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.
Основные термины (генерируются автоматически): Количество базальта, эпоксидной смолы, композиционных материалов, Уникальные свойства базальта, возможность использования базальта, масс.ч базальта, смолы измельченного базальта, Подготовка базальта, влияние дисперсного базальта, области применения базальта, Влияние базальта, наполнения эпоксидной, масс.ч ТХЭФ, эпоксидной смолы марки, карбонизованного остатка, пиролиз эпоксидной смолы, наполнения эпоксидной композиции, механических свойств, физико-механические свойства  эпоксидной, характеристик композиционных материалов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос