сотрудник с 01.01.2022 по настоящее время
Казань, Республика Татарстан, Россия
сотрудник с 01.01.2005 по настоящее время
Казань, Республика Татарстан, Россия
сотрудник
Казань, Республика Татарстан, Россия
ВАК 2.6.17 Материаловедение
УДК 67.017 Физические и механические свойства при обработке, переработке и в эксплуатации (материаловедение)
ББК 303 Сырье. Материалы. Материаловедение
Выявлена возможность регулирования содержания компонентов композиционного материала: полимерной матрицы (ПМ) и армирующего наполнителя. Установлено, что слабая межфазная адгезия между армирующими волокнами и полимерной матрицей приводит к получению полимерного композиционного материала (ПКМ) с низкими физическим и механическими характеристиками. Для устранения данного недостатка выбран метод воздействия на армирующие материалы – поток низкоэнергетических ионов (ПНЭИ) при пониженном давлении, который позволяет улучшить их капиллярную смачиваемость, создавать условия для прочного взаимодействия с матрицей и регулировать соотношение ПМ – армирующий наполнитель. Поэтому актуальной задачей является исследование соотношения компонентов ПКМ для возможности снижения массы композиционных изделий при сохранении их прочностных характеристик. В качестве объектов исследований выбраны волокна сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) марки D800 и ПКМ на основе СВПЭ тканей и эпоксидной смолы ЭД-20. Исследование смачиваемости поверхности СВМПЭ волокон по времени растекания капли эпоксидной смолы показало, что после воздействия ПНЭИ происходит повышении взаимодействия полимерного связующего с волокнистым материалом за счет активации его поверхности при появлении дополнительных функциональных групп. Модификация ПНЭИ приводит к повышению капиллярности СВМПЭ ткани, высота поднятия эпоксидной смолы увеличивается более чем в 5 раз за счет появления гидроксильных групп на поверхности материала. Термомеханические характеристики ПКМ с варьированием содержания полимерной матрицы показали, что применение модифицированных ПНЭИ СВМПЭ тканей в качестве армирующих компонентов позволяет снизить содержание связующего на 10%, при этом происходит повышение термической устойчивости композита на 5,5%. Механические характеристики ПКМ на основе модифицированных СВМПЭ тканей имеют повышенные значения. Проведенные исследования позволили установить, что применение ПНЭИ позволяет снизить содержание связующего в ПКМ и при этом получить наилучшие механические характеристики.
сверхвысокомолекулярный полиэтилен, волокна, ткань, поток, низкоэнергетические ионы, смачиваемость, характеристики
1. Колосова А.С., Сокольская М.К., Виткалова И.А., Торлова А.С., Пикалов Е.С. Современные полимерные композиционные материалы и их применение // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 5-1. С. 245-256.
2. Pukánszky B. Interfaces and interphases in multicomponent materials: past, present, future // European polymer journal. 2005. V. 41. No. 4. Р. 645-662.
3. Раскутин А.Е. Российские полимерные композиционные материалы нового поколения, их освоение и внедрение в перспективных разрабатываемых конструкциях // Авиационные материалы и технологии. 2017. №5. С. 349-367.
4. Ritter A., Sulaiman T., Altitinchi A., Bair E., Baratto-Filho F., Gonzaga C., Correr G. Composite-composite adhesion as a function of adhesive-composite material and surface treatment // Operative dentistry. 2019. V. 44. No. 4. Р. 348-354.
5. Kendall K. Adhesion and composites // Composite Interfaces. 1996. V. 4. No. 5. Р. 299-311.
6. Zhang Q., Lan L., Zheng Z., Liu P. Constructing highly oriented and condensed shish-kebab crystalline structure of HDPE/UHMWPE blends via intense stretching process: Achieving high mechanical proper-ties and in-plane thermal conductivity // Polymer. 2022.V. 241. P. 124532.
7. Пахомов П.М., Голикова А.Ю., Хижняк С.Д. О строении высокопрочных волокон из сверхвысоко-молекулярного полиэтилена, полученных методом гель-формования // Химические волокна. 2006. №3. С. 18-23.
8. Максимов А.И., Горберг Б.Л., Титов В.А. Возможности и проблемы плазменной обработки тканей и полимерных материалов // Текстильная химия. 1992. №1. С.101-118.
9. Гарифуллин А.Р., Абдуллин И.Ш., Корнеева Н.В., Кудинов В.В., Скидченко Е.А. Исследование адгезионных свойств гибридных волокон после плазменной обработки // Вестник Казанского технологического университета. 2015. № 12. С. 64-66.
10. Абдуллина В.Х., Давлетбаев Р.С. Плазменные методы активации поверхности полиолефиновых волокон // Известия Самарского научного центра РАН. 2010. Вып. 12. №4-3. С. 656-659.
11. Абдуллин И.Ш., Желтухин В.С., Кашапов Н.Ф. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения // Казань: Изд-во КГУ, 2000. 348с.
12. Абдуллин И.Ш., Некрасов И.К., Сагитова Ф.Р. Зависимость прочностных характеристик синтетических волокон от состава плазмообразующего газа и времени обработки при воздействии разряда пониженного давления // Перспективные материалы. 2025. № 5. С. 80-88.
13. Некрасов И. К., Абдуллин И. Ш., Сагитова Ф. Р. Исследование влияния плазменного воздействия ВЧЕ разряда пониженного давления на аппретированные СВМПЭ-волокна // Известия ВолгГТУ. 2025. №2 (297). C.49-56.
