автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Регулирование технологических и эксплуатационных свойств композиционных полимерных материалов на основе эпоксиполимеров

МП-ИСТЕРСТВО ОСВГГИ УКРА1НИ ДЕРЖАВНА АКАДЕМ Ш ЛЕГКО? ПРОМИСЛОВОСП УКРАШИ

Яковлева Рака Ли тон ¡виа

УДК 678.686:66.046.516

Дм службового корпстувашш Прим. №

Регужовання технолопчних 1 експлуатацшних властивостей т\шозищйних полшерних матер1ал1в на основ! епоксшюл1мвр1в

05.17.06 — Технолога полшернпх \ композншпнпх матер1алш

/

Автореферат

днеертаип на здобуття наукового ступени / у доктора техшчних наук

КнТв - 1999

Дисертащею е рукопис

Роботу виконано у Державши академГ! легко! промисловоеп Украши, Харгавському Державному техшчному ун1верснтет1 бущвництва 1 архггектури

Науковий консультант: доктор техшчних наук, профссор Пахарен-

ко Валерш Олександрович, завадувач кафед-ри персробки пол1мср1в I опоряджувально-го виробницгва Державно! академн легко! промисловосп Украши, м. Кшв. Офщшш опоненти: — доктор техшчних наук, профссор, заслужешш

д1яч науки \ техшки Украани Вознесенськни Вггалш Анатолшович, завщувач кафедри про-цсс'п! i апарат1в технологи внробннцтва бу-Д1вельних матер1ал1в Одесько! Державно! ака-деми буддвництва I архггектури;

— доктор техшчних наук, старшин науковии сшвроб'гшик Пегухов Аркадш Дем'янович, заслупннкдиректора по науковш робоп Вцщш-того акцюнерного товариства «Украшський науково-дослщний 1 конструкторський шетитут по розробш машин \ уетаткування для персробки плаетнчних мае, гуми 1 штучно! шюри», м. Кшв;

— доктор хЬпчних наук, П|Ю(}>ссор Фабуляк Федр Григорович, профссор кафедри хшпно! технологи в'яжучих, пол!\юрнш \ композ1Щшнт матершпв Нацюнального техшчного ушвер-ситету «Юивський полпгехшчний шетшут»,

/1ров1'дна установа: УкраТнсьюш Державнип хшко-технолопчнил

ушверептет, м. Дншропетровськ.

Захист вщбудеться 2 червня 1999 року о 14 годин 1 на засщанк спещал1зовано'! вчено! ради Д.26.102.04 при Державнш академи легко! промисловос-п Украши за адресою: 252011, м. Киш, вул. Немиро вича-Данченка, 2.

3 дисертащею можна ознамомитися в б1бл'ютец! Державно! академн легко! промисловосл Украши за адресою: 252011, м. Ки!в, вул. Немировича-Данченка, 2.

Автореферат розюланий « ^ » 1999 р.

Вчений секретар С'С^*-^-.

спещал1зовано! вчено! ради, к.т.н., доцент /

Т. С. Шосгаь

Загальна характеристика роботи

Акпальшсп. ie.mii. Патамсрш композшш та матср1али на основ] епок-сидних о;пгомср1в широко застосовуються у ряд! галузей промисловосп зав-дякн уткальним власшвостям 1 невичерпним можлпбостям ix .модифштн. Однак вимоги сучасжи тсхншп викликаюгь гостру необхишсть створення мо-дифнчованнх епоксидних зв'язуючих для комшшщшних м;ггер1ал!в п спе-щалыпш комплексом властивостсй: вогнестшкнх, електропровцнпх, в1бро-поглинаючнх, елекгро1золяцшних, стабтьниху жорстких умовах експлуатацй.

Здатшсть низькотемпературного твердшня споксвдних ол1гомер1в при використанш ал1фатичних ампив дозволяе значно спростити техноло-пчний процес вптотовлення внробш, не погрсбуе використання високого лиску та температу р«. Разом з щш при застосуванш спокснамшннх ком-по'шш!! для одержання комнозишйннх матеркь'пв виникають значш трудной», пов'язаш з високою в'язмстю, малою життездатшетю 1 невисокими лнцностшши характеристиками у пор^впянш з ком поршнями високотем-пературного твердпшя.

Перспективним напрямком регулювання гехнололчнпх властивостей епоксиамшних зв'язуючих е моднфпащя 1х ди- та гкгифункцюн.члышмп сшгомерами 1 створети на ¡'х основ1 композит!!? п полппненими експлуа-тащйними характеристиками та спешальним комплексом властивостей. Вшсориста1шя дисперсних напониюшнив дозволяе на т1й же самш поль мернш основ! одержат» ряд матер! ал ¡в п ргзномаштними властивостямн. ям не закладеш в \iMi4iriii природ! матриш. Томурозробка науковихоснов щодо зашномфностен спрямованого регулювання властивостей еколопч-но чистнх композицнпшх магср1ал1в на основ! ол1гомер-ол1гомерних зв'язуючих з лолшшенимл експлуаташшшми характеристиками с важливою нау ково-прак! нчною проблемою.

Аюуальмсть роботи засвичуе ¡1 те. що в тй вир^шуються завдання мо-днфпсацп споксилнц.х матер!ал!в \ стабшзапп 1х атастивостей у жорстких умсвах експлуатацй. полшшення якосп продукцп, модертзаци конструкшй обладнання. яке забезпсчус прогресивш технологи та керування процесом переробки реаклопласпв з використанням м1кропроцесорно'1 техшкн.

Зв'язок робоги з науковими програмамн, планами, темами. Ди-ссртащйну роботу виконано у межах координацшного плану Мшосвгш Укра'ши «Створення нових ефективних буддвсльних матер1ал!в, вироб1в та конструкщй на основ! речовин оргашчного та неоргашчного походження. технолопй та обладнання для 1.x виробництва» (№№ держ. реестрацп 0196У002525. 0197У009997) ! на замовлення Управлшня Державно!

пожсжноТ охорони МВС Украши за темою «Розробка ногнестшкнх компо-зицшних псинмерних матср1ал1в з полшшснимн експлуатащйними власти-востями» (№ держ. реестрацп 0197У006785).

Мета 1 зада«п дослщжсння. Метою дисертацшнсн роботи е розробка наукових основ створення вогнестшких, електропровщних, в1бро-поглинаючих, електро1зояящшшх композищйних матер1ал1в, стабктышх у жорстких умовах експлуатацн, на баз! о;нгомер-ол1гомерних зв'язуючих, дисперсних наповшова'ив та розв'язання значно! прикладно! проблем« — одержання обгрунтованих вихщних даних для розробки [ створення бшын досконалнх технологи! виготовлення вироб^в рпного призначення з вико-ристанням мифопроцесорноГ техшки.

Для досягнення мети роботи виршувались таи задач! дослщжсння:

— вивчення \ встановлення основних ¡аконо\прносгсй регулювання процесу струкгурування наповнених епокендннх композиции

— внзначення впливу мшеральних наповнювач1в на реолопчш власги-вост1 олпомерчгпгомерних систем та композкщй на 1х оснсш та математи-чне моделювання процесу тверд шня наповнених епоксиамшних комлозицш;

— розробки наукових основ створення композицшних полшерних мате-р^ашв ¿3 спещалышми властнг,остями (вогнестшких, електропров1дких, в1бро-поглинаючих, електрополяцшних) наоснсш модш]»коваш1хепоксишх*пмер!в;

— вивчення вативу кл1матичних фактор1в на структуру 1 властнвоеп модифйсованих епоксипол1мер1в; прогнозування змшид1електричних1 ф1зи-ко-мехашчиих властнвосгей споксипол1мср1в та строив експлуатацн вироб1в;

— розробки технолопчного процесу одержання композицшних мате-[)1ал1в для вщновлення конструкцш тунельних колектор1в каналпацппшх мереж та викорнстання важко горючих матер1ал1в для захисту дерев'яннх конструкщй. Розрахунки параметр1в розвнтку пожежк

— удосконалсння технолопчного процесу внготовлення вироб1в радт-елскгрошю'1 та елсктрогехшчно! промисловосп.

Наукова новнша одержаннх резулыапв. Розроблено науков! основи регулювання х1\пчним формуванням (на прикладд епокендннх мэмпозицш), що дозволяють, базу юч] 1С ь на обмеженш юлькосп ол1гомер1в, дисперсних на-повнюващв та тверднгаав, яга внробляюгься промислов1стю, створитн шлий ряд епокендннх матер1а.'пв з широким д1апазоном апастнвостей. У рамках роз-робленнх наукових основ сформований банк даннх 1 алгоритми кгрування тех-нолопчним продесом виготовлення вироб1в методом х1м1чного формування на баз1 епокендннх композицш з внгористанням м1кропроцесорно1 техшки.

Виконаш теоретичш та експсриментальш дос.щдження, яга дали мож-лив1сть встановити вплив на початшв\' стадию процесу твердпшя епокси-пол!мср1в х1м1чно1 будови реакщйноздатннх олномер1в. дисперсних налов-

нгавачш. амшних твердшшв. Вперше показано, що мшералын нзповню-ва'п значно актшпзують процес взаемодп епоксиднпх i циклокарбонатних груп з вторшншми амшогрупами твердшшв в умовах деформування сис-тсми швидюсть твердшня циклокарбонатних фуп у два рази вища, нкж епок-сидних. На процеси струкгурування значно впливають кислотно-основш властивосп поверхш наповнювача та його взаемощя з о.шомер-олномср-ною системою на мои роздьту фаз. Максималышй ефект прискорення спо-стер1гаеться при введент елекгрофтьтрового шамоту, який мае слабокис-лу поверхию.

Вперше визначено, що використання мет ;1л нова них графтв змшюе характер струкхуротаорсння. приводить до переважно лшшкого зростання макромолекул на вимшу высилшпнпх днспсрсних напоннюгкгив. в ирисут-носп яких лтворюються розгалуження. Створена математична модель почат-ыово! стадп процесу твердшня наиовнених о.шгомер-о.-н гомер них композицш.

Вперше встановлено. що заетосування силшгпшх наповшовач1в з кислою поверхнею у поеднанш з бромароматичними о. п гаме рамп гадвишус вогнесп¡пасть композштв, а з основною навпаки ¡нижус вогнеспйюсть вихиннх но.тпмер1в.

Вперше показано, що використання олидненого графт' дозволяе ство-рнти елекгропров1дш гошмери з високою адгез1йною мнпнетю, стабиып в умовах трошчноУ вологостг. по.шетиленокенду — тдвишуе Д1слестричш та мпшостш властивосп; 1Ч-фетлнафтиламшу-1 — полшшуе стабктыпсть властивостей в умовах термоокнелювалъного старшим.

Пракгнчнс значення одержншх репльтапв. На основ] виконаних експериментально-теоретнчних дослижень розроблеш модифндаваш епоксиамшш композицн та нов1 технологи процесу виготовлення вироб1в шдвшценоТ я коси, пршшипово вимшного призначення в рпних галузях промисловосп. Створено еколопчно чисп о.'нгомер-о.гпгомерш компознцп. як! не \паягь > соб1 гокепчннх оргашчнах розчншшктв. ката.п :;пор!в. ¡1пц1атор1в. що твердеть при невисоких температурах, без внникнення великих залишкових напруг та характеризуються високою адгепйною мщшетю. а при введенш в^повиннх наповнювач!в — зниженою горю-чктю. електропровишетю. в1бропоглинаючими 1 електрополящйнимн властивостями, стабтними в жорстких \мовах експлуатапп.

Створено банк даних 1 програмно решйзована система управлшнл. яка дозволяе вибрати з нього композишйш гто.^мерш материли з необхиним комплексом технолопчних 1 експлуатацшних властивостей та у широкому д!аиазош регулювати параметра технолопчного процесу виготовлення ви-роб1в для буд1вництва, суднобудування. радюелектроншм та електротехш-чноУ промнеловоепт з використанням мшропроцесорно! техшки.

Результата робота впроваджсш на тдприемствах ДКП «Харывко-муночиствод», ВО «Монолгг» (Харюв), завод1 «Радиодеталь» (Воронеж), AK ЗТ «Проммонтажелектрошка» (Харыв), AT НД1РВ (Харыв), Харыв-ському метроиолггсш, НД1ТП (Харыв), ЦНД1КМ «Прометей» (Санкт-Петербург). Розроблена техшчна документацш на ix використання.

Особистий внссок здобувача. Bei вклкнеш до диссргаци дослщження, виконаш у ствавторстш, проведет при безтосереднш участ1 автора на Bcix стапах робота. Автору належать науков11дс1 робота постановка мети та зав-дань достдження, Biioip методик та об'екпв достдження. Автор безпосеред-ньо брав участь в експсрнмит, узагальнешп та штерпрстацн одержаних результата, формулгованш та доведенш наукових положень, виготовленш та випробуванш дослйно-промислових Bupooiß. розробщ техшчно!'документа цп на ix використання, впровадженш результата роботн у виробшщтво.

Апробащя результат!!! дисертацк. Основш результат дисерта-щйно! роботи доповщались та обговорювались на м1жнародних конфе-ренщях: 7 конференцн по калориметрн i тер\нчному анал1зу (Закопань. Польша. 1997), «Комп'ютер: наука, техшка, технолопя, ocßiTa, здоро-в'я» (Харыв- М1школьц, 1993, 1994). а також на конференциях «Розви-ток техшчно!" xiMi'i в УкрашЬ> (Харыв-Кшв, 1995), «По фотохиш ствдружносп незалежних держав» (Кшв, 1992); республнсанських кон-фepeнцiяx — 7-й та 8-й украшсышх конференцшх з високомолскуляр-ннх сполук (Руб1жне, 1991, Кшв, 1996). «Проблеми пожежно'1 безпеки» (Харыв. 1993, Кшв, 1995, 1997), «Пдаищення надшносп i довгов1ч-HOCTi машин i споруд» (Кшв. 1991), П'япй шжрсспублпишськш нау-KOBiii конференци студента вуз iß СРСР «Синтез, дослщження власти-востси, модификация i переробка внеокомолекулярних сполук» (Казань, 1988). «Застосування пластмас убугйвншгш i мкькому господарст (Харыв. 1991). науково-техшчнкх конференшях «ПолКгерш Marepia.m в машинобудуванш» (1жсвськ. 1989). «Герметизащя радюелектронно1 апаратури по.гпмершши матер1алами» (Лешнград. 1989), «Захист метал1в вщ корозп оргашчними покритгями» (Ярославль, 1989), на щор1чних науково-техшчних конференщях ХДТУБА в 1989-1998 рр.

Публйсацн- Основний °,\пст днеертацшшл роботи викладсно у 31 друга ваши пращ, з яких 21 — у центральних журналах i :s6ipniiicax наукових праць, одержано 5 авторських свиоцтв СРСР на винах1д, 7 статей опуб-.ii ковано без ствавторства.

Структура та обсяг дисертацо. Дисертацнша робота складасться h всту-пу, шести роздшв, висновюв, списку цитовашл лгсератури та додатыв. По-вний обсяг дисергацп становнть 490 сторшок. включае 66 рпсушав. 46 таб-лиць, б1блю[раф1ю (413 найменувань), 6 додатив, яга мають обсяг 90 сторшок.

Основний змют дисертацп

У всгуш висвпдено стан проблем» та показана агауалъшсть и внр!-шення, визначаються мета \ задачI дослижень, наукова новизна, практична значплпсть роботи.

У псршому роздип «Сучасш фпико-\ам1чш уявлення щодо регулю-вання експлуатащйних властивостей юмпозищйних матсртлш на основ1 епоксипо.пмер1в» вмпцуегься ана.то наукових публташй. присвячених су-час ним уявленням регулговання ф1зиго-.\1м1чнпх, експлуатацшних власти-востей юмпозищйних матер1а.>ив на основ1 епоксипол1мер1в та основним уявленням в гал>31 деструкцп та стабшзацп епоксшкшмсртв.

У псршому шдроздш снстсматизовано даш про вплив рпних домппок на властивосп вал<когорючих. елекгропровиннх. в1бропоглннаючих епок-снпо."пмер1в. Визначеш сучасш напрямки одержання епоксшкшмср1в н сиещальним комплексом властивостей. Показано, що Гх експлуатапнпп характеристики значною м1рою визначаються умовами протыкания тверд1-ння та процссами на меиа роздтту фаз гтол1мер — тверда речовина. Однак едино! теоретично обгрунтовано1 точки зору виносно перспективносп I ефективноспт цих напрямшву сучасшй науш немас.

В другому шдроздЫ розглянуто питания терхичноГ та термоокис-лювально'1 деструкцп та стабшзацп епоксипол1мер1в. Проаналповаш роботи. присвячеш внвченшо мехашзм1в деструкцп' та шлях1в шдвищення термостабкльносп епоксипол!мер1в. Розглянуто сучасш уявлення про ме-хашзми стабтзапп та вплив р1зннх домппок на стабпьшсть властивостей епоксипо.пмер1в. Показано. шобшь[шстьроб1тприсвячсна деструкшп ста-01 л 1 Iи 1 лжппшх по.пмер1в. Щодо спчагих полшер1в под1бно1 шформацм набагато менше.

Шсля поглибленого аналпу даних спещально!' лперагурн визначеш задачи дисерташйноУ роботи.

У другому роадКт! «Об'екти I метода досл1дження» наведено ¡нфор-мацно про використання матер1ал1в ¡з об грунту ваншш 1.x вибору, методи вивчення композицж та спещальш методи вивчення експлуатацшних характеристик пол1мер1в 1 готових вироб1в.

Враховуточи практичну спрямовашстъ роботи. об'ектами достижения обраш материал« промислового виробшщтва. Пи час проведения досл/л-жень буди використаш епокспдш олпомерп ЕД-20. УП-631, УП-645. ЕА.

Для модифпищп епоксидних ол1гомер!в внкористовувались пол1функ-цюнальш реакцшноздатш ол1гомери: глщндиловнй еф!р полюксипрош-лентрюлу ГЕПТ-2 й трициклокарбонат полшксипрошлентрюлу ТЦКПТ, а також дисперсш наповнювачг тальк, маршалгг, слектрофшьтровий шамот (ЕШ), дюксид титану ТЮ2, слюда, б]ла сажа БС-30; мсталповаш графш! на ocнoвi графиту ГК-1, покрип мцздю, шкслсм, миношкелевк

Для шдвшцення сгабьльносп деяких експлуатацшних характеристик епоксиполшер1в використовувались антиоксвданти — вторшпн ароматичш амши 1 пох1дш пдроксишперидину. Для твердшня композищй вико-ристовували твсрдники амшного типу: монощанетилд1етилентриа.\йн УП-0633М, дщ1анстидд1етилснтрнамш УП-0633. Для пор1вняльно'1 оцш-ки властивостей епоксипол1мер1в використовували пол1етиленпол1амш А (ПЕПА), поламшо&ми ПО-ЗОО, триетаноламш, адукт б>тилметакр1ала-ту з д1етиле1ггрпамшом ДТБ-2.

У робот! використана комплексна методика дослижень, яка умовно складаеться з трьох груп метод1в: перша — досл!дження процеав твердшня 1 технолопчних властивостей епоксидних композицш (д1електрич-ний метод. 1К-спектросгопц. ротацпшо! в1скозимстрп); друга — досли-ження структури 1 властивостей споксппо.шмср1в (термомехашчний анал1з, дер1ватограф1чш дос.шдження, диференщальна скануюча калори.метр1я. киснсвий 1 пдекс. внзначення мехакпчних дишвпчних характеристик (tg 8). стандартш методики для фвико-мехатчних 1 д1слсктричних властивостей; третя — спещальш методи вивчення експлуатащйних характеристик псш-мер!в I гогових вироб1в.

Розроблеш нов1 методики ощнки експлуатащйних властивослей ство-рених ма1ер1ал1в у готових виробах. Запропоновано метод достижения мщносп кленового шва керамгшеи' плшки га шших плигочних матер!ал1в при згинаннк а також ылець з керам1чною вставкою при стисненш.

Для внзначення молсливосп використання розроблених матер ¡ал! в для ¡золяци сле1лровироб1в. яга працюють у контакт! з водою, запропонована методика, яка наблюкаеться до рсальнихумов сксплуатацп: через обмотку, залиту компаундом I вмщену у воду, пропускали електричний струм силою 5-10 А прогягом 5-6 годин. Проводили задир опор}- та геометричних розм1р!в зразка пол1меру.

Запропонована нова методика оцшки наслцдав пол<еж 1 внзначення ефективносп вогнезахисту пол1мерних покрить елеменпв буд1велышх конструкшй. гид д!ею теплового потоку, вщ сильного джерела теплового

випромшювання (газового факелу ). Сила теплового потоку, штснсившсть випромшкжшня виповиають умовам реальних пожсж. На заданих виста-нях розташовують ряди елсмишв конструкции Критерием ощшш дй теплового потоку е час затрпмання займання ¡разив; Ух в1зуальний огляд.

Кр1 м того, проводились спещальш випробування розроблених материал ¡в на шдприемствах за затвердженими методиками.

У третьому роздит! «Ф!зико-х1мгчш процесн при тверд! нш наповнених споксипол1мер|'в-> розглянуто вплнв дисперсних наповнкжтв на процеси стругауроутворення 1 реолопчн! властнвосп олтомер-ол! гомер них систем та гомпозищй на 1х основи Проведено матсматнчний опис реоынетики процес1в твердшня наповнених епоксиамшних композищй.

Специфша переробки епоксидних олпомер!в, як \ шших термореак-тивних матср!ал1в, полягае в об'еднанш процеав твердшня! виготовлення вироиш. Тому при IX нсрсробщ важливо знати га нетику переходу ол1 гомер — полшер, без чого неможливе рацюнальне управлшня процесом стругауроутворення, створення оптнмальних технолопчних режим ¡в твердшня 1 одержання матер1ал1в та вкроб/в з необ.\1Днимн властнвостядш.

Вивчено вплнв будови 1 функщональносп амшних твердншов, ре-акцшноздатних ол1гомер1в (РЗО) 1 дисперсних наповнювач1в на процеси твердшня епоксидних ол!гомср1в д1сле1стричним методом. Контролгаючим параметром вибрана величина об'емиого електроопору. Найбктып характер т результата дослижень представлен! у табл. 1.

Встановлено. що при внкорнсташп твердника УП-0633, що шетить т¡льки вторинш амшогругш. швидость твердшня ЕД-20 приблизно у 1,5 раза менша. гаж прп твердшш за допомогою УП-0633М, який мае в своУй структур! первинш амнгогрупи. При введенн! РЗО а.-ифатично1 будови о.-нгосф!репоксид\ ГЕПТ-2 ! о;пгоеф!рш1клокарбонату ТЦКПТ швпдюсть процесу в обох виладках знижусться. але з ГЕПТ-2 меншою м!рою. Показано, що в умовах процесу тверд!ння оксиалкиенциклокарбонатна трупа в ТЦКПТ менш реакщйноздатна, шж (¡)си1лгл!цлд! лс([)!рна в ЕД-20! ок-сиалклленглщидильна група в ГЕПТ-2. Дана обставнна пов'язана з тим. що на початковш стади твердшня у систем! ЕД-20 + ГЕПТ-2 беруть участь як первинш. так ! вторинн! амшогрупи. а швидюсть реакци диклокарбо-натних груп з вторинним амшом нижча майже на два порядки у пор!внятп з первинним.

Введения у епоксидш композит'!, що дослщжуються, дисперсних наиовнювач!в приводить до збьтьшення швидкост1 процесу твсрд!ння в уах без винятку випадках. За ступенем внливу на прнскорення процесу

Таблиця 1

Умовш кшетпчш характеристики почагковоТ стада ироцссу твердшня систем на основ! ЕД-20

Склад композицн В.шсг мае. ч.па Умовпа швидюсп. пронесу твердшня 10 3, при температур!, К Умов на енерпя активами Е, кД ж/моль

100 мас.ч. ЕД-20 303 308 313 323

ЕД-20 4 УН-0633М — 16 22 26 56 50,5

ЕД-20 + УП-0633М ( ГЕПТ-2 ТЦКПТ 20 20 15 13 и 15 20 22 34 30 40.2 43,2

+ тальк 40 27 30 30 35 44 42 64 61 38,8 32,0

+ ЕШ 40 м 26 25 30 36 35 56 52 32,7 29,9

маршалгг 40 24 28 30 30 37 38 50 57 28,3 32.0

ЕД-20 + УП-0633 — 14 16 21 30 33,4

+ ГЕПТ-2 20 10 11 13 17 24,0

+ тальк 40 23 30 38 50 40,2

■+ ЕШ 40 15 18 22 31 34,8

+ маршал! г 40 16 20 24 35 34,5

УП-645 УП-0633М — 3 6 10 13 56,4

ЕД-20: УП-645 1 УП-0633М

80 : 20 18 24 32 55 —

60 : 40 13.5 20 25 45

ЕД-20. УИ-631 г УП-0633М

80 : 20 20 27 32 57 46,0

60 : 40 14,5 21 33 49 49,7

ЕД-20: УП-645: ГЕПТ-2 ь }Ц-0633М

65:30:5 12 16 20 28 50,0

+ тальк 40 15 18 23 32 34,5

- ЕШ 40 24 29 37 45 30,9

ь маршалгг 40 21 28 33 44 36,1

твердшня модифшованих ГЕПТ-21ТЦКПТ епоксиамшних композицш на-повшовач1 можна розташувати у такш послиовносп в порядку зменшення:

тальк > марша.нт > ЕШ

Акгнвшсть сшикатних дисперсних наповнювач1в можна пояспити 1х фпико-хзм1чш1мн властивостями, зокрема наявшстю пдроксилышх труп на поверхш часток. Разом з тим нсобхлдно вщзначити внсоку швпдшсть твердшняу прпсутност1 гироашкату магшю (тальк), який характер изуеть-ся слабоосновшшн властивостями, мсншою пдрофшьшстю 1 твердстю у порпшянн! з слабокислнм шамотом та шдносно нейтралышм дюксидом кремнпо (маршалгг). в якому га рахунок впсоко1 адсорбщйно'1 здагносп частина поверхневих пдроксилышх груп блокуеться адсорбщйною воло-гою або шшими низькомолекулярними рсчовинами.

Особливий вплив наповнюва'п маготь на процес твердшня шд д1ею УП-0633. Так, напрнклад. введення тальку в систему ЕД-20 + ГЕПТ-2 + + УП-0633 шдвшцуе швидисть процесу структуроутворення бпьш шж у 2-3 рази у пор1вняшп з ненаповненою системою.

3 шдвищенням ылъкосп наповшовача у систем! ЕД-20 + ТЦКПТ + УП-0633М швндгасть твердшня пропоршйно пив надеться. Для систсми ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М Ш1 залежшеть перетинае максимум при ступеш наповнення 40-60 мас.ч. При збшьшенш га лысо сп наповнювача спостер1гаеться зннження швщкосп процесу.

Характерно, що при збкльшенш ылькосгп наповнювача до 40 мас.ч. швидкосп твердшня для системи ЕД-20 + ГЕПТ-2 1 ЕД-20 + ТЦКПТ при-блнзно р1вш. При збшьшенш ступеню наповнення (60 мас.ч. та бшьш) вумовах пивишеноУ в'язкосл реакпшна здатшеть оксиалкиенциклокар-бонатних труп ¡з ал1фатичшш амшом УП-0633М вшца. нЬк епоксидних цэуп ГЕПТ-2. що, мабуть, обумовлено мсншою адсорбщйною взаемод1ею циклокарбонатгагх труп з поверхнею наповшовача.

Для надання вогнесппкосп епоксидним композищям буди вибраш епокентрнброманшновий о."п гомер УП-645 1 епоксидний о:п гомер на основ1 тетрабромдифешлолпропану УП-631. Даш о.игомсрн характеризуються шдвищеною в'язистю, тому 1х в! 1 кор 1 стовува ли у елтшпн з ЕД-20 1 ГЕПТ-2.

Доведено, що на процес твердшня композицш впливае будова ол1 гомер ¡в. Твердшня триброманЫнового о.игомеру VII-645 проходить у де-калыса раз ¡в повшьшше. шжепокашанового о.й гомеру ЕД-20. при виносно високому значенш ефектнвно! енергп акгивацп процесу. Таке уповшьнене

твсрдшня У11-645 обумовлснс наявшсгю в ароматичному ильщ двох атом!в брому в орто-положснш до г.пцидлламшних груп, що створюе просторов! трудно ад реакци взаемодп епоксид-амш.

При твердшш композищй на основ! ЕД-20 у сумнш з УП-645 вплив останньою починае внявлятися при сшввщношенш ЕД-20 : УП-645 бшьш 70 : 30 мас.%, коли змсншуеться швидисть процесу. При використанш ви-соков'язкого бромвм1щуючого олпомсра УП-631 в ступиц з ЕД-20 спо-стерпаеться деяке тдвищення швидкоеп реакци твсрдшня при стввццю-шснн! ЕД-20 : УП-631 — 90 : 10 1 80 : 20 мас.%. Подальше тдвищення вм1сгу УП-631 у композици призводить до зниження швидкоеп твсрдшня, яга майже дор!внюе швидкоеп твсрдшня о.ш гомеру ЕД-20.

Проведено також дос:идження впливу сшпкапшх дисперсш!х напов-шовач!в на процеси твердшш епоксидннх композици!, модпф!кова1щх бром-вм!щуючпм олкомером УП-645 ! ол!гоеф!репоксвдом ГЕПТ-2. Введения дисперсних наповнкжгав у щ су.шшсв! композици призводить, як 1 у ви-падку з ЕД-20 + ГЕПТ-2, до гмдвнщсння швидкоеп реакци твсрдшня 1 зниження енергп акгивацп процесу, до того ж з шдвищснням вм!сту наповшо-вач1в в1дносне зростання швндкост! процесу сповшьнгоеться при бьтьших сту пенях наповнення. У цьому випадку, за ступенем впливу на прискорен-ня процесу тверд1ння епоксидних систем, наповшовач! можна розташува-ти у такш послиовнослл в порядку зменшення:

ЕШ > маршала > тальк

Це, очевидно, обумовленс тим, що слабокисл! пдроксильш групп шамоту (рН = 6,0-6,5) мають бЬьший каталпичнин вплив на процее взаемодп пицидилових груп з амшом у портшшш з слаболужними гиро-ксильннмп фупами тальку (рН = 8,0).

Встановлено. що в ирисутносп силпатних наповшовачп! швидмсть процесу твсрдшня композищй. що мютять у соб1 епокситрибромашл!-новий ол!гомер УП-645, знаходиться у прямш залежносп вЬ. лужност! наповнювач1в.

Таким чином, проведен! дос;пджсння показали, що швидысть процесу твердшня епоксидних композищй на початков!!! стадп заложить в!д х1м1чно'1 будови реакщйноздатних ол1гомер!в, тверднимв ! ф!зико-х1-лпчних властивостей та концентраци наповнювач!в. Одержан! резуль-тати дозволяюль впливати на важливу стад!ю формування епоксипол!-мер!в ! наповнених матер!ал!в на 1х основ! та визначати оитимальш умо-ви !х струюуроутворення.

Проведена оцшка впливу наповнювач!в р!зно!' природи на реолопчш властивосп ол!гомер-ол!гомерних систем ! композищй на !х основ!.

Показано, що на реокшетичних кривнх ненаповнсних композита 11 е дуже невеликий ¡тцукцшиий перюд стало!' в'язкостк перехлдна зона! делянка р1зкого шдвшцетшя в'язкосп (рис. 1а).

Для композищй ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М до дсякот мфи напов-нення нщукипшнй перюд практично зникае 1 пиявлясться тктьки при вн-соких показниках наповнення. Для систсми ЕД-20 + ТЦКПТ + УП-0633М шдукншний перюд висутнш \ йде швндке зростання в'я з кость що вдвнн перевишу е зростання в' язкосп систсми. модиф1ювано'1 ГЕПТ-2. Це явище може бути обумовлене двома факторами: появою у процес1 взаем од 11 ТЦКПТ з УП-0633М полшдроксиуретанових груп, ятя характеризуються великою здатшетю до утворення внутршппх 1 лижмолскулярних водневих зв'язив, та актнвшш впливом деформування на швидисть утворення структур.

При введенш наповнювач1в в уса дослЦжуваш композицп спостер!-гаеться шдвищення швидкосп зростання в'язкосп. але е дсякт вихилення у поведппц систем залежно В1д активносп твердннка, функцюнальних груп РЗО та В1д вм1сту 1 властивостей поверхш наповнювач1в. Для споксидно1 системи ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633 швидисть зростання в'язкоеп при введенш наповннжипв збиыиуеться пропорцшно 1.x вмюту до 80 мас.ч. 1 зникае ¡ндукшнний перюд. При високому ступеш наповнення шамотом, я кий мае слабокпслу поверхшо, у биьшому ступеш прискорюсться ркт в'язкосп у процес1 твердшня в портвнянш з композитами. наповненими нейтральним маршалггом 1 слаболужним тальком. 1_Ц даш добре узгоджу-ються з електроинетичними достижениями.

Знят1 крив1 течп через 10—50 хвилин у процеа твердшня наповне-них епоксипо.!пмер1в. Встановлено, щодля композишй ЕД-20 + ТЦКПТ + УП-0633М та ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М. наповнених 20—60 мас.ч. тальку 1ЕШ. спостер1гаегься ангитпксотрошя в'язкостк з шдвищеиням на-пруги зсув\ в'язюсть композищй шдвшпу сться. Нанбиьш мшна структура утворюегься при введетп тальку.

Композицн. наповнеш маршалпом. е аномальнов'язкими. При великих швидкостях деформування система веде себе як ньютошвська риина. 1з збиьшенням термшу твердшня пи д1сю тих же швидкостей деформування значно знижуеться в'язысть, осюльки над процесами орюшшп пе-реважають пронеси твердшня. 1 близько до точки гелеутворення в' язысть практично постп'ша. незалежно ви величини напрутн зеуву. Такий характер змнш кривих течи спостер1гаеться також для композищй ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633. наповнених тальком, маршалпом 1 ЕШ. Одержаш результата дозволяють встановити законом1рност] в'язкот тем Г: епоксидних систем у процеа твердшня та Тх покедшку при навантаженнях, що часто використовуеться при псрсробш.

Час, хвилини

['ас. 1. Залежшеть в'язкосп ви часу твердшня I в,\исту тальку в композшш ЕД-20 ГЕПТ-2 + У11-0633М. одержана експерименталыю (а), теля магемашчно! обробки (б)

При створсшп електропровщних композншйних матср1;шв викорис-товували графпги. покритл мидю,— М-5. М-7, М-8, шкелем Н-5 [ мщнонь келев] М-Н. Встановлено, що меташзоваш графгги значно пщвищують в'ямасть композицш на основ! ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М, 1 процее твердцння прсткае в умовах сильно! адсорбцшноУ взаемодп ол1гомерного

зв'язугочого з поверхнею наповнювача. Цс стосуеться биьше ом1Дненнх графтв, шж шкельованих i виявляеться на кривих структуроутворення оминсних графтв помтншс, шж шкельованих, що сприяс формуванню бшьш упорядковано1 структури полмсрноГ матрнц1 та заважае ссдимсн-тацп наповнювача.

Внвчено тнксотропне структуро\творення епоксиамшних композицш з комплсксшш наповнювачем (сумпн тальку, слюдн i ouo'i са>м) i встанов-лена можтив1Сть формування стшим тиксотропно! структури.

При створенш епоксвдних композицш знижено! горючосп внвчали вплив галогенвхпщуючих ол1гомер1в, антипирешв на реолопчш властивос-Ti епоксндних композищй. Як показали дослали, при введенн1 тальку, маршалпу. ЕШ в сиоксидну систему ЕД-20 + УП-645 + ГЕПТ-2 + УП-0633М шдвищуеться початкова в'язюсть i прискорюеться и зростання у nponeci твердшня, особливо при BUKopitCTaiffli ЕШ. Меншою лпрою на зростання в'язкосп при твердшш впливае т;шьк. Mi ж тим при деформуванш утво-рюсться бктьш структурована система при введешй тальку, пкк при вико-ристанш шамоту i маршалпу Одержан! результата корелюють також з да-ними електромнетичних дослижснь.

Проведено математичний опис реокшетики пронесу твердения наповне-них епоксиамшних композищй. Для огшсу пронесу були вшюристат стандарт пакета програм, яю застосовуготься у сучасних комп'ютерах у середовшш Windows: MS Excel та Mathematica. За початковими сксперименталъними даними. поданимиу табличнш фор.\п в середовшш Excel. будувались rpa<l)i4Hi залсжносп в'язкосп композищй ви часу твердшня. концентрацп i xiMi4Hoi природи наповнювача. Щ залсжносп штерполювались р1вняннямн типу :

ле: V) — в'язысть композицй. Па с. 1 — час тверлшня. хвилин: к 1 к, — коефщенги. що заложать В1д конаентранп1 природи наиовнювача.

Поттм ¡з використагаям програми МаНюшайса встановлювались залеж-носп змши значень коефш1ештв к! 1 к, ви природи та концентрацп наповнювача. ям йттерполювалися П0лйюм1алъш1м приближениям рпних степеней.

Так. наприклад. для юмпознцп ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633 при ввсденш тальку одержат госфиипгги при змии I ви 10 до 120 хвилин 1 концентрацп наповнювача вщ 0 до 80 мас.ч., ям описуються полшомами другого сту пеня:

де: х — кшщентрашя наповнювача, мас.ч.; k, i к, — госфшентив р1внянш(1). Одержат таким чином математичш моде л i у вш.тядт noeepxHi, на осях яко! викладеш в'язмсть. час твердшня i концентращя наповнювача (рис. 16).

, к,! ц = кх-е

(I).

к, = 0.03323 - 0.0004281 х - 0,0001176х2 к, = 0.04998 + 7х • НУ- - 2х2 • НИ

(2), (3),

дозволяготь прогнозувати поведшку композищй у рпш строки твсрдншя, при р1зшй гонцентрацп наиовнювача та вибрати композицн з вщповииою в'яз-гастю. Зютавлення одержаних з математично!' модел11 експерименпв значень в'язкосп (рис. 1) дозволило зробита висновок про задовшьний опис процесу тверд] шй наповнепих споксипо.гнмер!в. Означена модель може буш виюристана для прогнозування в'язкост! шд час тверд шш для аналопчних систем.

Четвертый роздш — «Наукт основи розробки композицшних пол1мсрних магер1а.'пв ¡з спещалышми властивостями на основ! модифжо-ваних епоксипол1мср1в» — присвячена визначенню наукових основ ство-рення вогнестшкнх, електропров!дних. в!бропоглинаючих та електро-тзолящйних композитов. Одержан! експериментальш результат» вдаесеш до в1дпов1дних шдроздкшв, напршашц кожного з них визначеш матсма-тичш залежноеп \пж технолопчними 1 експлуатацшними властивостшн та складом композицш у вшллд1 полшом!альних р^внянь.

Перший шдроздкт присвячений створенню композищйних мате-р1ал1в ¿з ЗШ1ЖСН0Ю горкшетю. При розробщ еноксидних композицш \ матер ¡ал ¡в знижено!' горючосп проводилась ф!зико-хш1чна модиф1кашя еиок-сид1анового олпомера ЕД-20 ол1гомерами УП-631 та УП-645, що мюгять бром, ол!гоеф1репоксидом ГЕПТ-2 та сшикатними наповшовачами—тальком, маршалпом, електрофшьтровим шамотом, який тверд1е пщ д1его моноц!анешл;иетилентриамшу Критер!ем оцшкн ефективноеп ди домь шокбула пршшята величина кисневого шдексу (К1). Матср1али зК1 = 27%. як виомо, характеризують иол1мер як«самозатухаючий», а з К1 — 30-40% в1дносяться до важкогорючих. Контроль за горюч1стю на пов1тр1 здшеню-вали методом визначення спйкост! пол!мер1в до дп розпеченого стержня.

Встановлено, що самозатухаюч! пол1мери на основ! слшии ЕД-20 з УП-631 та УП-645 з К1 = 27% можугь бути одержан!, вщповино. при мппмальнш концентрацп бро.му — 12-13. 19-20%. Ц] дан! свичать про значну залежшеть шпб} ючо! дн галогенвхпщ.мочих споксидних олио-.\iepiB В1д IX .\iMi4Hoi будови. Методом диференщалыюго тердйчного 1 тер-мофав1мстричного анашу показано. що бшьш ефсктивну полум'яуповшь-нгаючу дно епокситетрабромд1анового олпомеру УП-631 обумовлено тим, що вш надае пол1меру бшыпу стшысть до термоокислювалыю! деструкцп 1 забезпечуе збшыпення виходу карбошзованого залишку в пор!внянн! з епокситриброманшновим о.'пгомером УП-645. Враховуючи технолопчш властнвосп композищй, вел наступи! дослщження виконаш на олномер-о.шгомернш систем! ЕД-20 + УП-645 + ГЕПТ-2 + УП-0633М. Встановлено, що при епшьному внкористанш бромв.шщуючого ол!гомера 1 дисперсного електрофтьтрового шамоту (алюмосил!кату) (рис. 2) спостсртаеть-ся значна !нг!буюча д!я на процее горения епоксипол!мерного композиту, на вщмшу в1д г!дросил!кату магшю (тальку), який шдвшцуе горюч!сть

Рис. 2. Залежшсть величиии К1 ви в\псту тальк\ (1), маршалпу (2), ЕШ (3)

Рис. 3 Зал.-жшсть адге-мйно! \uilHOCii при г.ириш до скип (1. 2). до сплаву АМГ-6 (3, 4). спокси1юл1мсру ЕД-20 + УП-645 г ГЕПТ-2 ■+ УП-0633М, В1Д вкисгу маршалпу (1, 3) \ ЕШ (2. 4)

внмдного пол 1 меру, Маршалгг (дюксид кремшю) за ефсктившстга ш-пб1рування полум'я займае промЬкнс положения мЬк шамотом 1 тальком.

Досл1дження методом ДСКтермоокислювалыкн деструкцп (ТОД) I ви-сокотемпературного шрол1зу при прямому контакт] з розпеченою поверх-пею металевого стержня наповненнх бромвм1щ\лочпх споксппол1мер1в показали. що в присутноеп дисперсного слабокислого шамоту в результат! активного впливу на процеси ТОД 1 шролпу вибувасться змсншення горючих летючих продукпв шролпу \ збЬьшуеться \творення коксу.

Встановлено. що на термостабктыпсть 1 гор кипеть бромвмштуючпх епоксиполшср!в суттевий вплнв виявляють кислотно-лужш властивост! поверхш мшерагав 1 наявшеть актнвних центр ¡в.

В ¿до;,ю, що екепдуатацнии властивост! епоксипол1мер1в 1 юмпозищй-них матершлш на 1х основ! залежать в1д адгезншо! взаемодн, стругаурн, величини I релаксацп залишкових напруг (сг^), особливо на мела роз-под1лу фаз пешмер — твердо тшо. Встановлено, що введения маршалггу та електрофшьтрового шамоту сприяе зниженню азалу 2-3 рази, як! склада-ють 2,8-4 МПа, й тдвищенню адгезшно! мщносп до мета-пв на 48-60% у пор!внянш з ненаиовненою композищею (рис. 3).

Вивчення впливу наповнювач1в на струетурш параметри пол!меру, проведено шляхом досл1дження термох!м!чних властивосгей 1 визначення маси мгжвузлового фрагменту ланцюга (Мс), частота зшивок (ис), показало, що вс! використаш наповнювач1 закономерно знижують вЦносну деформацпо у високосластичному сташ 1 збшыпують тс.мпературну межу склування. Сто стер!гасться короля щя лнжтсрмо.механ1чними \ ДСК кривим и. Однак рпниця в температурному ¡нтервал! склування у випадку ТМК методу !де за рахунок впливу мехашчного поля.

Характер переходу- склування в епоксипол1мер1 залежить в]д присут-носп \ виду наповнювача. При введены тадьку 1 маршатпу Тс наповненого пол ¡меру (ДСК — крив!) втирена на нашввисоп сходннки АСр пракпгчно така ж, як ! в чистому зв'язуючому, але при цьому величина скачка АС в переход! знижусться на 7; 30% в!дпов!дно. При введенш ЕШ величина АСр знижусться майжс на 50%, а Тс збшыпуеться на 4К, що евщчнть про б!льш сильну межову взаемодга ЕШ з поверхнею матриц! у пор!внянш з тальком 1 зменшенням рухомост! сегменпв ланцюпв, що призводить до зниження ударно!' в'язкост!, руйшвно!' напрутн при гнут.

Таким чином, шляхом змши концентрацшного складу епокепдних композит й моясливе здшенешш реплювання значень кисневого ицексу. тер-мостшкосп. структури. адгезшно-мщностних властивосте!!! створення по-л!мер!в з необхщним комплексом експлуатащйних характеристик.

Для визначення деяких законом!рностсй спрямованого регулювання експлуатащйних властивостей важкогорючих епоксипол!мер!в визначеш матсматичш залежност! реодопчних властивостей, кисневого !ндексу! шц-ностних показншав вит компонентного [ концентрацшного складу, часу твердшня епоксидних композищй. Обробка результат! в проведена за до-помогою метод!в математично! статистики. Вивчсно систсми. в яких зм!ню-вавдеь сп!вв!дношення шж бромвм!щуючим ол!гомером УП-645 (X,), наповнювачем (X,), а також часом шеля початку твердшня (Х}). 1нтсрвал зм!ш!X! склав 0-35 мас.ч.. X,—0-60 мас.ч.. Х3 —10-50 хвилин. Одержан!

ритяння регресп, визначеш косфщенти корсляци 1 статистична 1х значим ¡сть з використанням критерия Ф1шера. У загалъному внгляд! у. опи-суеться р1внянням:

п п

у, = а о+2>л + О)

Напрнклад, для компознцнг, наповнених маршалам, залежшеть по-чатково'1 в'язкосл (у,), в процеа твердшня (у ), киснсвого ¡ндексу (у3), руй-швно'1 напрут при гнугп (у4), ударно? в'язкосп (у5) мант. внгляд:

у, = 8,85 + 0.69 х, + 0,32.x, + 0,33х,\\; (5)

у,= 15.1 - 1.139.x,+3,62х, + 6,25х3+0,ЗЗх,х,-0,81х1х,+

+ 0,24х",х3+0,55хгх:х3; (6)

у, = 23.3 - 0.2 х, + 1,4.x, + 0,4.х]х.; (7)

у4 = 106.75 + 33,25 х, - 11,75х; +-6,75хгх,; (8)

у\ = 10.35 - 1.55 х, - 6.825.x, + ОД.^х, (9)

Одержан! математичш залежносп можуть буди використаш шеля переходу до реальннх змшних. оскллькн у р1внгппп регреей' х х\. х. — кодо-ваш !м!нш. та дозволяють вибрати склад композиш!. що виповиае необ-хадним впмогам при виготовленш конкретного виробу.

Таким чипом, проведет дослиження дозволили встановиги математичш залежноепт м1ж технололчшшн га експлуагашйними характеристиками \ складом композит'» у вигляд] полшом1алышх р1внянь I спрямовано регулювати властивосп вогнеслайкнх композит ¡в.

Другий шдроздш присвячений створенню електропровиних ком-позицшних матср1ал1в. Як в!домо. прп внкорнстанш у пол^мерннх материалах електропровиних мегалсвих наповнювач]в часто сгтостер!тлеться 1.x швпдка седиментащя, що призводнть до розелоення матер1алу \ попршання електропровиноетт а з використанням техшчного вугле-цю або граф!ту важко одержатн однорине днепергування '¿х у полшернш матрищ ¡. як наслиок. одержатн материала з високим р1внем адгешшо-дпцностннх властнвостей.

Тому в робоп запропоновано використання метал!зованих графтв, ям об'сднують у co6i переваги i металевих, i гpaфiтoвиx наповнювач1в. Дис-персними слектропровадшшн наповнювачами були: мщнеш графгги М-5, М-7, М-8, шкслсв1 i м1дношкелев1, яи розр1зняються Mi ж- собою розм1ром часток i влпстом металевих складових. Bei юмпоненти композицп добре зм1шуються один з одним i, як показали реокшетичш доелвдження, у при-cyTHocri метал1зовашгх графтв на початковш стада! твердшня до гелеут-ворення формуеться стшка структура, яка заважае процесу седиментаци.

Визначення пигомого об'емного опору (pv) i адгезшно-мщностних вла-стивостей дослщжуваних матср1ал1в у залежносгп в1д влпету в композицп металографтових наповнювач!в показало, що краий властивосп одержаш при BMicTi Ix у композицй 50 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД-20. Характер залеж-Hocri цих властивостей в!д концентраци наповнювача у композищях ¡ден-тичний, мае екстремалышй вигляд, pv дор1внюе МО 5 Ом - м для опти-мальних склад1в композицш. Прицьому, очевидно, утворюеться ланцюго-ва структура пров1дникового по.ймеру з тунсльним мехашзмом провиностг Збшьшсння BMiciy наиовнювач1в до 100 мас.ч. дае деяке збшынення значения pv, а подальше шдвтцценнявлисту наповнювач1ву складi композицш сприяе покращаншо електропров1дност1. Мабуть, при цьому вЦбуваеться змша структури елекгропровщного шшмеру до гшльно упаковано! i д!е контактний мехашзм провгдностк Одержан! висновки шдгверджуються термомехашчшши дослижсннямн. Введения елекгропровщних наловню-вач1в до складу композицй призводить до зниження температури склу-вання на 3-10 К. збiльшeння М , зменшення п . Встановлено, що опти-

с' с '

мальш склади композищй харакгеризуються сталою електропровишетю П1дд1сю трошчно! вологосп протягом 1440 хвилин, доброю у дарною в'яз-к1стю (7-23 кДж/м:), адгезивною мщшетю (7-14 МПа).

Проведена математпчна обробка результата аналогична до описано! вище. Одсржаш нолшо.\палып р1вняння для в'язкосп i ii з.\йни у npoueci твердшня. питомого об'емного опору теля дй' 98% вологоетт при темпера-Typi 313 К протягом (г И)1 хвилин, адгезшно! мщноетт, водо- i кислото-ст1Йкост1, ударно! в'язкосп залежно в)д вмтсту металпованих графтв. Одержан! залежносп адекватно описують технолопчш та експлуатацшш B-TacTUBOcri електропровиних композицшних матер1ал!в.

Третш шдроздкл присвячений створенню в1бропоглинаючих композицшних матер1алш. Для з'ясування можливоетт використання розроб-лених модифжованих епоксидних композищй, як в1бропоглинаючих ма-TepiaiiiB, i визначення корисного температурного штервалу демпфування коливань проведен! ДОС.ЙДЖСННЯ ПО ВИВЧСННЮ впливу ЫЛЬКОСП олйо-сфтрепоксиду ГЕПТ-2 i ол1гоеф1рциклокарбонату ТЦКПТ на величину

тангенса кута мехашчних збитмв ^ 5) та дина,\пчну температуру склуваншг. Кшьысть модификатора змпповалась у межах 30-300 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД-20. Про завершешеть процесу структурування вихо-дили з величшш гель-фракцн. Характерно, що при використанш велико!' киькоетт моднфшатора твердшня протшае достатньо повно, величина гель-фракцп складае 80-95%.

Встановлено, що нанкращими дисипативними властивостями харак-теризуеться композищя, модифисована 230 мас.ч. ТЦКПТ, для яко!при температур! 296 К tg 8 складае 1,1. При введенш в дану композищю наповню-вач!в дисипативш властивост! полшшувались. Наповшовачами служили тальк, слюда та б! ла сажа, а також комплсксний наповшовач, який складав-ся ¡з !'х суадпп. Вм!ст наповшовач!в зм!нювався ви 50 до 500 мас.ч. Най-кращими дис1шативними властивостями характеризуеться композищя. яка вм!гцуе 50 мас.ч. слюди, або 35 ! 75 мас.ч. комплексного наповнювача (tg 8 при цьому дор!внюе 1,16-1,18). Оптимальш склади композ1щ!й харакгери-зуються полшшеними ф!зико-механ!чними властивостями, водост!йк!стю, адгез!йною м^цшетю.

Таким чином, комплексними дос.шджсннями доведено, що епоксипо-л!мери, модиф!коваш трициклокарбонатом полгаксипрошлентрюла ! ко.м-плексним наповнювачем, характсризуються високою адгез!йною шцшетго до метал!в ! добрими дисипативними властивостями, отже, можуть вико-ристовуватися для зниження р!вня в!бращй великих металевих конструкц!й. Композици па !х основ! маютьстнта тиксотроиш властивост!, як показали реокшетичш досл!дження, ! можуть наносится на вертикальн! новерхш.

Чствертий шдроздт присвоений створенню електро!золяц!йних комиозицшних матер!ал!в. В1гкористання епоксиам!шшх ко.мпоз1щ!й у ра-дюелекгроннш! електротехшчнш промисловост! часто обмежуеться !'х високою в'язюстю. малою жигтезлатш'стю. значннм екзотерхпчиим сфектом процесу твсрд!нШ1. виникненням великих залишкови.х напруг. Ран!ше про-веденнми нами дос.шдженнямн доведена ефективн!сть модифтацн епок-сид!анового олшомера г.пциднловим еф1ром полюксипрошлентрюлу! трициклокарбонатом пол!оксипроп!лентр!ола. що дозволяе регулювати в'язгасть, х!м!чну структуру, величину залишкових напруг, адгез!йну мщшетъ. Однак введения ал!фатичних РЗО одночасно призводить до зниження термоспшсосп, водо-! хемост!йкост! епоксипол!мер!в. Тому для мо-диф!каци споксид!анового ол!гомера одночасно використовували низько-в'язк! РЗО! дисперсш мшеральш наповнювач!. Вивчено вплив тальку, маршал!^, елекгрофшьтрового шамоту на адгезшну взаемодио, структуру, адгезшно-мщностш! Д1електричш властивост!, хемостпшсть епоксииол!-мер!в. Тверд!ння композици! проводили УП-0633 та УП-0633М.

Вивчено вплив РЗО, наповшовач^в на ю негику змшн величини за-лишкових напруг у процес! твердшня, а також у результат! терм1чно1 об-робкн. При введенш тальку, маршал пу та ЕШ р1вень ст знижусться б1льш шж у 2 рази 1 дортнюе через 240 хв. 0,02 10,03 МПа. Зниження сг^, теля термообробки при температур! 423 К протятом 120 хвилин при введеши дисперсних наповнювач1в складае 50-70% у пор1внянш з ненаповненою композищею. За здатшстю зменшувати ош наповнювач! можна розташу-вати в ряд: ЕШ > марша.шт > тальк. У проведених дослщженнях прийня-тий жорсткнй режим термообробки для визначення поведшки гошмеру в екстремальних умовах. Реально потр1бна термообробка при температур! 353 К протягом 90-120 хвилин. У цьому випадку величина стзал компо-зици ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М, наповненоУ 40 мас.ч. ЕШ, дор!внюе 0,1 МПа. Р1зне зниження залишкових напруг при введенш тальку, ЕШ, маршалиу можна пояснити р!зницею у процес1 твердшня, взасмодкю поверхн! наповнювача ¡з зв'язуючим.

Встановлено, тцо введения наповнювач!в гндвнщуе адтез!йну м!цн!сть до алюмоборосшнкатного скла, ста.ш 3, сплаву АМГ-6. Залсжшсть ви вм!сту наповнювач!в носить екстремальний характер, максимум знаходиться в меж! 40-60 мас.ч. Введения в композицш ЕД-20 + ГЕПТ-2 + УП-0633М 40 мас.ч. тальку, маршалт; ЕШ дозволяе тдвшцити адтез!йиу мщшсть на 20, 30, 40% вишовщно у пор!внянш з ненаповненою композищею.

Властнвосг! атчатих пол!мер!в значною кпрою визначаються струк-турними параметрами ! регуляршстю иол!мерно!' с!ткн. Встановлено, що введения наповиювач!в дещо зменшуе Т.! густоту сшси пс, збклыцуе Мс. При шдвищенш к!лвкост1 наповшовача структурн! парамстри атки практично не змйиоються. Для визначення залсжност! М1ж структурою ! макро-скоп!чнимн властивостями по.'вмер1в вивчено зв'язок М з експлуатацш-ними власгивостями наповнених епоксипол!мер1в \ пор!внянн! з компаундом ЕЗК-6, який широко використовуеться у приладобудуванш (табл. 2).

Проведет досл!дження показали, що споксипол!мери, ян хпстять мар-шал!т I ЕШ, мають високу водо-! хемостшшсть, ш!зький коефЫентдифузп", який в основному обумовлюсться х!м!чною природою фрагменпв с^тки та м!жмолекулярною взаемод1ею лпж наповнювачем ! зв'язуючим. Д!елекг-ричн! властивост! гпсля довгочасноУ витримки у вод! та розчиш лугу майже не зм!нюються. Встановлена ефектившсть введения невелико! юлькосп полютиленоксиду в епоксидн! композицп, моди(})!кован! ол!гоеф!рцикло-карбонатом, для покращання технолопчшгх, ¿целектричних властивостей, формування стаб!льно!' структури пол 1 меру.

Одержан! рсгресшш р!вняння, як! адекватно описують процес струк-турування, реолопчш властивост!! !х зм!ну в процес! твердшня. мшностш.

Таблица 2

Експлуатацшш властипосп моднфжоваипх еиок'сипол1мер1в

Показник ЕЗК-6 ЕД-20 УП-0633М ГЕПТ-2 маршалп ЕД-20 УП-0ЙЗЗМ ГЕПТ-2 ЕШ ЕД-20 УП-0633М тцкпт ЕШ

Питомий електричний отр • 10п, Ом»м, теля ви1 римки протягом 6» 10" хвилин 0,02 1,04 1,063 1,1

н,о 0,007 1,04 1,063 1,1

ХаОН 0,004 0,55 0,43 0,8

Тангенс куга делекгри'пгих :£лгтв при 104 Гц птсля витримки протягом б МО' хвилин 0,014 0,024 0,025 0,02

н,о 0,04 0,031 0,055 0,03

N3011 0.07 0,059 0,035 0,032

Косфиппгг дифуш •10"', см" с у середогалцах

н7о 1,02 0,08 0,071 0.052

КаОН 0,31 0,15 0,027 0,022

ХаС1 1.2 0.09 0.051 0.044

Усадка, "о 1,5 0,1 0,09 0,08

Модуль кисокоГ еластичпогп, МПа — 12,8 13,2 13.5

Молекулярпа маса мЫвузлового фрагменте ланшога, г/моль — 491 458 447

Руйтвна напруга, МПа при

гиугп 95 110 118 133

стиспеши 90 105 110 100

Ударна 1'язисп,, ьДжЛг 4.0 5.5 4,5 5,6

-Удгезшна мщшеть, МПа до

стал! 3 22 42 42 41

сплаву АМГ-6 20 45 13 16

скла 12 19 22 18

Теплое пйккть но Шку, К 360 354 352 362

д1елскгрпчт характеристики та '¿х змшу шд дкю агрссивннх ссрсдовищ, елсктро1золяш1гаих композицшних матер1ал1в.

Таким чином, проведет дослиження дозволили визначити математичш залежное™ мгж технолопчними \ експлуатацшними характеристиками та складом юмпозишй у вигляд; пол ¡ном ¡ал ьн их залежностсй 1 з !'х використанням розроблена автоматизована система обробки шформацп для вибо-ру .матер! а л! в з нсобхиним комплексом властивостей.

П'я 1И11 розд1ч — «Валив юнматичних факгсрв на власа ивосп модш]пко-ваних сноксипо.шмср1в \ прогнозуванняУх поведшкн в умоктхексплуатацп» —

присвячена визначенню поведшки розроблених матер1ал1в в умовах впли-ву кл1матичних фактор1в i вивченшо можливост! ïx стабшзацп.

Дослщжено вплив довгочасного збсршшня у звичайних умовах (з.у.), при кшнатшн температур!; шд д1ею темиератури 313 К, 98% вологостг, 343 К; 343 К i 98% вологослл протягом 4-12 лпсядш на стругаурш парамст-ри, шцностш i даелектричш властивост! enoKciiaMÍHHiLX no.iÍMcpÍB, модифь кованих ппцидиловим еф1ром полюксипропшентрюлу та трициклокарбо-натом полюксипротлентрюлу. Для пор1вняння обраний компаунд ЕЗК-6, модифжований олиое(]иракр1латом МГФ-9, затверджений ПЕПА, який широко застосовуеться при виготовленш вироб!в PEA.

Встановлсно, що для композицш, модифшованих ГЕПТ-2 i ТЦКПТ, затверджеиих УП-0633М, спостеркаеться незнание зростання Мс, яке у звичайних умовах складае через 18-10' хвилин 15-20%. П1д д1ею темиератури 343 К протягом 24* 104 хвилин Мспрактично не змшюеться, а при 313 К i 98% bo.totoctí та 343 К i 98% вол о го cri вибуваеться змен-шення Мс, що пов'язане з подальшим структуруванням. Менш CTiihaiií до термоокислювально1 дестру кцп компаунд ЕЗК-6 за рахунок наявносп по-дв1Йш1.х зв'язмв у МГФ-9 Мс зростае на 30%, що призводить до старшая.

На ochobí проведених дослщжень доведено, що епоксиамшш no.ai-мери. модифисоваш олкосф1репоксидом i ол1гоеф1рциклокарбонатом, харакгеризуються стабшьними властивостями при ымнатшй температур!, а також при одночасному вплив1 313 К, 343 К i 98% вологоста протягом 6 • 10* хвилин. При бшьш тривалш дп вказаио'1 температури i вологосп структура i властивост1 епоксшюл1мер1в злинюються.

Доведено, що характер руйнування епоксипол1мср1в при р1зних умовах старшня обумовлено: при терлнчному cTapiHHi — процесами струк-турування в oo'cmí матрищ. а при термовологому ще й поглиианням во-логи ¡ пластш]йкацкю. Показано, що при термостаршнк незалежно bíj структур» пол1меру i початкового pinmi ударно! в" я з ко cri. ïï зм1на носить Л1ШЙНИЙ характер.

Визначено, що модифшоваш композицп характсризуються стабкль-ними д1елсктричними властивостями. Введения наповнювача шдвищуе стабтьшсть пол i меру. На ochobí одержаних результат проведено роз-рахунок строет збер1гання епокснпол1мер!в в1д основних впливових фак-TopiB (температу ри i вологосп) у вигляд1 математично1 залежносп.

Основшгм методом шдвшцення стабшьносп атаспшостен reniuepiB в умовах термоокислювального старшня (TOC) е введения речовин, ям шпбують раднкальш реакци окисления — ангноксиданти. В той же час даш по CTaói-Л1заци enoKCiino.aÍMcpÍB обмежуються окремими статтями й патентами. Тому проведено дослщження по вивченню можливостей використання протп TOC

антиокеиданпв ;и.пшгого 1 полнрулгкшоналыюго типу. Вст;шовлено, шо при введении в епоксшкшмср антаоксиданпв: продукта взаемоди епоксидного ол1го-мераЕ-40 з 2.2', 6.6', тсграметл-4-пдроксипппср!нш1у (ПФ-7) I М-^кжтнафти-ламшу-1 (А-1) в галькослл 0,5 мас.ч. спостерн'асться збшынення пер ¡оду ¡цдукци в пропее!окислениямолекуляршш киснем, наприклад, при 443Кз 3 хвилиндля нестабшзованого еиоксипо.шмеру до 90 1 70 хвилин вщповщю. Е<{)екптшсп> ,011 вказаних анпюксиданттв шдтверджуеться ташж результатами термомеха-шчних досгаджень моднфшзваних епоксипотмср1в при довгочасному терм1ч-ному старнпп (398 \ 423К) 1 даними диференщ<гтьно1скануючо'1 калориметра.

Таким чином, встановлет умови, прияких розроблеш шшмерт мате-р1али тривалий час збсртають стабпып експлуатацшш властнвостк Ви-значена ефектившсть використання амшного антиоксиданту для стабш-заци експлуатациЧних властивостей модиф1кованихепоксипол1мер1в. Вста-новлеш математичш залежносп. яи дозволяють прогнозувати з\пну властивостей шгпмерних матер1ал1в в умовах експлуатацй.

У шостому розд1Л1 — «Технолопчш ироцесн одсржання компози-цшних матер1а.шв на основ! епокснпол1мер1в з регульованим комплексом властивостей та практичне застосування результапв» — розроблеш технолопчш ироцесн одсржання 1 використання композищйних матер1ал1в у рпних галузях промисловосп.

В сучасних умовах в УкраТш виникла проблема виновлсння I рекон-струкцп конструкщй тунелышх колектор1в кашшзацшних мереж, яю випрацювали св11( термш. Пи час короли бетону каналпацшни.х трубпсно псрешптаються \iMi4Hi 1 мпсробюлопчш процеси. В атмосфер! колектора з'являеться основний газопод1бний компонент — арководень. при окнс-ленш якого тюновими аеробннми бакгер!ями утворюеться арчана кислота. Тому внб!р матер1ал1в 1 метод1в проведения ремонтних робп с одним з пер-шочерговпх завдань.

Розроблена нова технолопя ремонту диянок тунслыш.х колс1сгор!в. яка базуеться на викорнстанш кпслотостпгких керам1чних плиток, з'еднаних розробленим композишйшш матер1алои на основ! епоксид1анового ол1го-мера, модиф! кованого о:пгоеф1репоксидом I слектрофиьлровим шамотом, та виготовлсння велнкогабаритних облишовальних лисп в та тру б великого д| а метру. Запропонована технолопя дозволяе проводити ремонтш робо-ти без використання складно! технолопчно! оснастки ! дорогокоштуючо! тех н! кн. скорочуе час проведения ремонтних росит, може бути легко освоена рсмонтними службами, вибухо- 1 пожежобезпечна.

Така технолопя булл запроваджена при ремонт! окремих диянок кана-л!зацшних мереж у м. Харковк що дозволило знизити витрати при ремон-тно-виновлювалышх роботах.

Важ1согоргоч1 компо шцшш матер1али на осноем епоксипол1мер1в та бром-випщуючих олтгомер1в, мшералышх наповнюва'пв використаш як захисш покриття дерев'яких конструкцш. Визначеш кисневий гндекс та швидисть розповсюдження полум'я необроблено! 1 покрито! полшерними композищ-ями фанери. Випробування проводились в умовах, наблнжсннх до умов по-жсяа, при поспйнш дп полум'я. На основ1 одсржаних рсзультапв зроблено розрахунки температурного режиму 1 газообшну при пожежт у примиценнях з самозатухаючим покриттям 1 без нього. Розраховаш плшца иожеж1, серед-ньооб'емна температура, температура над вогншцем, бшя дверей прюпщення через 5-20 хвилин теля його виникнення. Встановлено, що при обробщ дс-рев'яних конструкцш югнезахисною композит ею температура пожеиа на п'япй хвнлиш екладала 334 К, що у 2 рази менше, шж необроблено'1 конст-рукци. Така температура дозволяе проводити роботи по туийнню пожела. По розроблешй методищ проведен! натурш випробування дерев'яних конструкцш з покриттям 1 без нього, гад Д1ею теплового потоку вщ факела природного газу. Встановлена е(|>е1стившсть вишристання важкогорючих поль мерних покрить. В УКРНД1ПБ визначено, що розроблеш матер1али вгдно-сятъся до групи важкогорючих. Розроблена технолопчна документащя, яка передана для запровадження в Харгавському метрожштенк

В умовах швидкм з\ини номенклатури 1 виробництва невеликих серш вироб1в радшелекгронно! апаратури виникла необхишеть розробки епок-сидних заливальних та герметизуточих компаундш з широким спектром технолопчних та експлуатацшних властнвостей. В свою чергу цс перед-бачае швидку зм1ну виповиннх технолопчннх параметр1в у гтроцеа вн-готовлення вироб1в. Враховуючи дану обставнну 1 базуючись на результатах реолопчних дос.шджснь. розроблених композицш, запропонована автоматизована система управлшня \ контролю за процесом заливки 1 гер-метизацп у розливши машшп. яка с складовою частиною л1н1Г з приготу-вання 1 заливки компаундами вироб1в Загальний вигляд розливно'1 ма-шини у спрощеному вар1ашл поданий на рис. 4.

Принцип дй розливно! машини полягае у наступному: форлпвна каретка 2 з виробом 3 встановлюеться на рухому основу 13, в цей момент включаеться ФД1. При вклточенш пускового вимикача приводиться в д!ю пневмоцилшдр 10 шляхом подач! стпсненого пов1тря форм1вна камера шдншаеться вгору до трубок. По закпиенш шдшмання каретки вмикаеть-ся ФД2 I мютмсть 8, наиовнена епоксидним компаундом, псрелпщусться двигуном ¡з заданою швндыстю. У цей момент компаунд через викритнй тариьчатий клапан 9 починае витшгтн з мкткосп 1 заповнювати лшки мо-дельно"1 плити. При завершены операцй заиовнення компаундом лшок в.ми-каеться ФДЗ, вимикаеться двигун, що псрем1щуе мклтисть, \ вмикасться

X 15

Рис. 4. Розливна машина: 1 — камера, 2 — форлпвиа каретка, 3 — вироби РЕА, 4 -- двосгороння моделъпа или га, 5 — унпльнююче юльце; б -- л1нка, 7 - зр\бка, 8 —- мкгшси. .для компаунда, 9 — тарьчьчатий клапан, 10 — пнсвмонилшдр. 11 -- вакуумний флапещ.. 12 — вакуумний насос, 13 — осноп камери, 14 — вакуумна капера, 15 — рамка; ФД1. <1>Д2, ФДЗ — фогодагчики, 16 — вакуумний клапан.

вакуумний насос, що висмоктуе повггря з камери. Таким чином, компаунд. що заповшое .пики на оснога р1знищ тиску Ар у середиш вакуум но! частини камсрч 1 поза нею. заливаегься у виробп мере', грубку.

Перепад тиску Др у тру бщ. через яку проводиться заливка епоксидним компаундом, зпдно з законом Пуазейля при даних значениях об'емноГ ви-трати компаунда. рад1уса I довжннитрубки, пропорцшний в'язкосп компаунда в момент заливки.

Одержан! в данш робела математичш залежноси змпш в'язкосп епок-сидних композицш у процеа твердшня дозволили внр1шити завдання регулювання величини Ар в автоматичному режтп з використанням ЕОМ. В однокристальну ЕОМ (ОЕВМ) типу К 1816ВЕ48 з дешифратором 7-го коду для шдикацп, 2/10 дешифратором для дштично! шдикашУ. 8-ми розрядш!м 1 7-ми сегментним ¡иди кагором та клав1атурою вводяться початков1 даш для розрахунку в'язкосп 1 виповщно Др. Г] юл я обробки Щ1Х даних ОЕВМ видае керуючш'1 сигнал на ЦАП (через паралельшй порт виходу даних Д0...Д7), де

прсткае перстворсння паралельного 8-ми розрядного двоУчного коду в1дпо-в]Д!ю до необ.члдно! величини Ар у напругу. Напрута, виходячи з ЦАД надхо-дить на операцшний гадсилювач i далт на двогакгний транзнсторний шдснлю-вач струму, виповнений на гомхшментаршй napi кремшевих транзисгор1в. ГБсля вщповцщого посилсння сигнал подасться на двигун постшного струму, з'сдна-ний через черв'ячну передачу; i лнййний повзунок Í3 задвижкою, яка керус подачою робочого тиску вщ вакуум-насоса до розливно! камсрн. Система керу-вання величиною Др у розлившй rcmepi е замкненою АСУ Внасл1док прове-денпх дослижень одержаш ночагков! дай для проегаування jiimi для заливки i герметшацп BupooÍB PEA, виюристаш в ВО «Монолп» (Харгав).

Встановлеш заюном1рносп рсгулювання технолопчними i експлуата-цшшши властивостями enoKcimo,iÍMepÍB знайшлн ирактичнс застосування при розробщ склад1в композицшних матер1а.шв, що виповиають необхи-ному комплексу властпвостей. У ВО «Монолт> (Харив) впроваджеш за-ливний компаунд на ochobí спокаццанового o.TÍroMepy; о л i го с ф i р с rio кс иду. тальку i М-фешлнафтиламшу-1 та герметизуючнй компаунд на ochobí епок-сидганового ол1гомера, ол1гое(]црциклокарбонату i пол1етиленоксиду для внготовлсння BirpoóÍB PEA. На завод! «Радюдеталь» (Воронеж) вирова-джено герметизуточий компаунд на ochobí епоксидного одпомера, о.'пго-еф1репоксиду, маршалт при виготовленш конденсатор1в. В АТ ЗТ «Проммонтажелекгрошка» (Харыв) впроваджена епоксидна композищя для елсктрокюляцл цснтроб!жного занурливого насосу. Використання цих компаунд i в дозволило скоротити виробничий цикл виготовлення Biipo6ÍB у 45 pa3ÍB, шдвнщити 1х ягасть i надшшсть, збктшшти стабклыпсть елекгрич-них парамстр1в у npoueci довгочасно'У експлуатацп та пiд д!ею агрссивн^х середовищ. Розроблена нормативно-техшчна документашя,

Елекгропровиш епоксидш композит! використаш для удосконалсн-ня те.хнолопчного процесу виготовлення радюелектронно! апаратури для медично!техшкн. В АТНД1РВ у виробкицтв1 ультразвуковнх датчиюв впро-ваджено техпроцес монтажу нечагннх шлейф1в до п'езоелеметтв з ви-користанням розроблено'У слектропровино! композицп замють рашш використовуваного паяния припоем. Через дужс мал! po3.MÍpii п'ооеле.мегтв (0,0003 м) при пайщ cnocrepiranocb вщслоення металпацн, neperpiB i, як наслщок, немояслив1Сть використання дорогого датчика. Монтаж шлейф1в елекгропров1дною композищею шдвигцив строк використання придатних датчимв, знизив мехашчш напруги з'еднання i покращав акустичну згоду п'езоелемешлв Í3 демпфером i акустичнаю липою.

На шдприемст ЦНД1КМ «Прометей» (Санкг-Петербург) BiiKopucraHi для в1брозахисту зразыв металевих конструицй BÍ6porior.THHaio4Í композицп на ochobí епоксидного олжшера, олтоеф1рциклокарбонату i комплексного наповнювача. Розроблена тexнoлoгiчнa документашя.

Налагоджений промисловпй випуск розроблсних епоксидних компаунд ¡в на замовленпя шдприсмств галуп в НД1Т1П та провслсш технологпчш випробування даних компаунд! в 1 шдготовлена техшчна документашя для включения 1х у галузевий стандарт Украши.

У додатках розглянуто ряд методичних питань, математична обробка результатов дос.>пджень та наведено документн, що шдтверджлють прак-тичне використання розробок автора.

Висновки

1. Розроблеш науков1 основи фпико-х1м1чннх зашном1рностей форму-вання спокспампших гашпозишй. що дае можлив^сть регулювати технологами! 1 експлуатащйш властивосп шляхом модифтацп 1х полн|)ункш-ональними реакшйноздатними о.п гомерами 1 дпсперсними наповнювача-ми. Встановлеш законом ¡рноста дозволили створити щлпй ряд епоксидних матср1а;ив з широким д1апазоно.м властивостей 1 удосконалититехнолопчш продесп одержання внроб1в з IX застосуванкям у рпшгх галузях промисло-вост! з використашшм мнсропроцесорно1 технпш.

2. Показано, що епоксидоваш 1 пнклокпрбонатш олносф1'ри в поеднанш з шанетилованнмн амшами дозволяють в широких межах регулюватн в'язкзеть 1 житгездатшеть композицш та завдяки наявност) гнучких ашфа-тичних фрагменпв забезпечуюгь високу ступшь зпвершеносп пронесу твер-дшня при невпеоких температурах 1 сприяють формувашпо епоксипол!-\tepiB з биьш однориною. щиьною стру ктурною оргашзащею ( полшше-ною релаксапп'шою здатшетю.

3. Встановлено. що введения дпспсрсних наповшовач)'«. незалежно в1'д Ух мшерального складу, прискорюе пропес тверджня на початковш стада. Швидюсть пронесу залежить ви кислотно-лужнн.х властивостей поверхш наповшовач1в. складу олпомер-олпомерних комлозишй 1 в присугносп бромаромашчного Ы-глщидиламшу зростас з шдвишенням кисло гносп поверхш наповшовача. а при введенш епоксидованих 1 циклокарбонатнпх ол1гоеф1р1в — з шдвишенням лужиоспа його поверхш.

4. На основ1 достижения вплнву хппчно! будови бромвмшшочнх оль гомер1в 1 дисперсних наповнювач1в на процеси термоокислювально!' де-слрукцн. кисневий шдекс. встановлено. що використання сишктв лужного характеру призводпть до збиьшення при деструкцп виходу летких речо-вин I зннження вогнест1йкосп епоксипол1мср1в. Стльне використання алю-моспл(гат1в з кислою поверхнею 1 бромвм1щуючих олп омер1в зм!нюе Х1,т деструктивних процеелв у напрямку збшьшення виходу карбошзованого залишку, максимально шпбуе пропес торшня 1 сприяе утворенню «самоза-тухаючих» I важкоторючнх споксигогпмерж.

5. Встановлеш гкшшипалып залежносп реолопчних i експлуатацш-них характеристик В1д компонентного i концентрацшного складу, важкого-рючих, елскгроиров1дних, елекгро13олящйких композит!в на основ! епокси-полкмер1в i з ix використаншш розроблена автоматизована система оброб-ки шформацп для вибору матер1ал1в з необхщним комплексом власгивостей.

6. Показано, що в присутност1 антиоксидаипв ампшого i тшфункцю-нального тип1в, р1зних сшикатних наповнювач1в покращуюгься i стабшзу-ються експлуатацшш властнвосп модифкованих епоксипол1мер1в в умо-вах довгочасного впливу шдвшцено1 температури, вологосп, р!дких агре-сившгх ссредовищ.

7. Розроблеш нов1 с пс шалый методики ощнки експлуатацшних влас-тивостей b;dkkoгорючих покритпв, електро1золяцшних заливо1ших компа-yiuiB, клейових склад1в у виробах елекгротехшчно'1 промисловосп i слс-ментах буд1велышх конструкцш, що вiдoбpaжaють реальш i екстремальш умови сксплуатадй'.

8. На основ! одержаннх математичних залежностей, що враховують змшу початково! в'язкосп i швидюсь и зроста!ШЯ в npoueci струюурування в!д складу наловнених епоксиамшних композицш, розроблена програма управлшня гехнолопчним процесом з викориетанням м1кропроцесорно1 Texniiai, яка дозволяе регулювати параметри технолопчного пронесу при виготовленш яюсних виробт для буд1вництва, суднобудування i рад^шех-шчно! промисловосп. Рочроблеш композицп i гехнолопя ix переробки впроваджеш у ВО «Монолп-», АТЗТ «Проммонтажелекгрошка», НД1ТП. AT НД1РВ (Харыв), ДКП «Харивкомуночиствод», Харывському метрополией!, на завод1 «Радюдеталь» (Воронеж). ЦНД1КМ «Прометей» (Санкт-Петербург). Розроблена техшчна документашя на ix використання.

Опубл1Кован'| прац|, що вщбивають ochobhi положения дисертацП

1. Яковлева P.A. В1бропоглинальш матер1али на о енот модифшовани.ч сиоксиамйших композищй // Хипчна промисловкль Украши.—1997.—-№3,—С. 46-49.

2. Яковлева P.A. Свойства модифицированных эпоксиполимеров повышенной огнестойкости // Экотехнологии и ресурсосбережение.—1997.— №4,—С. 30-33.

3. Яковлева P.A. Реолопчш властивосп наповнених епоксиамйпшх композииЙ! // Хкшчна промислов1сть Украши.— 1997.— №5.— С. 22-24.

4. Яковлева P.A. Старшня модифшованих по.имер^в у присугносл шш-функшоналышх стабшзатор!в // Х1.\пчна промис.-кшсть Украши.—1997.—-№ 5,— С. 24-27.

5. Яковлева P.A. Определение закономерностей направленного регулирования технологических и експлуатацнотшых свойств эпоксиполиме-ров пониженной горючести // Проблемы пожарной безопасности.— Харьков: ХИПБ— 1997,—№2,—С. 163-166.

6. Яковлева P.A. Кислотостойкий композиционный полимерный материал для восстановления конструкций тоннелышх коллекторов канализационных сетей // Науковий в1сник буд!вницгва.— Харю в: ХОТВАБУ. ХДГУБА, 1998,— №2,— С. 44-46.

7. Яковлева P.A. Тиксотропное структурообразование в наполненных эпоксиполимерах // Пластические массы.— 1997.— №7.— С. 10-11.

8. Яковлева P.A., Деревянко И.Г., Хмельницкий В.Н., Овсепьян А.Н. Трудногорючие композиционные материалы на основе эпоксидных олиго-меров// Проблемы пожарной безопасности.— Харьков: ХИПБ.—1997.— Вып. 2,—С. 167-170.

9. Яковлева P.A., Подгорная Л.Ф., Обиженко Т.Н. Электропроводящие композиционные материалы на основе епоксидных олигомеров // Пластические массы.— 1997.— №3.— С. 5-7.

10. Яковлева P.A.. Подгорная Л.Ф., Обиженко Т.Н. Влияние наполнителей на процессы стру ктурирования и свойства эпоксиаминных композиций//Пластические массы.— 1997,—№3.— С. 36-38.

11 Кузнецова BAL)Яковлева P.A.. Подгорная Л.Ф., Бей Ж.Н.. Терещенко А.Ф., Остапчук В.К.. Брагина Л. А. Влияние климатических факторов на свойства эпоксиаминных композиций // Пластические массы.— 1996.— №3.-С. 32-34.

12.| Кузнецова В.М, [Яковлева P.A.. Левченко В.И.. Поляновская А.И. Процессы структурирования модифицированных эпоксиаминных композиций //Пластические массы.— 1996. — №3.— С. 6-7.

13.[К\ Л1ецова В.М..]Подгорная Л.Ф.. Яковлева P.A.. Обиженко Т.Н.. Данилюк O.A. Коррозионностойкис эпоксидные материалы // Химическая промышленность.— 1994.— №2.— С. 21-23.

14. Яковлева P.A., Деревянко И.Г., Гучмазов В.А. Использование композиционных полимерных материалов с понилсенной горючестью для защиты деревянных конструкций // Проблемы пожарной безопасности.— Харьков: ХИПБ,— 1998,—№3,- С. 171-173.

15. Салтавец В.И., Яковлева P.A.. Попов В.М., Семкив О.М.. Попов Ю.В. Оценка воздействия теплового потока от факела пламени на деревянные образцы, обработанные различными огнезащитными составами // Проблемы пожарной безопасности.— Харьков: ХИПБ.— 1998 —№ 4.— С.169-171.

16.1Кузнецова В.мТ|Яковлева P.A., Токарь М.И.. Садовская Т.К., Петля И.И. Повышение химической стойкости и физико-механических свойств эпоксиаминных композиций путем легирования ароматическими аминами //Пластические массы.— 1990.— №7.—С. 71-73.

17. Яковлева P.A., Кузнецова В.М.. Токарь М.И. Полиномиальные зависимости реологических и адгезионно-прочностных свойств эпоксипо-лимеров, модифицированных полифункциональнымн олигоэфирами // Композиционные полимерные материалы.— Киев: ИХВС.— 1988.— №38,—С. 37-40.

18. Яковлева P.A., Кузнецова В.М., Бекетов В.Е., Бабакина И.В., Бей Ж.Н. Структура и свойства модифицированных эпоксиполимеров // Композиционные полимерные материалы,-— 1988.— №37.— С. 47-50.

19. Яковлева P.A., Кузнецова В.М., Подгорная Л.Ф. Реологические свойства эпоксидных композиций // Пластические массы.— 1986.— № 8.— С. 26-28._

20. Кузнецова В.М., Яковлева P.A., Подгорная Л.Ф., Лебедев B.C.. Шульга Р.П. Свойства эпоксиполимеров, модифицированных эпоксидиро-ванными и акрилированными олигомерами // Пластические массы.— 1985,—№5,—С. 24-25.

21. Кольцова Т.Я.,

Аклтин MC., Яковлева P.A. Кузнецова В.М. Мо-

дифицирование клеев реакционноспособными олигомерами // Пластические массы,— 1986,—№8,—С. 26-27.

22. 'Кузнецова В.М., Яковлева P.A.. Лебедев B.C., Дубинская В.Г.. Ефанова В.В. Прочность адгезионной связи эпоксиполимеров, модифицированных би- и полифункциональными олигоэфирами, с различными субстратами // Пластические массы.— 1986.— № 8.— С. 23-24.

23.[Кузнецова В.М.,|Яковлева P.A.. Подгорная Л.Ф.. Брагина Л.А. Модифицированные эпоксиполимеры с улучшенными эксплуатационными характеристиками для гермегизации радиоэлектронной аппаратуры // Герметизация радиоэлектронной аппаратуры полимерными материалами.— Л.: ЛДНТП,— 1989 — С. 39-41._

24. Яковлева P.A., Кузнецова В.М., Бекетов В.Е., Бей Ж.Н.. Корот-коваА.Ф., Серебрянникова Т. А. Исследование процессов отверждения модифишфованных эпоксидных композиций // Промышленно-технический опыт,— 1988.— № 12,—С. 33-35.

25. A.C. 1565860 СССР, МКИ С 08 L 63/02. Герметизирующая композиция/ Кузнецова В.М., ЯковлеваР.А., Брагина Л.А., Бей Ж.Н., Терещенко А.Ф., Сахно М.Т., Никнтченко М.Г.— № 4426109/23-05; Заявлено 18.04.88; Оплбл. 23.05.90. Бюл. № 19.

26. A.C. 1558950 СССР. МКИ С 09 К 3/10: Заливочный компаунд.

Кузнецова В.М.. Яковлева P.A., Токарь М.И., Батырова И.Б.. Терещен-

ко А.Ф., Бей Ж.Н., Коняшко Г.Ф.— № 4398624/23-05. Заявлено 28.03.88; Опубл. 23.04.90,— Бюл. № 15.

27. A.C. 1550915 СССР, МКИ С 08 L 63/00. Радиационно-отверждае-

мая композиция. [Кузнецова В.М., Токарь М.И.. Попова З.Г., Дани-

дюк O.A., Яковлева P.A. Терещенко А.Ф., Бей Ж.Н., Хаустов В.Н., Горпсн-ченко О.В.. Панкова Т.Н.— № 4422074/23-05; Заявлено 07.05.88, «ДСП». 28. A.C. 11 13392 СССР, МКИ С 08 L 63/00. Самозатухающая поли-

мерная композиция / Ю. В. Попов, В. М. Кузнецова, Р. А. Яковлева,

Б. М. Ткачук, Р. А. Шульга, В. С. Лебедев, П. С. Назаренко (СССР).— № 3427934/23-05; Заявлено 22.04.82; Опубл. 15.09.84. Бюл. № 34.

29. A.C. № 1824901 СССР. МКИ С 09 J 9/02, 163/02. Токопроводящая адгезионная композиция / Кузнецова В. М„ | Яковлева P.A., Терещенко А.Ф., Бей Ж.Н., Курлова А.И.. Подгорная Л.Ф.. Засц H.H.— № 4848096/05. Заявлено 28.05.90. «ДСП».

30. Вибропоглощающие модифицированные эпоксидные композиции /

Кузнецова В.М.. Яковлева P.A., Позамонтир А.П.; ХПИ им. В.И. Ленина,— Харьков,— 1991.— 25 е.— Рус,— Деп. в УкрНИИТИ. № 787-7К91. 30.05.91 // Анот. в ж. РЖ Хим, № 20Т,—1991,— С. 16.

31. Современные физико-химические представления о возможности регулирования эксплуатационных характеристик эпоксиполимеров /

Кузнецова В.МП Яковлева P.A.; ХПИ им. В.И. Ленина.— Харьков,-

1990.-- 17 е.— Рус.-— Деп. в УкрНИИТИ. № 1533-Ук 90. 6.09.90.

Яковлева Р.А. Рсгулюиаинн технолопчиих i ек-силуатшиГишх пла-стнвостей кочиопнцшшх полшерппх матер ¡алш на ocuoei eiioKctmaii-mcjhb.— Рукопнс. / Днсергащя на здобугтн паукового ступени доктора гехшчних наук за снсщальшспо 05.17.06 — тсхншюпя полшерних i композицшних матер1алш.— Державна акадслпя легко» промисло-вос ri УкраТни, КиТв, 1999.

Дисертацто присвячено розробщ наукових основ створення вогне-стшких, елекгропровиних, в!броноглинаючих. елекгрополящйних ком-позицппшх MaTCpianiB, стабкзьних у жорстких умовах експлуатаци, на основ! олйомер-олйомерних зв'язуючих, дисперсннх наповнювач1в та одер-жання обгрунтованих вихлдннх даних для розробки i створсння oi.ibui досконалих технолог!!} виготовлення BiipooiB. Виявлен! основш законо-MipHocri початковоУ стадптвердшня наиовнених епоксидних композиций, яга описаш вииовиними пол!номамн, та створення пол!мерш1х материал! в i3 спещальними властивостями на основ! моднф!кованих епокснпол!мср!в. Розроблеш технологии процеси одержання композицйншх Marepia.TiB для виновлення конструкц!й кашипзацшних мереж; автоматнзована система виготовлешш BiipooiB PEA. Здшснена практична реал!зац!я внконаних роз-робок.

Ключов1 слова: модификация, enoKcudni отгомери, дисперст наповшо-вач1, техно.'итчний процес, експлуатациш1 e.iacmueocmi.

R.A. Yakovleva. Regulation of technological and operational properties of compositional epoxide-polvmer-based materials.— Typescript./ Thesis to competition for a Doctor of Technical Sciences Degree for specialty: 05.17.06 — technology of polymer and compositional materials.— State academy for light industry of Ukraine, Kyiv, 1999.

The given work concentrates on the development of scientific status for creation of fire-resistant. curreut-can\ing. vibration-absorbing, electrical insulating compositional materials stable under extremely hard operational conditions, based on the olygoiner-olygomcric binders, dispersion fillers and on the obtaining basic data to develop and create more complicated technologies of product manufacturing. It defines the basic rules for the initial stage of hardening of epoxide-filled compositions, which arc described by the corresponding polynomials, and creation of polymer materials w ith specific properties based on the modified epoxide polymers It develops technological processes of obtaining compositional materials for renewal of sewer systems; REA automatic production system. Perfomance of the developed product has been realized in practice.

Key words: modification, epoxide olygomers, dispersion fillers, technological process, operational properties.

Яковлева Р.А. Регулирование технологических и эксплуатационных свойств композиционных полимерных материалов на основе эпок-сиполимеров.— Рукопись. / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук но специальности: 05.17.06 — технологии полимерных и композиционных материалов.— Государственная академия легкой промышленности Украины, Киев, 1999.

Диссертация посвящена разработке научных основ создания огнестойких. электропроводящих, вибропоглощающих, электроизоляционных композиционных материалов, стабильных в жестких условиях эксплуатации, на основе олигомер-олигомерных связующих, дисперсных наполнителей и получения обоснованных исходных данных для разработки и создания более совершенных технологий изготовления изделий.

Выполнены теоретические и экспериментальные исследования, которые позволили установить влияние на начальную стадию отвелфдения эпокенполнмеров, химического строения реакционноспособных олигомс-ров. дисперсных наполнителей, амннных отвердитслей.

Показано, что эпоксиднрованные и цнклокарбонатные олнгоэфиры в сочетании с цианэтилнрованнымн аминами позволяют в широких пределах регулировать вязкость и жизнеспособность композиций и благодаря наличию гибких алифатических фрагментов обеспечивают высокую степень завершенности процесса структурирования при невысоких температурах и способствуют формированию эпоксиполимеров с более однородной, плотной структурной организацией и улучшенной релаксационной способностью.

Установлено, что введение дисперсных наполнителей, независимо ог их минерального состав;!, ускоряет процесс отвелфдения на начально]! стадии. а скорость процесса зависит от кислотно-основных свойств поверхности наполнителей, состава олигомер-олигомерных композиций. В присутствии бромаромашческого М-глицидиламина скорость процесса возрастает с повышением кислотности поверхности наполнителя, а при введении эпоксидированных и цнклокарбонатных олнгоэфнров — с повышением основности его поверхности. Создана математическая модель начальной стадш! процесса отвежрдения наполненных олигомер-олигомерных композиций, позволяющая прогтсшфовать поведение композиции в различные сроки отвежрдения, при различной концентрации наполнителя и выбирать композиции с необходимой вязкостью.

Определены математические зависимости реологических и эксплуатационных характеристик от компонентного и концентрацнонногосостава трудногорючих, электропроводящих, электроизоляционных композитов на основе эпоксиполимеров и покачана возможность регулирования техно-

логических характеристик структуры, остаточных напряжений, адгезионной прочности, водо- и химстойкости и специального комплекса свойств путем использования олигоэфирциклокарбоната и олигоэфирэпоксида, а также дисперсных минеральных и металлизированных наполнителей.

Показано, что в присутствии ангиоксидантов аминного и иолнфунк-циональног типов, различных мшеральных наполнителей улучшается и стабилизируется эксплуатационные свойства , модифицированных эпок-сиполимеров в условиях долговременного воздействия иовышеной температуры, влажности, жидких агрессивных срсд.

На основе выполненных экспериментально-теоретических исследований разработаны модифицированные эпокснаминные композиции и новые технологии процесса изготовления изделий улучшенного качества, принципиально различного назначения в разных отраслях промышленности. Созданы экологически чистые олигомер-олигомерные композиции, не содержащие токсичных органических растворителей, катализаторов, инициаторов, которые структурируются при невысоких температу рах, без возникновения больших остаточных напряжений и характеризуются высокой адгезионной прочностью, а при введении соот ветствующих наполнителей — пониженной горючестью, электропроводностью, вибропоглощающими и электроизоляционными свойствами, стабильными в жестких условиях эксплуатации.

В рамках разработанных научных основ сформирован банк данных и программно реализованная система управления, которая позволяет выбрать из нес композиционные полимерные материалы с необходимым комплексом технологических и эксплуатационных свойств и в широком диапазоне регу лировать параметры технологического процесса изготовления изделий для судостроения, радиоэлектронной и электротехнической промышленности с использованием микропроцессорной техники.

Разработаны новые специальные методики оценкки эксплу атационных свойстве трудногорючнх поткрытий, электроизоляционных заливочных компаундов, клеевых составов в изделиях электротехнической промышленности и элементах строительных конструкций, которые отражают реальные и экстремальные условия эксплуатации.

Приведены результаты практической реализации и внедрения разработанных КПМ и технологии их переработки в Украине и в России. Создана нормативно-техническая документация на их использование.

Ключевые слова: модификация, эпоксидные олигомеры, дисперсные наполнители, технологический процесс, эксплуатационные свойства.