автореферат диссертации по металлургии, 05.16.09, диссертация на тему:Повышение прочностных свойств стеклопластиков путем предварительного электрофизического воздействия на полимерное связующее

00461

На правах рукописи

Никишечкин Вячеслав Леонидович

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ

ч

Специальность 05.16.09 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомольск-на-Амуре - 2010

2 8 ОКТ ?Ш0

004611952

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» (г. Хабаровск) и ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск).

Научный руководитель Научный консультант

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Еренков Олег Юрьевич

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Ри Хосен

доктор технических наук, профессор Ким В.А. (г. Комсомольск - на - Амуре)

кандидат технических наук, доцент Муромцева Е.В. (г. Хабаровск)

Институт физики прочности материаловедения СО РАН (г. Томск)

Защита состоится « 26 » октября 2010 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО КнАГТУ) по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Факс: 8(4217) 54-0887; e-mail: mdsov@knastu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета.

Автореферат разослан сентября 2010

г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Пронин А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Благодаря особым свойствам, присущим только пластическим массам, применение их в машиностроении открывает широкие конструктивно-технологические возможности для создания машин и аппаратов на более высоком техническом уровне. Многие пластмассы, являясь самостоятельными конструкционными материалами, с большим успехом вытесняют как цветные, так и черные металлы.

При этом особого внимания заслуживают стеклопластики, которые представляют собой термореактивную пластмассу, состоящую из синтетической смолы со стекловолокнистым наполнителем. Высокая удельная прочность в сочетании с хорошей химической стойкостью по отношению ко многим агрессивным средам открывает возможности использования стеклопластиков в различных отраслях промышленности и, в частности, в центробежных компрессорных машинах, обслуживающих различные химические производства.

Несмотря на многообразие способов получения деталей и изделий из стеклопластиков, применение их в качестве конструкционного материала часто ограничивается достигнутым уровнем их прочностных свойств, которые, - в свою очередь^ лимитируются несовершенством технологического процесса и нестабильностью свойств полимерных связующих. Очень часто имеют место механические повреждения деталей наиболее нагруженных узлов энергетических машин таких, как рабочие лопатки, диски и т.д.

Таким образом, задача повышения прочностных свойств стеклопластиков, в том числе за счет новых технологических решений, является актуальной.

Цель работы - повышение прочностных свойств стеклопластиков на основе определения связей между прочностными свойствами полимерного связующего и параметрами предварительного электрофизического воздействия.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследований:

1. Выполнить анализ современных методов модификации полимерного связующего, предназначенных для повышения прочностных Свойств изделий из стеклопластика.

2. Разработать механическую модель и методику расчета напряженного состояния деталей, выполненных из стеклопластика, во время эксплуатации.

3. Разработать новый способ формования стеклопластиков с применением предварительного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и магнитогидродинамическими силами на полимерное связующее с целью повышения прочностных свойств.

4. Провести экспериментальные исследования для установления взаимосвязи между параметрами предварительных электрофизических

воздействий на полимерное связующее и механическими свойствами стеклопластика: пределом прочности при сжатии, пределом прочности при растяжении, пределом прочности при статическом изгибе, твердостью, ударной вязкостью.

Научная новизна работы:

- разработан и научно обоснован способ формования изделий из стеклопластика с применением предварительного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и магнитогидродинамическими силами на полимерное связующее;

- разработана методика расчета напряженного состояния деталей, выполненных из стеклопластика, во время эксплуатации;

- экспериментально установлены связи между видом и параметрами предварительных электрофизических воздействий на полимерное связующее и комплексом прочностных свойств стеклопластика.

Практическая значимость работы заключается в:

- разработке и применении экспериментального стенда для осуществления индивидуального и комбинированного электрофизического воздействия на полимерное связующее;

- определении значений параметров электрофизического воздействия и вибрационной обработки эпоксидного связующего;

в разработке научно-обоснованных рекомендаций по повышению прочностных свойств стеклопластика путем предварительной электрофизической обработки полимерного связующего и внедрении их в производственную деятельность ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва) и ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск).

Апробация результатов работы:

Основные результаты работы были представлены на XI Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2007 г.); на VI Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (г. Курск, 2008 г.); на VIII международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2009 г.); на Международной научно-технической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2009 г.); на I конференции «Производители и потребители компрессорной техники» (г. Казань, 2010 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 в изданиях рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 142 страницах, . включает 37 рисунков и 37 таблиц. Библиографический список составлен из 115 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы научных исследований, сформулированы цель и задачи, изложены научные положения и новизна, отмечена практическая значимость работы исследования.

Основу содержания первой, главы составляет аналитический обзор теоретических и экспериментальных исследований в области создания и модификации стеклопластиков, включающий в себя рассмотрение следующих вопросов: 1) общая характеристика стеклопластиков, назначение и области применения; показано, что стеклопластики широко используются при изготовлении узлов и деталей машин, во многих конструкциях они успешно заменяют металлы, улучшая эксплуатационные свойства машин и агрегатов, при этом особенностью стекловолокнистых материалов является то, что они, как правило, образуются одновременно с изготовлением изделий во время формования в формах, поэтому их свойства определяются не только характеристиками исходных компонентов, но и технологическим процессом; 2) исследования изменения физических свойств полимерных материалов при разных способах их модификации; представлены классификация и характеристика способов модификации эпоксидных олигомеров, выступающих в качестве связующего при изготовлении стеклопластиков, при этом для получения стеклопластика с высокими эксплуатационными характеристиками необходимо направленное регулирование технологических и физико-химических процессов, например, с помощью электрофизического воздействия на связующее; 3) современные представления о прочности полимерных материалов; представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований, доказывающие, что преодоление сил взаимодействия между атомами и молекулами твердого полимера могут происходить под влиянием тепловой энергии, механических воздействий, излучений и т.д.

Большой вклад в исследование процессов создания, модифицирования и формирования свойств полимерных материалов внесли известные ученые Атовмян Е.Г., Ганиев М.М., Бадамшина Э.Р., Берлин А. Н., Брагинский. В.А., Зеленев Ю.В., Иванов В.А., Кестельман В. Н., Охлопкова A.A. и другие.

Исследованию структуры, свойств и процессов разрушения полимерных материалов посвящены работы Аскадского A.A., Бартенева Г.Н., Журкова С.Н., Каргина В.А., Карташова Э.М., Огибалова П.М., Ратнера С.Б., Сломинского Г.Л., Френкеля Я.И.

Исследованиями профессора Ри Хосена впервые установлено положительное влияние облучения расплавов наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) на их строение, процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства сплавов на основе меди, алюминия, магния и железа. Профессором Еренковым О.Ю. впервые установлен факт

изменения прочности и твердости конструкционных полимерных материалов после облучения их НЭМИ. Всё вышеизложенное указывает на необходимость разработки и исследования новых способов модифицирования полимерных материалов для повышения их прочностных свойств на основе электрофизического воздействия с применением наносекундных электромагнитных импульсов.

Во второй главе дано описание нового комбинированного способа формования изделий из эпоксидной смолы; приведены значения основных параметров электрофизических воздействий; представлена методика расчета напряженного состояния материала при эксплуатации изделия из стеклопластика; исследован вопрос множественного образования микротрещин при механической нагрузке полимеров.

Методической основой разработанного способа формования изделий из эпоксидной смолы является предварительная обработка связующего в жидкой фазе наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) и магнитогидродинамическими силами (МГДС).

В качестве источника НЭМИ применяли специальный генератор ГНИ-01-16, изготовленный в Южно-Уральском ГУ, и установку электромагнитного перемешивания (ЭМП) для возбуждения магнитогидродинамических сил, изготовленную при непосредственном участии автора.

При проведении экспериментов использовали следующие режимы электромагнитного воздействия:

наносекундные электромагнитные импульсы (НЭМИ): длительность импульса 1 не; амплитуда импульсов 6 кВ; мощность в одном импульсе более 1 МВт; частота повторения импульсов 1000 Гц;

электромагнитное поле (ЭМП): частота колебаний V = 0,5 Гц; длительность прямого импульса - 0,02 с, реверса - 1,8 с, обратного импульса - 0,02 с.

На рис. 1 представлена общая структурная схема эпоксидного олигомера. Как видно, данный линейный полимер является гетероцепным и содержит эпоксидны, метальные и гидроксильные группы в виде боковых ответвлений.

СН2-СН-СН,-

V

СНэ

-о-сл-с-ед-о-снь-сн-сн,-сн3 он

Рис. 1. Структурная схема эпоксидного олигомера

Воздействие на полимерное связующее в жидкой фазе НЭМИ способно увеличить количество атомов, обладающих избыточной энергией, необходимой для совершения акта перехода частицы из одного положения равновесия в другое. Такой переход, как известно из

кинетической концепции прочности полимеров, вызывает уменьшение энергий химических связей. В нашем случае, по-видимому, под действием НЭМИ происходит разрыв главной цепи связующего Этал Т 210 по наименее прочным, боковым С-С и С-0 связям, что и должно являться причиной последующего ухудшения физико-механических свойств как связующего, так и композиционного материала в целом. При этом разрыв связей всегда сопровождается образованием на их концах радикалов, обладающих высокой реакционной способностью.

Обработка эпоксидного связующего электромагнитным полем (ЭМП) обеспечивает упругое деформирование основных полимерных цепей. Возникновение упругих деформаций связано с изменением в макромолекулах, под действием образующихся поднеромоторных сил, межатомных расстояний и валентных углов, а также - с изменением межмолекулярных расстояний, когда преодолеваются межмолекулярные Ван-дер-ваальсовые силы упругости.

Таким образом, должно иметь место изменения пространственных структур макромолекул полимера, т.е. изменение их конформаций. Изменение конформации макромолекул с большой вероятностью позволит обеспечить возможность столкновения образованных во время обработки НЭМИ активных радикалов, которые вступают друг с другом во взаимодействие и образуют многочисленные химические связи между макромолекулами. Это должно привести к образованию пространственной или сетчатой структуре полимерного связующего при дальнейшем отверждении. Образование пространственной структуры способствует повышению ряда физико-механических свойств как непосредственно эпоксидного связующего, так и конечного продукта - стеклопластика: растворимость, прочность, ударная вязкость, жесткость и др.

Композиционный характер стекловолокнистых материалов и прежде всего наличие полимерного связующего обусловливают существенную зависимость свойств стеклопластиков от условий работы конструкции. Для описания напряженного состояния полимерного материала в данной работе использована известная модель упруговязкого тела Максвелла, которая состоит из последовательно соединенных упругого и вязкого элементов.

Возникновение упругих деформаций связано с изменением в макромолекулах под действием приложенных сил межатомных расстояний и валентных углов, а в некоторых случаях — с изменением межмолекулярных расстояний, когда преодолеваются межмолекулярные силы упругости, которые еще называют вторичными или Ван-дер-ваальсовыми силами. В результате в материале происходит образование новых и развитие имеющихся микротрещин, в вершинах которых имеются зоны перенапряжения, являющиеся причиной возникновения вязкого характера деформации.

Рассматривая бесконечно малые деформации и учитывая принцип составления интегральных и дифференциальных уравнений при последовательном соединении элементов модели, можно записать

е = е,+е„ (1)

где г - общая абсолютная деформация; еу- упругая деформация; еъ - вязкая деформация.

Выражая упругую деформацию посредством закона Гука а вязкую -законом Ньютона

от = ЕеЕ, (2)

(3)

Л

получим линейное дифференциальное уравнение первого порядка относительно напряжения <т :

+ (-44

Е а \1 Л' ( '

При выводе формулы (4) принимается линейный закон взаимосвязи напряжений со скоростью деформации (3). Однако, эпоксидное связующее относится к классу неньютоновских жидкостей, следовательно, необходимо принимать во внимание нелинейность характера зависимости напряжений от скорости деформации:

» = <Ч

где п - показатель степени, учитывающий нелинейный характер зависимости между напряжением и скоростью деформирования, вследствие изменения структуры полимера под действием электрофизической нагрузки.

Таким образом, предлагаемая к рассмотрению модель упруговязкого тела имеет в своем составе упругий и вязкоупругий нелинейный элементы. Запишем выражение (1) полной деформации в дифференциальном

виде

= ^ + (6) а л л 4 '

Дифференцируя (2) по времени получаем выражение для упругой деформации

¡¿а _ ¿г £?£ 1 ¿о

— = Е —- или —- ----. (7)

Л Л Л Е Л к '

Выражение для вязкой деформации выразим из (5)

^ ио ъ

Подставляем (7) и (8) в (6), получаем

а Сс/еь V [а с/еь £?еь (а V /о\

(8)

+ № (9)

л е л (и;

Решая дифференциальное уравнение (9) для случая постоянной йг

деформации, т. е. — = 0, получаем выражение (10), позволяющее Л

определить напряженное состояние полимерного материала во время эксплуатации изделий, изготовленных из него:

? [п-\)-Е-{

(10)

Анализ данного уравнения показывает, что согласно представленной модели, на напряженное состояние полимерного материала при эксплуатации существенное влияние оказывают состояние структуры материала после предварительного электрофизического воздействия, а также напряжения вызванные влиянием внешней нагрузки при эксплуатации деталей.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований временной зависимости свойств связующего и стеклопластика, обоснование выбора исследуемого стеклопластика, описание экспериментальной установки, контролируемые прочностные свойства материала, методика и аппаратура для их экспериментальных исследований.

В качестве материала для изготовления экспериментальных образцов было использовано полимерное связующее Этал Т 210 и два вида наполнителя с общей основой - стеклотканью Т11, и разными замасливателями: 78 и ГВС9. Соответственно были изготовлены следующие образцы стеклопластика: Этал Т 210-Т11-78 и Этал Т 210-Т11-ГВС9. Образцы изготавливали с помощью установки вакуумно-компрессионной пропитки и печи сопротивления для термообработки материала, установленной на ОАО «Дальэнергомаш».

В табл. 1 сведены значения прочностных свойств полученных образцов стеклопластика в зависимости от типа замасливателя.

Анализ представленных в табл.1 экспериментальных данных позволяет сделать вывод о том, что стеклопластик с применением связующего Этал Т 210, стеклоткани Т11 и замасливателя ГВС9 обладает повышенной прочностью. Об этом свидетельствует более высокие значения предела всех установленных прочностных характеристик стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9 по сравнению с материалом Этал Т 210-Т11-78. Таким образом, дальнейшие экспериментальные исследования были посвящены стеклопластику Этал Т 210-Т11-ГВС9 и его компонентов.

Проводились экспериментальные исследования влияния временной выдержки полимерного связующего до реакции полимеризации на

прочностные характеристики как непосредственно связующего, после отверждения, так и изготовленного с его участием стеклопластика.

Таблица 1

Прочностные характеристики исследуемых стеклопластиков

Тип стеклопластика Прочностные характеристики

Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при растяжении, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Ударная вязкость, кДж/м2

Этал Т210-Т11-78 455 383 532 250

Этал Т 210-Т11-ГВС9. 528 406 665 280

На рис.2,а представлены экспериментальные данные, позволяющие оценить уровень взаимосвязи, в виде графических зависимостей, между значениями прочностных характеристик полимерного связующего Этал Т 210 и временем его выдержки перед отверждением. Анализ представленных данных показывает, что с увеличением времени выдержки связующего имеет место некоторое снижение прочностных свойств.

На рис.2,б представлены экспериментальные данные, анализ которых позволяет заключить, что прочностные свойства стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9 также имеют некоторую тенденцию снижения с увеличением времени выдержки полимерного связующего. Такая тенденция объясняется снижением степени пропитки стеклоткани связующим и соответственно ухудшением адгезии на границе «связующее-стеклоткань».

Такой вывод подтверждается экспериментальными данными по влиянию времени выдержки связующего на изменение его вязкости, представленными на рис.3. Экспериментально доказано, что с увеличением времени выдержки повышается вязкость исследуемого полимерного связующего, что и является причиной снижения степени пропитки стеклоткани и, соответственно, прочностных свойств готового материала.

Полученные образцы связующего и стеклопластика в виде пластин и лопаток подвергались следующим исследованиям, согласно ГОСТ 4648-71 и ГОСТ 186-11262: испытания образцов связующего с целью определения напряжений сжатия, растяжения, изгибающих напряжений, прочности при межслойном сдвиге, ударной вязкости и твердости как после электрофизического воздействия, так и без него; испытания образцов

стеклопластика с целью определения напряжений растяжения, изгибающих напряжений, прочности при межслойном сдвиге, ударной вязкости и твердости как после электрофизического воздействия, так и без него.

I 140

я 135 | 130

I 125 | 120

£0123

Время выдержки, ч

| 700

я 600 й

§ 500

9

1-400 | 300

4 5 0 1 2 3 4

Время выдержки, ч

дмш&ишил и! 1. пил

исследований.

Рис. 3. Значения вязкости полимерного связующего

а

__ 2

1

б

2

1

Рис. 2. Значения прочностных характеристик экспериментальных образцов: а - полимерного связующего Этап Т 210; б - стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9; 1- прочность на сжатие; 2- прочность на изгиб

Так же проводились предварительные экспериментальные исследования по установлению взаимосвязи между продолжительностью и видом электрофизического воздействия на полимерное связующее, и режимом виброактивации жидкого эпоксидного связующего, предварительно отверждению, и плотностью отвержденных образцов.

В графическом виде полученные результаты исследования изменения плотности полимерного связующего представлены на рисунке 4. Анализ представленных данных показывает, что предварительная вибрационная, равно как и электрофизическая обработка приводит к изменению структуры связующего. Это является обоснованием

целесообразности проведения

Время выдержки, ч

Время виброобработки, мин

Время виброобработки, мин

Рис. 4. Плотность полимерного связующего: а- после электрофизического воздействия: 1 - НЭМИ; 2 - ЭМП;

3 - совместное воздействие НЭМИ и ЭМП; б - после вибрационной обработки: 1 - {■■= 100 Гц, А = 60 мкм; 2 - Г= 100 Гц, А = 20 мкм;

3 - Г = 50 Гц, А= 60 мкм; 4 - Г= 50 Гц, А = 20 мкм

Измерение вязкости полимерного связующего Этал Т 210 проводили в соответствии с положениями ГОСТ 8420-74 при помощи вискозиметра ВЗ-4. Измерение твердости исследуемых образцов проводили по методу Бринелля в соответствии с положениями ГОСТ 4670-90. Механические свойства экспериментальных образцов определяли на испытательных машинах УММ-20, МК-ЗОА и ТБ 5004. Качество обработанной резанием поверхности деталей из исследуемого материала контролировали при помощи профилометра ТЯ 200 производства США. Оценивались основные параметры шероховатости согласно ГОСТ 2789-73 и международного стандарта КО 4288. Токарную обработку проводили на токарном патронно-центровом станке с ЧПУ модели РТ755Ф311, а разрезку -абразивным кругом.

Для проведения экспериментальных исследований была создана экспериментальная установка, схема которой представлена на рис. 5.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию изменения механических свойств стеклопластика в зависимости от параметров и варианта электрофизического воздействия на полимерное связующее.

Экспериментальные исследования проводились в несколько этапов. На первом этапе был выполнен базовый эксперимент, цель которого -определение механических свойств связующего и стеклопластика без применения какого-либо предварительного воздействия. На последующих этапах осуществлялись индивидуальные воздействия НЭМИ и ЭМП на связующее и стеклопластик, а также их совместное воздействие.

На рис.6 приведены экспериментальные данные, позволяющие установить влияние времени предварительных электрофизических обработок на полимерного связующего Этал Т 210 на прочность при сжатии.

Рис. 5. Схема экспериментальной установки для совместного воздействия НЭМИ и ЭМП на полимерное связующее: 1 - аппарат управления установки ЭМП; 2 - катушка индуктивности; 3 - электропитание катушки индуктивности; 4 - генератор ГНИ-01-16; 5 - электропитание электродов излучения НЭМИ; 6 - полимерное связующее; 7 - диэлектрическая емкость; 8 - диэлектрические подставки; 9 - электроды излучения

Рис. 6. Предел прочности при растяжении образцов из эпоксидного связующего Этал Т 210:1- после воздействия НЭМИ;

2 - после воздействия ЭМП; 3- после воздействия НЭМИ и ЭМП

Сравнительный анализ представленных данных, табл.2, позволяет сделать вывод о том, что обработка полимерного связующего НЭМИ или ЭМП незначительно влияет на изменение предела прочности при сжатии; совместная обработка связующего НЭМИ и ЭМП приводит к повышению предела прочности при сжатии, максимум которого 166 МПа (при базовом значении 134 МПа) наблюдается после 25 минутной обработки.

Сводные данные по значениям прочностных параметров полимерного связующего в зависимости от времени и вида электрофизической обработки сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Значения прочностных параметров полимерного связующего в зависимости от времени и вида электрофизической обработки

Вид воздействия Время обработки связующего, мин

5 10 15 20 25 30

Прочность при сжатии, МПа

НЭМИ 133 138 133 133 135 142

ЭМП 132 130 135 129 131 132

Совместно 143 148 153 156 166 165

Прочность при статическом изгибе, МПа

НЭМИ- 132 136 135 138 135 134

ЭМП 136 133 135 133 131 132

Совместно 147 153 164 178 195 192

Ударная вязкость, кДж/м2

НЭМИ 10 9,8 9,6 9,5 9,6 9,7

ЭМП 9,7 9,8 9,6 9,7 9,6 9,8

Совместно 9,8 10 11,5 12 13 13,5

Анализ этих данных позволяет заключить, что совместная обработка НЭМИ и ЭМП полимерного связующего в течении 25 минут обеспечивает формирование такой структуры полимера, которая обладает наивысшими прочностными характеристиками.

На рис. 7 представлены экспериментальные данные позволяющие оценить взаимосвязь между ■ видом и временем электрофизического воздействия на эпоксидное связующее Этал Т 210 и ударной вязкостью образцов из стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9.

Продолжительность воздействия, мин

Рис. 7. Ударная вязкость стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9: 1- после воздействия НЭМИ; 2 - после воздействия ЭМП; 3- после комбинированного воздействия НЭМИ и ЭМП

. Анализ полученных данных (рис.7) позволяет заключить, что совместная обработка НЭМИ и ЭМП полимерного связующего позволяет повысить качество готового стеклопластика, о чем свидетельствуют более высокие значения ударной вязкости материала по сравнению с полученными при индивидуальных обработках НЭМИ и ЭМП и без обработки. При этом вполне очевидно, что оптимальная продолжительность предварительной совместной обработки НЭМИ и ЭМП полимерного связующего составляет 20-25 минут.

Сводные данные по значениям прочностных параметров полимерного связующего в зависимости от времени и вида электрофизической обработки сведены в таблицу 3. Анализ этих данных позволяет заключить, что совместная обработка НЭМИ и ЭМП полимерного связующего в течение 25 минут обеспечивает формирование такой структуры полимера, которая обладает наивысшими прочностными характеристиками.

На данном этапе исследовалась взаимосвязь между режимом виброактивации жидкого эпоксидного связующего, предварительно отверждению, и пределом прочности стеклопластика при статическом изгибе.

Таблица 3

Значения прочностных параметров стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9 в зависимости от времени и вида электрофизической обработки связующего

Вид воздействия Время обработки связующего, мин

5 10 15 20 25 30

Прочность при сжатии, МПа

НЭМИ 310 302 307 311 306 304

ЭМП 303 308 304 310 307 313

Совместно 315 332 356 383 415 419

Прочность при статическом изгибе, МПа

НЭМИ 652 663 665 662 648 650

ЭМП 659 645 664 667 673 668

Совместно 678 684 699 711 719 718

Прочность при растяжении, МПа

НЭМИ 380 396 379 412 419 382

ЭМП 428 401 407 419 423 434

Совместно 435 449 471 488 510 510

Оценить такую взаимосвязь можно с помощью графически представленных данных, рис.8. В случае реализации указанных режимов

виброактивации связующего наблюдается изначально рост предела прочности стеклопластика при изгибе, а затем, при превышении 5 минут виброобработки, либо некоторое снижение прочности, либо сохранение постоянного ее значения. При этом наиболее оптимальным режимом виброактивации, из исследуемых в данной работе, является следующий: частота колебаний 100 Гц, амплитуда колебаний 60 мкм. Именно при реализации данного режима обеспечивается максимальное значение предела прочности при изгибе стеклопластика в случае предварительной виброобработки связующего в течение 5 минут.

а в■ е а в

2 5

£

700 690 680 670 660 • 650 640

! !

' ! 1Л Р*" ;

' ' А Й-

/ж ¡4

1

¡\ •

285

Й 275

5 §

8 265 а

0123456789 10 Время виброобработки, мин

В 255 8-¡г

1 1 ТГ1

4 ""4 —I—

'¿А 1 1

0123456789 10 Время виброобработки, мин

Рис.8. Физико-механические свойства полимерного связующего: 1 - Г= 100 Гц, А = 60 мкм; 2 - £= 100 Гц, А = 20 мкм; 3 - Г= 50 Гц, А —60 мкм; 4 - Г= 50 Гц, А = 20 мкм; а) изгибающее напряжение; б) ударная вязкость

В данной работе проводились экспериментальные исследования эффективности механической обработки стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9, полимерное связующее которого было предварительно обработано НЭМИ и ЭМП в течении 25 минут. Осуществлялись следующие виды механической обработки: точение, разрезка. Основное требование, предъявляемое к указанным операциям -обеспечение минимального уровня шероховатости обработанной поверхности.

На рис. 9 представлены профилограммы обработанных точением поверхностей деталей из стеклопластика, а в таблице 4 сведены численные значения отдельных параметров шероховатости для случаев точения и разрезки заготовок из исследуемого материала.

Анализ данных (рис.9,а, б и табл.4) позволяет сделать заключение о том, что механическая обработка стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9, выполненного из предварительно обработанного НЭМИ и ЭМП связующего обеспечивает получение более качественно обработанной поверхности. Об этом свидетельствует экспериментально установленный факт снижения параметров шероховатости обработанной поверхности модифицированного стеклопластика до 2 раз по сравнению с поверхностью стандартного материала.

а б в

Длина измеряемой поверхности, мм

Рис. 9. Профилограммы обработанных точением поверхностей деталей из стеклопластика: а — без предварительной обработки связующего; б - облучение связующего НЭМИ (10 минут); в - облучение связующего НЭМИ (20 минут)

Таблица 4

Результаты исследования шероховатости поверхности деталей из стеклопластика при различных видах обработки

Вариант точения Параметры шероховатости, мкм

Яа Яг Ятах Яр 11т Бт Бк

Точение

Обычное точение 12,61 32,72 30,97 14,02 21,95 0,337 0,976

После облучения связующего НЭМИ 7,505 15,24 20,75 9,232 11,52 0,186 0,600

Разрезка

Обычное точение 18,7 40,20 37,90 11,80 19,10 0,101 0,131

После облучения связующего НЭМИ 12,88 29,33 22,37 6,203 8,55 0,098 0,103

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований влияния обработки наносекундными электромагнитными импульсами твердых конструкционных полимерных материалов на изменение их физико-механических параметров.

В качестве исследуемых материалов использовались широко применяемые в машиностроении термопласты капролон и фторопласт — 4. Во время исследования проводились следующие эксперименты по исследованию влияния облучения ГОМИ на прочность при растяжении и твердость материала.

На рис. 10 представлены экспериментальные графики по прочности соответственно гетинакса и капролона в зависимости от времени воздействия НЭМИ. Прочность термопластичных материалов (капролона и фторопласта-4) оценивалась по пределу вынужденной эластичности. Анализ представленных данных показывает, что облучение указанных материалов НЭМИ в течение 5, 10 и 20 минут приводит к снижению прочности образцов, о чем свидетельствует снижение соответствующих значений пределов вынужденной эластичности по сравнению с базовыми (без облучения НЭМИ) образцами;

120

«

80

«

В 40

О.

в 0

0 2 4 6 Время нагружения, с

100

я 80

^ 60

ш.

я а 40

20

о.

в 0

а

/

0 10 20 30 Время нагружения, с

40

Рис. 10. Прочность материала зависимости от времени облучения НЭМИ: 1 - без облучения; 2- 5 минут; 3-10 минут; 4-20 минут; а - гетинакс; б - капролон;

Характерной особенностью наносекундных электромагнитных импульсов является их однополярность, что приводит к отсутствию осциллирующих колебаний в излучаемом поле. Следствием этого выступает наличие пространственно-временного направленного действия силы за время одного импульса, создающего условия для воздействия на структуру полимерного материала. Такое воздействие приводит к электронному возбуждению полимерных цепей, что, в свою очередь, вызывает уменьшение энергий её связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву главной цепи полимера по С-С связям, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных мест, т. е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.

В данной работе получены экспериментальные данные, анализ которых позволяет утверждать, что облучение данного материала НЭМИ производит деструктивное действие на структуры исследуемых материалов. Это подтверждается снижением твердости исследуемых материалов практически независимо от времени воздействия импульсами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Научно обоснована эффективность применения электрофизического воздействия на эпоксидное связующее Этал Т 210 с целью обеспечения изменения его структуры для повышения прочностных свойств изделий из стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9.

2. Разработана механическая модель и методика расчета напряженного состояния деталей, выполненных из стеклопластика, во время эксплуатации; получено выражение позволяющее оценить напряженно-деформированное состояние материала.

3. Разработан способ формования изделий из эпоксидного связующего на основе предварительного совместного электрофизического воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и электромагнитным переменным полем с целью повышения прочностных свойств стеклопластика. Техническая сущность предлагаемого способа защищена патентом на изобретение.

4. Экспериментально установлена особенность электрофизического воздействия на полимерное связующее Этал Т 210, заключающаяся в достижении максимального эффекта, с точки зрения значений прочностных свойств связующего, при осуществлении совместной его обработки наносекундными электромагнитными импульсами и электромагнитным переменным полем.

5. Впервые доказано экспериментально, что применение предварительного совместного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и электромагнитным переменным полем на полимерное связующее Этал Т 210 в течении 20-25 минут приводит к повышению прочностных свойств изделий из стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9 от 1,4 до 1, 7 раз.

6. Экспериментально установлено, что механическая обработка стеклопластика Этал Т 210-Т11-ГВС9, выполненного из предварительно обработанного НЭМИ и ЭМП связующего, обеспечивает получение более высокое качество обработанной поверхности, что подтверждается фактом снижения параметров шероховатости обработанной поверхности модифицированного стеклопластика до 2 раз по сравнению с поверхностью стандартного материала.

7. Экспериментальным путем определена оптимальная продолжительность вибрационной обработки жидкого эпоксидного связующего, предварительно отверждению, установлены взаимосвязи между режимами виброобработки и прочностными свойствами стеклопластика.

8. Результаты работы внедрены в ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва), ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск) и используются в учебном процессе ГОУВПО «Тихоокеанский государственный университет» (г. Хабаровск).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных работах:

1. Никишечкин В.Л. Применение композитных материалов в компрессорном оборудовании /B.JI. Никишечкин, В.П. Игумнов, С.Л. Шептицкий // Компрессорная техника и пневматика. 2007.- №4.-С. 16-23.

2. Еренков О.Ю. Оценка работоспособности деталей из полимерных материалов/ О.Ю. Еренков, В.Л. Никишечкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008.- №1. - С. 45 - 47.

3. Еренков О.Ю. Исследование механических свойств ПКМ в зависимости от предварительного электрофизического воздействия на связующее/ О. Ю. Еренков, П. В. Игумнов, В. Л. Никишечкин // Известия ОрелГТУ. № 3-2/275(561) 2009. С. 38-43.

4. Еренков О. Ю. Исследование механических свойств полимерных композитных материалов / О. Ю. Еренков, П. В. Игумнов, В. Л. Никишечкин // Вестник машиностроения. 2010.- № 4.- С. 55-58.

5. Erenkov О. Yu. Mechanical Properties of Polymer Composites / O. Yu. Erenkov, P. V. Igumnov, and V. L. Nikishechkin // Russian Engineering Research, 2010, Vol. 30, No. 4, pp. 373-375.

6. Еренков О.Ю. Влияние скорости нагружения полимерных материалов на процесс деформации и разрушения/ О.Ю. Еренков, В.Л. Никишечкин// Современные технологии в машиностроении: сборник статей XI Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2007.

7. Еренков О.Ю. Влияние предварительного деформирования заготовок из полимерных материалов на качество поверхностного слоя обработанных точением деталей /О.Ю. Еренков, Е.В. Комялова, В. Л. Никишечкин, Е.Г. Калита // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы VI Международной научно-технической конференции: в 2 ч. Ч. 1; Курск, гос. техн. ун-т. Курск, 2008 г.

8. Еренков О.Ю. Влияние обработки полимерных материалов наносекундными электромагнитными импульсами на твердость поверхностного слоя/ О.Ю. Еренков, A.B. Никитенко, В. Л. Никишечкин// Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы VI Международной научно-технической конференции: в 2 ч. Ч. 1; Курск, гос. техн. ун-т. Курск, 2008 г.

9. Еренков О.Ю. Исследование эффективности влияния предварительной электрофизической обработки полимерного связующего на прочностные характеристики ПКМ / О.Ю. Еренков, В. Л. Никишечкин//Ученые записки КнАГТУ. 2010.- № 2. - С. 94-103.

10. Никишечкин В.Л. Исследование механических свойств полимерных композитных материалов рабочих колес ЦКМ в зависимости от предварительного электрофизического воздействия / В.Л. Никишечкин,

В.П. Игумнов // Производители и потребители компрессорной техники: труды I конференции. - Казань: Слово, 2010.

11. Заявка на изобретение «Способ формования изделий из эпоксидной смолы». Регистрационный номер 2009145870. Приоритет изобретения от 10 декабря 2009 г. Авторы: Еренков О.Ю., Богачев А.П., Игумнов П.В., Никишечкин В.Л.

Никишечкин Вячеслав Леонидович

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СВЯЗУЮЩЕЕ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура "Тайме". Печать цифровая. Усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ 2.03

Отдел оперативной полиграфии издательства Тихоокеанского государственного университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МОДИФИКАЦИИ ЭПОКСИДНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

1.1. Общая классификация и характеристика стеклопластиков, назначение и области применения

1.1.1. Исследования изменения физических свойств материалов при разных способах их модификации

1.2.1. Модификация на основе комбинированной термообработки

1.2.2. Модификация посредством обработки полимерного связующего физическими полями

1.2.3. Модификация посредством введения наномодификаторов

1.3. Современные представления о прочности полимерных материалов

1.4. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ

СПОСОБА ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ С УЧЕТОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ-ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

2.1. Способ формования изделий из эпоксидной смолы

2.2. Физические представления влияния НЭМИ и ЭМП на формирование свойств эпоксидного связующего

2.3. Методика оценки напряженного состояния изделий из эпоксидной смолы

2.4. Механизм множественного образования микротрещин при механической нагрузке полимеров

2.5. Выводы по главе

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКОЕ И АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Обоснование выбора материала исследования

3.2. Экспериментальные исследования временной зависимости полимерного связующего

3.3. Экспериментальные установки

3.4. Методика и аппаратура для экспериментальных исследований прочностных свойства материала

3.5. Методика производственных испытаний. Конструкция испытательного стенда

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ВИДА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНОГО СВЯЗУЮЩЕГО НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКА

4.1. Цель экспериментальных исследований

4.2. Исследование влияния воздействий НЭМИ и ЭМП на механические свойства полимерного связующего

4.2.1. Исследование предела прочности при сжатии полимерного связующего

4.2.2. Исследование предела прочности при растяжении полимерного связующего

4.2.3. Исследование предела прочности при статическом изгибе полимерного связующего

4.2.4. Исследование ударной вязкости образцов из полимерного связующего

4.2.5. Исследование твердости полимерного связующего после обработки НЭМИ и ЭМП

4.3. Исследование влияния обработки эпоксидного связующего НЭМИ и ЭМП на механические свойства стеклопластика

4.3.1. Исследование предела прочности при сжатии стеклопластика

4.3.2. Исследование предела прочности при растяжении стеклопластика

4.3.3. Исследование предела прочности при статическом изгибе

4.3.4. Исследование ударной вязкости стеклопластика

4.3.5. Исследование твердости

4.4. Исследование механических свойств ПКМ в зависимости от параметров вибрационной обработки связующего

4.4.1. Исследование изменения плотности полимерного связующего

4.4.2. Исследование предела прочности стеклопластика при статическом изгибе

4.4.3. Исследование ударной вязкости стеклопластика

4.5. Исследование обрабатываемости резанием стеклопластика, связующее которого предварительно подвергалось воздействию НЭМИ и ЭМП

4.6. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ

ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НАНОСЕКУНДНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ НА ИЗМЕНЕНИЕ ИХ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

5.1. Исследование влияние облучения НЭМИ на предельные 118 прочностные характеристики полимерных материалов

5.2. Влияние обработки полимерных материалов наносекундными электромагнитными импульсами на твердость поверхностного слоя

5.5. Выводы по главе

Актуальность темы. В мае 2008 года Правительством России утвержден перечень критических технологий, подпадающих под действие закона о порядке осуществления иностранных инвестиций в стратегические отрасли РФ. В перечень включены 35 технологий, имеющих важное социально-экономическое значение или важное значение для обороны страны и безопасности государства. Технологии создания и обработки композиционных материалов также включены в этот перечень.

Благодаря особым свойствам, присущим только пластическим массам, применение их в машиностроении открывает широкие конструктивно-технологические возможности для создания машин и аппаратов на более высоком техническом уровне. Многие пластмассы, являясь самостоятельными конструкционными материалами, с большим успехом вытесняют как цветные, так и черные металлы.

При этом особого внимания заслуживают стеклопластики, которые представляют собой термореактивную пластмассу, состоящую из синтетической смолы со стекловолокнистым наполнителем. Высокая удельная прочность в сочетании с хорошей химической стойкостью по отношению ко многим агрессивным средам открывает возможности использования стеклопластиков в различных отраслях промышленности и, в частности, в центробежных компрессорных машинах, обслуживающих различные химические производства.

Несмотря на многообразие способов получения деталей и изделий из стеклопластиков, применение их в качестве конструкционного материала часто ограничивается достигнутым уровнем их прочностных свойств, которые, в свою очередь, лимитируются несовершенствованием технологического процесса и нестабильностью свойств полимерных связующих. Очень часто имеют место механические повреждения деталей наиболее нагруженных узлов энергетических машин таких, как рабочие лопатки, диски и т.д.

Композиционные материалы на основе эпоксидных олигомеров находят широкое применение в различных областях техники за счет хорошей адгезии ко многим материалам, высоких механических показателей, превышающих показатели других сетчатых полимеров, водо- и химической стойкости, низкой линейной усадки и отсутствия низкомолекулярных продуктов отверждения, а также ряда других свойств. Модифицированные эпоксидные материалы обладают лучшим комплексом свойств по сравнению с исходными, поэтому такие материалы более востребованы промышленностью, несмотря на более высокую стоимость.

Таким образом, задача повышения прочностных свойств стеклопластиков, в том числе за счет новых технологических решений, является актуальной.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследований:

1. Выполнить анализ современных методов модификации полимерного связующего, предназначенных для повышения прочностных свойств изделий из стеклопластика.

2. Разработать механическую модель и методику расчета напряженного состояния деталей, выполненных из стеклопластика, во время эксплуатации.

3. Разработать новый способ формования стеклопластиков с применением предварительного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и магнитогидродинамическими силами на полимерное связующее с целью повышения прочностных свойств.

4. Провести экспериментальные исследования для установления взаимосвязи между параметрами предварительных электрофизических воздействий на полимерное связующее и механическими свойствами стеклопластика: предел прочности при сжатии, предел прочности при растяжении, предел прочности при статическом изгибе, твердость, ударная вязкость.

Научная новизна работы:

- разработан и научно обоснован способ формования изделий из стеклопластика путем предварительного воздействия наносекундными электромагнитными импульсами и магнитогидродинамическими силами на полимерное связующее; разработана методика расчета напряженного состояния деталей, выполненных из стеклопластика, во время эксплуатации; экспериментально установлены связи между видом и параметрами предварительных электрофизических воздействий на полимерное связующее и комплексом прочностных свойств стеклопластика.

Практическая значимость работы заключается в: разработке экспериментального стенда для осуществления индивидуального и комбинированного электрофизического воздействия на полимерное связующее;

- разработке комбинированного способа электрофизической обработки полимерного связующего с целью повышения прочностных характеристик изделий из стеклопластика;

- в разработке научно-обоснованных рекомендаций по повышению прочностных свойств стеклопластика путем предварительной электрофизической обработки полимерного связующего и внедрении их в производственную деятельность ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва) и ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск).

Апробация результатов работы:

Основные результаты работы были представлены на XI Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2007 г.); на VI Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (г. Курск, 2008 г.); на VIII международной научно-технической конференции «Новые материалы и t í технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2009 г.); на Международной научно-технической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2009 г.); на I конференции «Производители и потребители компрессорной техники» (г. Казань, 2010 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 4 в изданиях рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 140 страницах, включает 37 рисунков и 37 таблиц. Библиографический список составлен из 115 источников.

9. Результаты работы внедрены в ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва), ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск) и используются, в учебном процессе ГОУВПО «Тихоокеанский государственный университет» (г. Хабаровск).

1. Г.И. Назаров, В.В. Сушкин, Л.В. Дмитриевская. Конструкционные пластмассы. М. ¡Машиностроение, 1973. 192 с.

2. Развитие науки о композиционных материалах// Композитный мир. №1, 2006 (04).- С. 33-34.

3. Связующие для полимерных композиционных материалов. Ю.А. Михайлин, М.Л. Кербер, И.Ю. Горбунова. Пластические массы, №2, 2002.- С. 14-21.

4. Михайлин Ю.А., Мийченко И.П., Первушин Ю.С. Требования к матрицам конструкционных полимерных композиционных материалов. Учебное пособие. УГАТУ, Уфа. 1996.- 70 с.

5. Армированные пластики. Под ред. Головкина Г.С. Справ. Пособие. М.: МАИ. 1997-404 с.

6. Справочник по КМ в 2-х кн. Под ред. Дж. Любина. Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1988.

7. Брегер А. X. Основы радиационно-химического аппаратостроения. М.: Атомиздат, 1964. - 388 с.

8. Жиряков Б. М. Фаннибо А. К. Нетрадиционные способы обработки материалов. — М.: ЦНИИПИ, 1976. 24 с.

9. Кестельман В. Н. Физические методы модификации полимерных материалов. — М.: Химия, 1980. — 224 с.

10. Кестельман Я. Н. Термическая обработка полимерных материалов в машиностроении. М.: Машиностроение, 1968. - 268 с.

11. Мачюлис А. Н., Торнау Э. Э. Кестельман Я. Н. Термическая обработка полимерных материалов в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1968. — 268 с; Диффузионная стабилизация полимеров. — Вильнюс: Минтис, 1974. 256 с.

12. Модификация структуры и свойств полимеризационных пластмасс / Сборник научных трудов. Подред. А. Г. Сироты.Л.: ОНПО «Пластополимер», 1981. 149 с.

13. Неверов А.Н., Жерднев Ю.В. Радиационная химия полимеров. — МП.: Химия 1966. — 179 с.

14. Методика оценки влияния стабилизаторов на термостабильность поликапроамида / Мачюлис А. Н., Стинкас А. В., Баневичюс Р. Б., Пучина М. И. Заводская лаборатория. -1968. №1. - С. 52 - 55.

15. О повышении теплостойкости капронового волокна / Берестнев В. А., Нагдасаев И. П., Погорелко А. Н. Каргин В. А. Хим. волокна, 1961. - №4.С. 26 28.

16. Поликарбонат в машиностроении / Магазинова Л. Н., Кестельман В. Н., Акутин М. С, Карапатницкий А. М. М.: Машиностроение, 1971. - 174 с.

17. Сакисян Н. Е. О влиянии термической обработки на усталостные свойства нетканого стеклопластика. Изв. АН Арм. ССР. Сер. Механика, 1972. №5. -С. 71-76.

18. Сапрогонас И. И., Стинкас А. В., Мачюлис А. Н. Трещинообразование в стабилизированных полимерах. В кн.: Полимерные материалы и их исследования. Материалы 11-й Республ. научно-техн. конф. Каунас, 1969. -С. 78.

19. Сапрогонас И. П., Стинкас А. В., Мачюлис А. Н. Термодиффузионное упрочнение полимеров. В кн.: Сопротивление материалов. Каунас, 1968. -С. 32.

20. Сапрогонас И. И., Мачюлис А. Н. Диффузионная стабилизация полимерных материалов. // Пластические массы. -1984. №6. - С. 18-19.

21. Упрочнение фотополимерных изделий из олигоэфиракрилатов в среде растворителей / Мервинский Р. П., Лазаренко Э. Т., Авраменко В. Л., Штурман А. А. Аизико-химическая механика материалов/ - 1974. - №4.-С. 91-93.

22. Торнау Э. Э., Мачюлис А. Н. Долговечность диффузионно-стабилизированных полимерных пленок в жидких средах. Механика полимеров. — 1967. — №2. — С. 296.

23. Штурман А. А., Берлин А. Н. Поверхностное упрочнение пластмассовых деталей обкаткой роликами. вестник машиностроения. - 1973. - №8. -С. 43 —46.

24. Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла / пер с нем. Под ред. М. Б. Неймана. М.: Химия, 1964. - 332 с.

25. Пластические массы, № 11, 2002 Прогнозирование изменения физических свойств полимерных материалов при разных способах их модификации/ Ю.В. Зеленев, В.И. Хромов

26. Зеленев Ю.В., Задорина E.H., Вишневский Г.Е. Доклады АН СССР, 1984, т. 278, № 4, с 860.

27. Зеленев Ю.В. Релаксационные явления в полимерах, докт. Дисс., 1971, Москва; Зеленев Ю.В., Задорина E.H., Вишневский Г.Е. Доклады АН СССР, 1984, т. 278, №4, с. 870.

28. Москатов К.А. Термомеханическая обработка пластмасс, докт. Дисс. в форме научн. доклада, Москва, 1979.

29. Арьев A.M., Зеленев Ю.В. Термоэлектрическая модификация полимерных материалов. Наука и технология в России, 1995, №9, с. 13.

30. Кестельман В.Н., Стадник А.Д. Термомагнитная обработка полимерных композиционных материалов, Москва, НИИ- ТЭХИМ., 1989.

31. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Курс физики полимеров. JL: Химия, 1976.

32. Панова Э.П. и др. Влияние магнитных полей на физико-химические свойства гликозидов // Ученые записки Таврического национального университета. Вып. 12, 1999.

33. Песчанская H.H., Якушев П.Н. Ползучесть полимеров в постоянном магнитном поле // Физика твердого тела, №9, Т. 39, 1997.

34. Е.Б. Раскин, В.А. Брагинский, Э.А. Тагиев. Повышение точности деталей из волокнистых пресс-материалов с применением ультразвука при формовании / Композитный мир №1 2006(04).

35. Москалев Е.В. Вишневецкая Л.П., Тризно М.С. Опыт ультразвукового склеивания при использовании эпоксидных адгезивов. Л.: ЛДНТП, 1983. 16 с.

36. Старобинец И.М., Евтюков Н.З., Куцевалова Г.А., Власов С.И. Применение ультразвука в технологии нанесения полимерных порошковых покрытий. Л.: ЛДНТП, 1981. 24 с.

37. Пат. 2283695 РФ, МПК8 В 01 J 19/10, G 05 Д 24/00, С 08 G 59/00. Способ ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров / Л.М. Амирова, А.Ф. Магсумова, М.М. Ганиев // Б.И., 2006. № 7.

38. М.М. Ганиев, ISSN 0579-2975. Изв. вузов. Авиационная техника. 2007. №4.

39. Михеев С.В., Строганов Г.Б., Ромашин А.Г. Керамические и композиционные материалы в авиационной технике М.: Изд-во «Альтекс»,2002. 276 с.

40. Халиулин В.И., Шалаев И.И. Технология производства композитных изделий: Учеб. пособие. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004. 332 с.

41. Старобинец И.М., Евтюков Н.З., Куцевалова Г.А., Власов С.И. Применение ультразвука в технологии нанесения полимерных порошковых покрытий. Л.: ЛДНТП, 1981. 24 с.

42. Leighton T.G. Bubble population phenomena in acoustic cavitation // Ultrasonics Sonochemistry. 1995. Vol. 2. N. 2. P. 5123-5136.

43. Ando Т., Kimura T. Perspectives in sonochemistry // Jap. J. Appl. Phys. Pt. 1.2003. Vol. 42. N. 5 B. P. 2897 2900.

44. Пат. 2259912 РФ, МПК7 В 25 Д 9/14, В 06 В 1/08, 1/12, В 24 В 39/04. Ультразвуковой виброударный инструмент / С.Д. Шестаков, М.М. Ганиев // Б.И., 2005. №25.

45. Пат. 2283695 РФ, МПК8 В Ol J 19/10, G 05 Д 24/00, С 08 G 59/00. Способ ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров / JIM. Амирова, А.Ф. Магсумова, М.М. Ганиев // Б.И., 2006. № 7.

46. Аскадский А. А. Химическое строение и физические свойства полимеров/ A.A. Аскадский, Ю.И. Матвеев.- М.: Химия, 1983. 248 с.

47. Влияние облучения жидкой фазы наносекундными электромагнитными импульсами на ее строение, процессы кристаллизации, структурообразования и свойства литейных сплавов / Э. X. Ри, X. Ри, С. В. Дорофеев и др. Владивосток: Дальнаука, 2008. 177 с.

48. Ри Э.Х., Ри Хосен, Белых В.В. Способ обработки расплава меди и её сплавов наносекундными электромагнитными импульсами для повышения их теплопроводности/ Патент по заявке № 2005107849/02 от 21.03.2005 г.

49. Алдошин С.М., Бадамшина Э.Р., Каблов E.H. Полимерные нанокомпозиты новое поколение полимерных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками/ Институт проблем химической физики РАН, ФГУП «ВИАМ».

50. Карпачева Г.П. Фуллеренсодержащие полимеры. Высокомолекулярные соединения. Сер. С.2000. Т. 42. № 11. С. 1974-1999.

51. Wang С., Guo Z.-X., Fu S., Wu W., Zhu D. Polymers containing fullerene or carbon nanotubestructures. Prog. Polym. Sci. 2004. V. 29. P. 1079-1141. Review.

52. Бадамшина Э.Р., Гафурова М.П. Модификация свойств полимеров путем допированияфуллереном С60. Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2008. Т. 50. № 8. С. 1572-1584.0бзор.

53. Atovmyan E.G., Badamshina E.R., Estrin Ya.I., Gafurova M.P., Grischuk A.A., Olkhov Yu.A.Polyfunctional Cross-Linking Agents on the Fullerene C60 Base for PolyurethaneNanocomposites. European Polymer Congress 2005. Moscow. 2005. Abstracts. P.56.

54. Harris P.J.F. Carbon nanotube composites. Int. Mater. Rev. 2004. V. 49. № 1. P. 31-43.

55. Coleman J.N., Khan U., Blau W.J., Gun'ko Y.K. Small but strong: A review of the mechanical properties of carbon nanotube-polymer composites. Carbon. 2006.V. 44. №9. P. 1624-1652.

56. Атовмян Е.Г., Бадамшина Э.Р., Гафурова М.П., Грищук А.А., Эстрин Я.И. Синтез новых полигидроксилированных фуллеренов. Доклады Академии Наук. 2005. Т. 402. № 2. С.201-203.

57. Королев- Е. В. Модифицирование строительных материалов наноуглеродными трубками и фуллеренами / К. В. Королев, Ю. М.Бажанов, В. А. Береговой // Строит, материалы. 2006. № 9. / Наука. № 8. С. С. 2-4.

58. Лесовик В. С. О развитии научного направления «Наносистемы в строительном материаловедении» / В. С. Лесовик, В. В. Строкова // Строит, материалы. 2006. № 9. / Наука. № 8. С. С. 18-20.

59. Пономарев А. Н. Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа / Патент РФ на изобретение № 2196731, Реестр ФИПС от 21.09.2000 г. // А.Н. Пономарев, В.А. Никитин.

60. Батаев A.A. Композиционные материалы: строение, получение, применение: учебник / A.A. Батаев, В.А. Батаев. Новосибирск: Изд. НГТУ, 2002.-384 с.

61. Берлин A.A. Принципы создания композиционных полимерных материалов / A.A. Берлин, С.А. Вольфсон, В.Г. Ошмян, Н.С. Ениколопов. -М.: Химия, 1990. -238 с.

62. Бунаков В.А. Армированные пластики / В.А. Бунаков, Г.С. Головкин, Г.П. Машинская и др.; под ред. Г.С. Головкина, B.C. Семенова. М.: изд-во МАИ, 1997.-404 с.

63. Власов C.B. Основы технологии переработки пластмасс: учебник для вузов / C.B. Власов, Л.Б. Кандырин, В.Н. Кулезнев и др. Чебоксары: ГУП ИПК Чувашия, 2004. - 596 с.

64. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: КолосС, 2007. - 367 с.

65. Машков Ю.К. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, М.Ю. Байбарицкая, O.A. Мамаев. М.: ООО «Недра»-Бизнесцентр», 2004. - 262 с.

66. Наполнители для полимерных композиционных материалов: справочное пособие / Пер. с англ. под ред. П.Г. Бабаевского. М.: Химия, 1981. - 736 с.

67. Пинчук Л.С. Материаловедение и конструкционные материалы: учебное пособие для машиностроит. спец. вузов / Л.С. Пинчук, В.А. Струк, Н.К. Мышкин, А.И. Свириденок; под ред. В.А. Белого. Минск: Вышэйш. шк., 1989. 460 с.

68. Полимерные смеси: В 2 т./ Под ред. Д. Пола и С. Ньюмена. М.: Мир, 1981. Т. 1 - 550 с.; т. 2 - 453 с.

69. Промышленные полимерные композиционные материалы / Пер. с англ. под ред. П.Г. Бабаевского. М.: Химия, 1986. - 472 с.

70. Iijima, S., Nature, 354, 56(1991).

71. Reneker, D.H. and Chun, I., Nanotechnology, 7, 216 (1996).

72. Jia, Z., Wang, Z., Xu, C. and Lang, J., "Study on Poly (methyl methacrylate)/Carbon Nanotube Composites", Materials Science and Engineering, A271, pp. 395(1999).

73. Qian D, Dickey EC, Andrews R, Rantell T. Load transfer and deformation mechanisms in carbon nanotube-polystyrene cjmposites. Applied Physics Letters 76(20), p.2868, 2000.

74. S. Wang, Y. Hu, Q. Zhongkai, Z. Wang, Z. Chen, W. Fan. Preparation and flammability properties of polyethylene/clay nanocomposites by melt intercalation method from Na+ montmorillonite// Materials Letters 2003, v.57, p. 2675-2678.

75. Jong Hyun Park and Sadhan C. Jana. Mechanism of exfoliation of nanoclay particles in epoxy- clay nanocomposites. Macromolecules 2003, 36, 2758-2768.

76. S. Vclntyre, I. Kaltzakorta, J.J. Liggat, R.A. Pethrick, and Rhoney. Influence of the epoxy structure on the physical properties of epoxy resin nanocomposites. Ind. Eng. Chem/ Res/ 2005, 44, 8573-8579.

77. Malkin A. Ya., Kulichikhin S. G., Kerber M.L., Gorbunova I. Yu., Murashova E.A. Rheokinetics of Curing of Epoxy Resins Near the Glass Transition // Polymer Engineering and Scienct.- 1997.- v. 37, №8. P. 1322-1330.

78. Аскадский А. А. Деформация полимеров / А.А. Аскадский. M.: Химия, 1973.448 с.

79. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров/ Г.М. Бартенев.- М.: Химия, 1984. 223 с.

80. Кауш Г. Разрушение полимеров/ Г. Кауш,- М.: Мир, 1981. 440 с.

81. Каминский А. А. Механика разрушения полимеров / А.А. Каминский .Киев: Наук, думка, 1988. 224 с.

82. Фудзии Т. Механика разрушения композиционных материалов/ Т. Фудзии, М. Дзако. -М.: Мир, 1982. 232 с.

83. Черепанов Г. П. Механика разрушения композиционных материалов / Г.П. Черепанов,- М.: Наука, 1983. 296 с.

84. Журков С.Н. Кинетическая природа прочности твердых тел/ С.Н. Журков //Физика твердого тела. 1987. Т.29 №1. С. 156-16.

85. Журков С.Н. Явление хрупкого разрыва/ С.Н. Журков, В.А. Петров// ДАН СССР. 1976.Т.239.№6. С.1316-1319.

86. Casale A. Polymer Stress Reactions/ A. Casale, R.S.Porter.- New York: Academic Press, 1978.

87. Алехин В. П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов / В.П. Алехин. -М.: Наука, 1983.

88. Гольберг И.И. Механическое поведение полимерных материалов / И.И. Гольберг.- М.: Химия, 1970. 192 с.

89. Тамуж В.П. Разрушение композиций из полимерных материалов / Тамужа В.П. Рига: Зинате, 1986. 238 с.

90. Огибалов П.М. Конструкционные полимеры: Учебное пособие для вузов/ П.М. Огибалов, Н.И. Малинин, В.П. Нетребко, Б.П. Кишкин. Том 1. М.: Издательство Московского университета, 1972. 428 с.

91. Огибалов П.М. Конструкционные полимеры: Учебное пособие для вузов / П.М. Огибалов, Н.И. Малинин, В.П. Нетребко, Б.П. Кишкин. Том 2. М.: Издательство Московского университета, 1972. 322 с.

92. Поверхностные поляритоны: Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / Д. Н. Мирлин, Дж. Лагуа, Б. Фишер и др. М.: Наука, 1985. 525 с.

93. Ольшанский А. П. Физика: Физический мир с позиций пондеромоторных сил поверхностных электромагнитных полей, www.inauka.ru.

94. Лебедев П. Н. Экспериментальное исследование действия пондеромоторного действия волн на резонаторы. М.: 1899. 64 с.

95. Сварка с электромагнитным перемешиванием / В. П. Черныш, В. Д. Кузнецов, А. Н. Брискман и др. Киев: Техника, 1983. 127 с.

96. Игумнов В.П., Кухарь С.Н. Устройство для электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны/ A.c. 923764.51. МКлЗ В 23 К 9/08. Опубл. 30.04.82,- Бюл. № 16.

97. Гуль В.Е. Структура и механические свойства полимеров/ В.Е. Гуль, В.И. Кулезнев.- М.: Высшая школа, 1972. 320 с.

98. Ратнер С.Б. Физическая механика пластмасс/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев. М.: Наука, 1982.245 с.

99. Еренков О.Ю. Анализ процесса разрушения твердых полимерных материалов на основе оценки параметров сигналов акустической эмиссии/ О.Ю. Еренков, О.В. Башков, A.B. Никитенко// Справочник. Инженерный журнал. 2009. № 2. С. 56-59.

100. Еренков О.Ю. Моделирование напряженно-деформированного состояния полимерного материала при резании с учетом взаимодействия трещин/ О.Ю. Еренков, А.Г. Ивахненко// Вестник машиностроения. 2007. № 5. — С. 54-57.

101. Черепанов Г. П. Механика разрушения композиционных материалов / Г.П. Черепанов.- М.: Наука, 1983. 296 с.

102. Casale A. Polymer Stress Reactions/ A. Casale, R.S.Porter.- New York: Academic Press, 1978.

103. C.O. Гладков. К вопросу множественного образования микротрещин при механической нагрузке полимеров/ С.О. Гладков, В.Г. Никольский// Письма в ЖТФ, 1997, том 23, № 24.- С. 80-85.

104. Гуревич B.JI. Кинетика фононных систем. М.: Наука, 1980. 400 с.

105. Gladkov S.O. // Phys. Lett. А. 1990. V. 148. P. 253-257.

106. Шкловский Б.Л., Эфрос А.И. Теория перколяций. М.: Наука, 1982.

107. Gladkov S.O. // Chem. Phys. Lett. 1990. V. 174. P. 636-640.

108. Область внедрения: производство изделий и деталей из композиционных полимерных материалов в машиностроении.

109. Научно-технический уровень: по результатам проведенных исследований опубликованы 11 научных статей, получено 1 положительное решение на выдачу патента.

110. Область внедрения: производство изделий и деталей из композиционных полимерных материалов в машиностроении.

111. Научно-технический уровень: по результатам проведенных исследований опубликованы 11 научных статей, получено 1 положительное решение на выдачу патента.