinetik aspects of degradation and stabilization of polymers / G.E Zaikov. In book: Polymer Yearbook 5 / Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1986.- P. 171-193.

134. Kong, E.S.W. Physical aging in epoxy matrices and composites / E.S.W. Kong. In book: Advances in Polymer Science 80, 1986. P. 125-171.

135. Robson, J.E. The bonded repair of fibre composites: effect of composite moisture content / J.E. Robson, F.L Matthews, A.J. Kinloch // Composites Science and Technology, 1994. V. 52. - № 2. - P. 235- 246.

136. Weitsman, Y.J. Effects of Fluids on the Deformation, Strength and Durability of polymeric Composites — An Overview / YJ. Weitsman, M. Elahi // Mechanics of Time-Dependent Materials, 2000. V. 4 - P. 107-126.

137. Buehler, F.U. Effect of reinforcement and solvent content on moisture absorption in epoxy composite materials / F.U. Buehler, J.C. Seferis // Composites: Part A, 2000. V.31. - P. 741- 748.

138. Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН1. Инв. № МИ-14 УТВЕРЖДАЮ

139. Экз. № Л Дире15^ор> д.х.н.'/6&Ц C.B. Сысолятин « » 0^1 2008 г.

140. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ КОЛЕЦ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО1. КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА1. Методикаs s МИ- 100018691.25106.07.00014с к о С ё ъ Заведующая лабораторией № 3, д.т.н.4 « m X 5 £ m' X S s ce m m бШя^ь/ О.С. Татаринтте.пя « ^ » 2008 г

141. Инв. Ks подл. | Подп. и дата Бийск 20081. Формат A4

142. Настоящая методика распространяется на изготовление модельных образцов армированного волокнами в виде ровинга, комплексной нити или жгута пластика для проведения прочностных испытаний.

143. Методика получения однонаправленных колец основана на прохождении армирующего материала через связующее и намотки его на оправку определенного диаметра и ширины с последующим термическим отверждением.1. Изм. Лист1. Л* докцм.1. Дата

144. МИ I ООО 18691.25! 06.07.000141. Разраб.1. Зимин Д.Е.1. Пройер.1. Татаринцсва СГС /1. Н. Контр. Утверд.1. Попова И.Д.

145. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ КОЛЕЦ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО композиционного МАТЕРИАЛА1. Шв1. Лист1. Листов141. ИПХЗТ СО'РАН

146. Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН1. Инв. № МИ 15 Экз. № ^

147. УТВЕРЖДАЮ Директх5р/ц.х.н.

148. С.В. Сысолятин « /9 » <?С/ 2008 г.

149. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

150. ВОЛОКОН Методика МИ 10018691.25106.07.000151. С Ч ОС