Библиографическое описание:

Щербина Н. А. Получение резиноволокнистых композитов армированием фторкаучука // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 56-57.



 

К перспективным композиционным материалам относятся резиноволокнистые композиты (РВК), получаемые по традиционной технологии изготовления с повышенными эксплуатационными свойствами.

За счет высоких удельных механических свойств, стойкости к действию высоких температур, тепловому старению, а также электропроводящих свойств, перспективно использовать углеродные волокна (УВ) в составе материалов, к которым предъявляют требования высокой механической прочности, одновременно с небольшой массой материала.

Введение углеродных волокон в смеси на основе фторкаучука приводит к получению резин с малой остаточной деформацией сжатия. Большое влияние на взаимодействие волокна с полимерной матрицей оказывает природа поверхности углеродного волокна. Недостаточную прочность связи между волокнами и эластомерной матрицей и, как следствие, снижение усиливающей способности устраняют предварительной модификацией поверхности УВ.

Широкое распространение эластомеров, наполненных короткими волокнами, обусловлено специфичностью их свойств и возможностью переработки на обычном смесительном оборудовании. К наиболее важным факторам, определяющим свойства РВК, относятся размер армированного волокна, соотношение длины к диаметру, сохранение этих размеров в процессе смешения, степень адгезии и содержание волокна в резиновой матрице.

Целью настоящего исследования являлось усиление свойств фтористой резины с введением в смесь углеродного волокна. Исследовано влияние короткого углеродного волокна на свойства получаемых композитов на основе фторкаучука СКФ-26 (Р/С 420-37). Углеродные волокна использовались полученные на основе полиакрилонитрильного прекурсора (марки УК - ТУ 1916-214-51385208-2002) и углеродное гидратцеллюлозное волокно (УГЦВ - ТУ 1916-001-9637987-2009), технические характеристики которых приведены в табл.

Таблица 1

Технические характеристики УВ

Наименование показателей

Норма по ТУ*

УК

УГЦВ

Линейная плотность, г/м

27+5

 

Плотность (объёмная масса), г/см3

1,75+0,05

 

Удельное объёмное электрическое сопротивление, Ом*см

 

0,043+0,012

Разрушающее напряжение элементарной нити при разрыве, МПа

 

430

Разрушающее напряжение элементарной нити при растяжении ,ГПа

2,0

 

*Данные ООО «Аргон», ООО «Балаково Карбон Продакшн»

 

Возможность применения стадии модификации УВ приводит к увеличе­нию прочности связи волокно-эластомер, за счет адгезионного контакта на границе раздела фаз.

В качестве адгезирующих модификаторов предлагается использо­вать органосиланы: 3-аминопропилтриэтоксисилан (М-1); 3-глицидопропил­триметоксиси­лан (М-2) ; 2метакрилоксипропилтриметоксисилан (М-3).

Исследованием методом термогравиметрического анализа установлено (табл. 2), что силаны разлагаются эндотермически в узком температурном интервале. Установлено, что карбонизованный остаток образуют только М-1,2.

Таблица 2

Обобщенные данные ТГА и ДСК ПАН органосиланов

Название продукта

Температурный интервал пиролиза, 0С

∆Н, Дж/г

Остаток, %, при температурах, 0С

100

200

300

400

500

600

700

800

М-1

110-166

243-299

90,4

562,0

82,11

41,7

35

30,6

28

26

24,2

24

М-2

205-252

327-392

84,2

789,6

99,2

40,5

20

11,0

9,7

9,3

8,8

8,6

М-3

156-204

-273

98,6

3,2

2,0

1,2

0,9

0,7

0,5

0,5

 

Процесс модифицирования УВ волокна включал следующие стадии: пропитку волокна 4% спиртовыми растворами органосиланов при модуле ванны Мв =5 и сушку при температуре 20-25С. Образцы для испытания вулканизовали в гидравлическом прессе «Monsa». Италия при температуре 1750С в течение 10…20 мин. и термостатировали при 2000С 24 часа.

Физико-механические показатели исследуемых резиноволокнистые композитов, содержащих измельченное волокно, подтверждаю эффективность предварительной модификации УК И УГЦВ.

 

Литература:

  1. Перепелкин К.Е. Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты. – СПб.: Научные основы и технологии, 2009.- 380 с.
  2. Кудрявцев Г.И., Варшавский В.Я., Щетинин А.М. и др. Армирующие химические волокна для композиционных материалов. – М.: Химия, 1992.-236 с.
  3. Соловьёв Е.М. Получение волокнистых наполнителей резин и пути улучшения их свойств: Тем. обзор./ Е.М. Соловьёв, И.А. Кузнецова.- М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1986.-50 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle