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.
Основные термины: углеродного волокна, поверхности углеродного волокна, короткого углеродного волокна, смесь углеродного волокна, размер армированного волокна, пропитку волокна 4%, углеродные волокна, взаимодействие волокна, удельных механических свойств, Углеродные волокна, содержание волокна, химические волокна, Армирующие волокна, основе фторкаучука, усиление свойств фтористой, Анализ свойств разноокисленных, повышенными эксплуатационными свойствами, электропроводящих свойств, волокнистых наполнителей резин, предварительной модификации УК

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle