Библиографическое описание:

Улегин С. В., Кадыкова Ю. А., Артемова А. В. Эпоксидные компаунды, наполненные дисперсным минеральным наполнителем // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 53-54.



 

Развитие различных отраслей отечественной экономики требует создания высокоэффективных композиционных материалов, что предполагает поиск новых перспективных наполнителей.

В тоже время современные экономические условия требуют получения композитов не только с высоким комплексом характеристик, но и доступных, с достаточно низкой стоимостью. Поэтому большие потенциальные возможности улучшения характеристик композиционных материалов заложены в использовании недорогих и эффективных наполнителей, в число которых, безусловно, входят базальт и его производные.

Уникальные свойства базальта делают его одним из самых востребованных материалов. Базальт негорюч и способен выдерживать температуры до 9000С, прочен и устойчив к механическим воздействиям, обладает высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами, биологической стойкостью, а также химической нейтральностью – устойчив к влиянию агрессивных кислотных и щелочных сред, не накапливает радиацию. Базальты экологически чистые материалы и безвредные для человека и животных.

В РФ известно более 200 месторождений базальтовых пород, из них более 50 месторождений эксплуатируются. Базальты распространены повсеместно - Камчатка, Сибирь, Урал, Карелия. Например, запасы только двух разведанных и изученных месторождений базальтов на территории Плесецкого и Онежского районов Архангельской области составляют более 600 млн. м3 (около 2 млрд. т.) [1,2].

В данной работе исследовалась возможность использования базальта в качестве наполнителя эпоксидного компаунда, состоящего из эпоксидной смолы марки ЭД-20, отвердителя полиэтиленполиамина (ПЭПА) и модификатора полифункционального действия – трихлорэтилфосфата (ТХЭФ).

Подготовка базальта заключалась в его измельчении и фракционировании. Исследуемый наполнитель обладает значительным разбросом частиц по размерам, что подтверждается данными по оптической микроскопии.

Доказана возможность создания высоконаполненных составов, т.к. введение в композицию 50 масс.ч базальта обеспечивает высокие значения свойств. Следует отметить, что в эпоксидных композициях измельченный базальт ведет себя как активный наполнитель, повышающий свойства. Причем это проявляется как в повышении механических свойств – твердость по Бринеллю, устойчивость к статическому и динамическому изгибу (удару) возрастает более чем вдвое, так и физико-химических – теплостойкость также повышается со 114 до 2060С (табл.1).

Таблица 1

Влияние базальта на физико-механические свойства  эпоксидной композиции  состава: 70масс.ч. ЭД-20 + 15 масс.ч. ПЭПА + 30 масс.ч ТХЭФ

Количество базальта, масс.ч.

Ударная вязкость, кДж/м2

Твердость по Бринеллю, МПа

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

Водопоглощение, %

Теплостойкость по Вика, °С

-

34

130

45*

0,20

114

1

38

134

50*

0,17

124

30

56

185

77

0,10

180

50

82

253

122

0,07

206

 

При изучении термостабильности образцов термогравиметрическим анализом отмечено: увеличение коксовых остатков, снижение скоростей пиролиза, существенное уменьшение (более чем в 2 раза) потерь массы вплоть до 6000С/г. Выявленное влияние дисперсного базальта на пиролиз эпоксидной смолы проявляется и в поведении материала при горении на воздухе. Образцы, содержащие 30 и 50 мас.ч. базальта не поддерживают горения на воздухе и потери массы составляют 1,4 и 0,7% соответственно (табл.2). С увеличением степени наполнения эпоксидной композиции возрастают кислородный индекс и выход карбонизованного остатка.

Таблица 2

Показатели пиролиза и горючести эпоксидных композиций состава: 70масс.ч. ЭД-20 +

15 масс.ч. ПЭПА + 30 масс.ч ТХЭФ

Количество базальта, масс.ч.

Выход карбонизованного остатка по завершении основной стадии пиролиза, % (масс.)

Потери массы при поджигании на воздухе, % (масс.)

Кислородный индекс, %

-

26 (533°С)

20

26

1

29 (600°С)

19

28

30

57 (630°С)

1,4

30

50

62 (644°С)

0,7

37

 

Таким образом, доказана эффективность и целесообразность использования для наполнения эпоксидной смолы измельченного базальта, не перерабатывая его в волокна. Установлено повышение физико-химических и механических свойств композиций, наполненных базальтом, что позволяет расширить области применения базальта для создания ПКМ широкого спектра использования.

 

Литература:

  1.                         Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. – М.: Теплоэнергетик. – 2002. – 416 с.
  2.                         Арзамасцев С. В. Закономерности технологии базальто- и фосфогипсонаполненных полимерных композиционных материалов: Дис……докт. техн. наук: 05.17.06. – Саратов, 2011. – 327с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle