ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


ИРНAP05133460, Номер госрегистрации0118РК00613

НаименованиеУлучшение физико-химических и механических свойств эпоксидных композитов при введении в полимерную матрицу микроразмерных минеральных наполнителей.

Приоритетное направлениеРациональное использование природных ресурсов, в том числе водных ресурсов, геология, переработка, новые материалы и технологии, безопасные изделия и конструкции

Вид исследованияПрикладное

ЗаявительРГП На ПХВ "Актюбинский региональный государственный университет имени К. Жубанова" министерства образования и науки РК

Научный руководительБекешев Амирбек Зарлыкович

Балл ГНТЭ18

Общая одобренная сумма15100000


Ожидаемые результаты

Будут созданы новые полимерные композиционные материалы на основе эпоксидной матрицы, наполненной магнезитом и охрой, обладающие повышенными физико-химическими, механическими свойствами и пониженной горючестью. Будет установлено влияние пластификатора-антипирена (Fyrolflex) и наполнителя (магнезита и охры) на термостойкость и горючесть эпоксидных композитов, за счет их структурирования под воздействием повышенных температур, которое проявится в увеличении выхода карбонизованных структур и снижении выхода летучих продуктов пиролиза. По полученным результатам запланировано подготовить 2 публикации в российском журнале из списка ВАК («Вопросы материаловедения» и «Перспективные материалы»), а также 1 статью в журнале, индексируемом в базе данных SCOPUS (Russian Journal of Applied Chemistry). Также результаты, полученные в ходе выполнения проекта, будут представлены на различных всероссийских и международных конференциях.


Скачать отчет за 2018 год (Русская версия)

Реферат (Абстракт) - 2018 год

Объект исследования, разработки или проектирования

Разработка новых методик совмещения компонентов полимерных композиционных материалов, разработка новых методов их армирования, изучение взаимодействия полимерной матрицы с различными наполнителями позволит получить новый класс полимерных микрокомпозиционных материалов, обладающих привлекательными физико-химическими и механическими свойствами.

Цель работы

Рецептурная модификация эпоксидных полимеров, обеспечивающая повышение их физико-химических, механических свойств и снижение горючести, с использованием в качестве высокоэффективных наполнителей – магнезита и охры, а в качестве модификатора – Fyrolflex.

Методы исследования

В работе применялись следующие методы исследования свойств:  определение изгибающего напряжения [ГОСТ 4648-2014],  определение прочности при растяжении [ГОСТ 11262-80];  определение модуля упругости при растяжении и изгибе [ГОСТ 9550-81];  определение прочности при сжатии [ГОСТ 4648-71];  определение ударной вязкости [ГОСТ 4647-80];  определение твердости по Бринеллю [ГОСТ 4670-91];

Полученные результаты и новизна

Доказано влияние ОРФФ на изменение структуры эпоксидного полимера, выразившееся в снижении жесткости отвержденного состава и повышении в 2 раза изгибающего напряжения и в 2 раза ударной вязкости при рациональном содержании ОРФФ в количестве 40 масс.ч.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Установлено повышение термостойкости эпоксидных композиций при введении ОРФФ, проявляющееся в смещении начальной температуры основной стадии деструкции в область более высоких температур (с 200 до 230-240 0С), при этом также отмечено повышение выхода карбонизованных структур с 40 до 54 %.

Степень внедрения

В этом направлении ведутся работы

Эффективность

Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что применение ОРФФ в качестве пластификаторов для эпоксидного полимера является эффективным способом для создания композиций с улучшенными физико-химическими и механическими свойствами.

Область применения

разработанные материалы могут быть использованы для герметизации изделий электронной техники, для пропитки и заливки узлов в авиа-, судо- и автомобилестроении, в том числе при создании полимерных композитов конструкционного назначения, например, в качестве связующих при производстве углепластиков, применяемых для изготовления лопастей вертолетов, корпусов двигателей и спортивного инвентаря.

Скачать отчет за 2019 год (Казахская версия)

Реферат (Абстракт) - 2019 год

Объект исследования, разработки или проектирования

Разработка новых методик совмещения компонентов полимерных композиционных материалов, разработка новых методов их армирования, изучение взаимодействия полимерной матрицы с различными наполнителями позволит получить новый класс полимерных микрокомпозиционных материалов, обладающих привлекательными физико-химическими и механическими свойствами.

Цель работы

основной целью данной работы является рецептурная модификация эпоксидных смол, обеспечивающая повышение их физико-химических и деформационно-прочностных свойств с использованием в качестве модификатора - Fyrolflex (FF), а в качестве высокоэффективного наполнителя – магнезита

Методы исследования

В данной работе использовались метод ульразвуковой обработки, метод РФА, метод СЭМ, метод фрактография разрушения, метод определения теплостойкости по Вика

Полученные результаты и новизна

Доказана эффективность использования магнезита в качестве дешевого, активного наполнителя эпоксидного полимера, обеспечивающее повышение как физико-химических, так и механических свойств. Выбрано рациональное содержание магнезита как структурирующей добавки и как наполнителя в составе эпоксидной композиции (0,1 и 100 масс.ч.), обеспечивающее повышение изученного комплекса физико-механических свойств. Установлено, что введение магнезита в эпоксидный композит приводит к повышению теплостойкости по Вика со 132 до 148-216 0С.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Доказано, что введение магнезита повышает термостойкость эпоксидного композита, что проявляется в смещении начальной температуры деструкции в область более высоких температур, при этом также повышается выход карбонизованных структур (с 54 до 70-83 % масс), обеспечивающий уменьшение выделения летучих продуктов пиролиза в газовую фазу, что приводит к снижению горючести эпоксидного композита.

Область применения

разработанные материалы могут быть использованы для герметизации изделий электронной техники, для пропитки и заливки узлов в авиа-, судо- и автомобилестроении, в том числе при создании полимерных композитов конструкционного назначения, например, в качестве связующих при производстве углепластиков, применяемых для изготовления лопастей вертолетов, корпусов двигателей и спортивного инвентаря.

Реферат (Абстракт) - 2020 год

Объект исследования, разработки или проектирования

Разработка новых методик совмещения компонентов полимерных композиционных материалов, разработка новых методов их армирования, изучение взаимодействия полимерной матрицы с различными наполнителями позволит получить новый класс полимерных микрокомпозиционных материалов, обладающих привлекательными физико-химическими и механическими свойствами

Цель работы

основной целью данной работы является рецептурная модификация эпоксидных смол, обеспечивающая повышение их физико-химических и деформационно-прочностных свойств с использованием в качестве модификатора - Fyrolflex (FF), а в качестве высокоэффективных наполнителей – магнезит и охра

Методы исследования

В данной работе использовались метод ульразвуковой обработки, метод РФА, метод СЭМ, метод фрактография разрушения, метод определения теплостойкости по Вика

Полученные результаты и новизна

Изучен химический, фазовый и фракционный состав магнезита и охры и установлено, что их фракционный состав представлен частицами от 0,1 до 100 мкм, со средними размерами частиц 2-3 и 30-40 мкм, а также преимущественно оксидов железа (II и III), оксида алюминия, хрома и никеля, такой состав свидетельствует об экологической безопасности данного продукта и, соответственно, возможности использования ее в качестве наполнителя эпоксидного композита. Выбрано рациональное содержание магнезита и охры как модифицирующей добавки (0,5 масс.ч.) и наполнителя (75 масс. ч.) эпоксидной композиции, обеспечивающее повышение изученного комплекса физико-механических свойств. Доказано, что охра оказывает влияние на процессы структурообразования эпоксидной композиции, что проявляется в сокращении продолжительности гелеобразования с 27 до 17-22 минут и продолжительности отверждения с 38 до 29-30 минут, при этом отмечено повышение максимальной температуры отверждения с 88 до 96-99 0С. Доказано, что введение магнезита и охры в эпоксидный композит обеспечивает повышение термостойкости композита, что проявляется в смещении начальной температуры основной стадии деструкции в область более высоких температур (с 230 до 240-2450С), при этом также отмечено повышение выхода карбонизованных структур с 54 до 58-76 %.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Доказано, что введение магнезит и охры в эпоксидный композит обеспечивает повышение термостойкости композита, что проявляется в смещении начальной температуры основной стадии деструкции в область более высоких температур (с 230 до 240-2450С), при этом также отмечено повышение выхода карбонизованных структур с 54 до 58-76 %. Установлено, что введение магнезита и охры в эпоксидный композит приводит к повышению теплостойкости по Вика (с 132 до 148-210 0С) и огнестойкости, что проявляется в повышении кислородного индекса с 28 до 32 % объемных. Таким образом, в ходе эксперимента было доказано, что магнезит и охра может служить эффективным наполнителем, придавая эпоксидному композиту улучшенные эксплуатационные свойства.

Область применения

разработанные материалы могут быть использованы для герметизации изделий электронной техники, для пропитки и заливки узлов в авиа-, судо- и автомобилестроении, в том числе при создании полимерных композитов конструкционного назначения, например, в качестве связующих при производстве углепластиков, применяемых для изготовления лопастей вертолетов, корпусов двигателей и спортивного инвентаря.