ВЛИЯНИЕ МОНТМОРИЛЛОНИТА НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕРМОРЕАКТИВНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА
ВЛИЯНИЕ МОНТМОРИЛЛОНИТА НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕРМОРЕАКТИВНОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-2-109-117Ключевые слова:
полимерные материалы, эпоксидный композит, монтмориллонит, наполнители для полимеров, термореактивные смолыАннотация
смолы, модифицированной частицами монтмориллонита при комнатной температуре. При низкой скорости сдвига наблюдается значительное влияние монтмориллонита на свойства композита. Низкая скорость сдвига дополнительно позволила молекулам эпоксидной смолы просачиваться между слоями пластинок монтмориллонита, вызывая набухание и увеличение расстояния между ними. По мере увеличения скорости сдвига с 8 до 20 с-1 время перколяции монтмориллонита уменьшалось, что повлияло на уменьшение вязкости. При увеличение скорости сдвига выше значения 20 с-1 каких-либо значимых изменений вязкости не происходит, для обоих образцах наблюдается на графике монотонная линия. Добавление монтмориллонита в эпоксидную смолу изменяет химический состав композита, что приводит к изменениям реологических и физико-механических свойств. Добавление монтмориллонита замедляет гелеобразование, что может влиять на технологичность, время отверждения и конечные свойства композита. Были проведены морфологические исследования для определения степени дисперсности частиц монтмориллонита в полимерном композите с использованием просвечивающего электронного микроскопа. Неравномерное распределение частиц монтмориллонита преобладало во всех образцах. По-видимому это связано с условиями отверждения полимерного композита и недостаточности времени диспергирования. Проводились физико-механические исследования образцов из композита с монтмориллонитом в сравнении с образцами из чистой эпоксидной смолы. Прочность на изгиб образцов из полученного композита сопоставима с прочностью образцов из чистой эпоксидной смолы. В свою очередь вязкость увеличилась на 170%.
Библиографические ссылки
Duty C.E., Kunc V., Compton B., Post B., Erdman D., Smith R., Lind R., Lloyd P., Love L. (2017) Structure and mechanical behavior of big area additive manufacturing (BAAM) materials. Rapid Prototyp Journal, no. 23 (1), pp. 181–189. doi: 10.1108/RPJ-12-2015-0183 ISSN 13552546. DOI: https://doi.org/10.1108/RPJ-12-2015-0183
Kishore V., Ajinjeru C., Nycz A., Post B., Lindahl J., Kunc V., Duty C. (2017) Infrared Preheating to Improve Interlayer Strength of Big Area Additive Manufacturing (BAAM) Components. Additive Manufacturing, no. 14, pp. 7–12. doi: 10.1016/j.addma.2016.11.008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addma.2016.11.008
Xidas P.I., Triantafyllidis K.S. (2010) Effect of the type of alkylammonium ion clay modifier on the structure and thermal/mechanical properties of glassy and rubbery epoxy-clay nanocomposites, European Polymer Journal, vol. 46, no. 3, pp. 404–417. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2009.11.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2009.11.004
Kiliaris P., Papaspyrides C.D. (2010) Polymer/layered silicate (clay) nanocomposites: an overview of flame retardancy. Progress in Polymer Science, vol. 35, no. 7, pp. 902–958. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2010.03.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.03.001
Litchfield D.W., Baird D.G. (2006) The rheology of high aspect ratio nanoparticle filled liquids. The British Society of Rheology (electronic journal), pp. 1–60. Available at: https://www.researchgate.net/publication/265071718_The_rheology_of_high_aspect_ratio_nanoparticle_filled_liquids/citation/download.
Cai H., Li P., Sui G. et al. (2008) Curing kinetics study of epoxy resin/flexible amine toughness systems by dynamic and isothermal DSC. Thermochimica Acta, vol. 473, no. 1–2, pp. 101–105. doi: 10.1016/j.tca.2008.04.012.
Ray S.S., Okamoto M. (2003) Polymer/layered silicate nanocomposites: a review from preparation to processing. Progress in Polymer Science, vol. 28, no. 11, pp. 1539–1641. doi:10.1016/j.progpolymsci.2003.08.002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2003.08.002
Cai H., Li P., Sui G. et al. (2008) Curing kinetics study of epoxy resin/flexible amine toughness systems by dynamic and isothermal DSC. Thermochimica Acta, vol. 473, no. 1–2, pp. 101–105. doi: 10.1016/j.tca.2008.04.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tca.2008.04.012
Giannelis E.P., Krishnamoorti R., Manias E. (1999) Polymer-Silicate Nanocomposites: Model Systems for Confined Polymers and Polymer BrushesPolymers in Confined Environments. Advances in Polymer Science, vol 138, pp. 107–147. doi: 10.1007/3-540-69711-X_3. DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-69711-X_3
Mohan T.P., Velmurugan R., Kumar M.R. (2005) Rheology and curing characteristics of epoxy-clay nanocomposites. Polymer International, vol. 54, no. 12, pp. 1653–1659. doi: 10.1002/pi.1897. DOI: https://doi.org/10.1002/pi.1897
Erofeev V.T., T.F. Elchishcheva, Preobrazhenskaya E.M., Makarchuk M.V. (2020) Research of new materials and approaches in additive technologies in the manufacture of prototypes in industrial design. SPCECI 2019. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 972, P. 012057. doi: 10.1088/1757-899X/ 972/1/012057. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/972/1/012057
Erofeev V.T., Elchishcheva T.F., Preobrazhenskaya E.M., Makarchuk M.V., Afonin V.V. (2020) Optimization of the Strength Characteristics of the Cellular Structure in Samples of Thermoplastic Polyester. SPCECI 2019. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 972, P. 012056. doi: 10.1088/1757-899X/972/1/012056. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/972/1/012056
Erofeev V.T., Elchishcheva T.F., Makarchuk M.V., Preobrazhenskaya E.M., Tingaev A.V. (2022) Properties of Samples from Polymer Materials Manufactured by the Additive Method. Solid State Phenomena (SSP) (29 July 2022), vol. 335, pp. 79–84 doi: 10.4028/p-6n2zb7. DOI: https://doi.org/10.4028/p-6n2zb7
Erofeev V.T., Ivlev V.I., Myshkin A.V., Yudin V.A., Elchishcheva T.F. etc. (2021) Mekhanicheskiye svoystva otverzhdennoy poliefirakrilatnoy smoly MGF-9 [Mechanical properties of cured polyester acrylate resin MGF-9] Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil'noi Promyshlennosti, no 6 (396), pp. 311–319. doi: 10.47367/0021-3497_2021_6_311. DOI: https://doi.org/10.47367/0021-3497_2021_6_311
Erofeev V.T., Elchishcheva T.F., Makarchuk M.V. (2022) Epoksidnyy kompozit s uglerodnymi strukturami v additivnoy tekhnologii izgotovleniya izdeliy dlya tekstil'noy promyshlennosti [Epoxy composite with carbon structures in additive technology for manufacturing products for the textile industry] Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil'noi Promyshlennosti, no 2 (398), pp. 346–354. doi: 10.47367/0021-3497_2022_2_346.
Pahomova E.G., Monastyrev P.V., Mishchenko E.S.,Yezerskiy V.A., Ivanov I.A., Balthazar A.D. (2019) House-building analysis when usi ng additive technologies: Classification, advantages and disadvanta ges, Journal of Applied Engineering Science, vol. 17, no 4, pp. 449–456. doi: 10.5937/jaes17-23635. DOI: https://doi.org/10.5937/jaes17-23635
Ezersky V.A., Monastyrev P.V., Ivanov I.A. (2019) The Analysis of The rmal Properties of a Wall Fragment Made with 3D Construction Te chnology, International Journal for Computational Civil and Structur al Engineering, vol. 15, no 4, pp. 34–47. doi: 10.22337/2 587-9618-2019-15-4-34-47. DOI: https://doi.org/10.22337/2587-9618-2019-15-4-34-47
Pakhomova E.G., Andrianov K., Zubkov A., Monastyrev, P. (2020) In fluence of thickness and granulometric composition of granular asp halt on its strength characteristics when placing into the road pave ment, Journal of Applied Engineering Science, vol. 18(2), pp.192–197, doi: 10.5937/jaes18-26311. DOI: https://doi.org/10.5937/jaes18-26311
Pakhomova E., Emelyanov S., Yartsev V., Danilov V., Monastyrev P. (2023) The Influence of Climatic Aging on the Performance of Woo d-Based Panels, Civil Engineering Journal (Iran), no. 9(6), pp. 1491 –1508, doi: 10.28991/CEJ-2023-09-06-015. DOI: https://doi.org/10.28991/CEJ-2023-09-06-015
Sakoshev Z.G., Blaznov A.N. (2022) Issledovaniye reologicheskikh i fiziko-mekhanicheskikh svoystv epoksidnykh sistem s otverditelyami raznoy prirody [Study of rheological and physical-mechanical properties of epoxy systems with hardeners of different nature] Plasticheskiye massy, no. 9-10, pp. 7–9. doi: 10.35164/0554-2901-2022-9-10-7-9. DOI: https://doi.org/10.35164/0554-2901-2022-9-10-7-9
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
