Российские нанотехнологии. 2018; 13: 30-35
ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ АГЛОМЕРАТАМИ ИЗ НАНОЧАСТИЦ
Аннотация
В работе проведено исследование влияния наночастиц белой сажи марки БС-120 и монолитных ультрадисперсных частиц пылевидного кварца марки «А» одной химической природы (SiO2) и размера (диаметр ~150 нм) на структуру и ударную вязкость дисперсно-наполненных эпоксидных полимеров. Впервые показано, что агломераты из наночастиц белой сажи размером ~150 нм при оптимальной концентрации повышают ударную вязкость эпоксидных полимеров в ~2 раза, а монолитные ультра-дисперсные частицы пылевидного кварца с диаметром частиц ~150 нм всего на ~20 %. Таким образом, доказана высокая эффективность агломератов из наночастиц оптимального размера по сравнению с монолитными ультрадисперсными частицами для повышения ударной вязкости эпоксидных дисперсных систем.
Список литературы
1. Пыхтин А.А. Кандидатская диссертация. Высокотехнологичные эпоксидные нанодисперсии и нанокомпозиты с регулируемой структурой и комплексом свойств. М.: Московский технологический университет, 2017. 125 c.
2. Ajayan P.M., Schadler S., Braun P.V. Nanocomposite science and technology. Wiley. L-VCH. 2003. 236 p.
3. Пол Д., Бакнелл К., Полимерные смеси. Том II: Функциональные свойства / Пер. с англ.; Под ред. В.Н. Кулезнева. СПб: Научные основы и технологии, 2009. 606 с.
4. Кулезнев В.Н. Смеси и сплавы полимеров. СПб: Научные основы и технологии, 2013. 216 с.
5. Трофимов Н.Н., Канович М.З. Прочность и надежность композитов. М.: Наука, 2014. 422 с.
6. Мир материалов и технологий. Полимерные нанокомпозиты / Под ред. Ю. Винг Май, Ю. Жонг-Жен. М.: Техносфера, 2011. 688 с.
7. Мараховский П.С., Кондрашов С.В., Акатенков Р.В., Алексашин В.М., Аношкин И.В., Мансурова И.А. О модификации теплостойких эпоксидных связующих углеродными нанотрубками // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2015. № 2. С. 118–127.
8. Кахраманов Н.Т., Азизов А.Г., Осипчик В.С., Мамедли У.М., Арзуманова Н.Б. Наноструктурированные композиты и полимерное материаловедение // Пластические массы. 2016. № 1–2. С. 49–57.
9. Акатенков Р.В., Алексашин В.Н., Аношкин И.В., Бабин А.Н., Богатов В.А., Грачев В.П., Кондрашов С.В., Минаков В.Т., Раков Э.Г. Влияние малых количеств функционализированных нанотрубок на физико-механические свойства и структуру эпоксидных композиций // Деформация и разрушения материалов. 2011. № 11. C. 22–24.
10. Swain S., Sharma R.A., Bhattacharya S., Chaudhary L. Effects of nano-silica/nano-alumina on mechanical and physical properties of polyurethane composites and coatings // Transactions Electr Electron Mater. 2013. V. 14. P. 1–8.
11. Fangqiang F., Zhengbin X., Qingying L., Zhong L., Huanqin Ch. ZrO 2 /PMMA nanocomposites: preparation and its dispersion in polymer matrix // Mater Prod Engineering. Chin J Chem Engineering. 2013. V. 21. № 2. P. 113–120.
12. Ahmed M.A., Ebrahim M.I. Effect of zirconium oxide nanofillers addition on the flexural strength, fracture toughness, and hardness of heat-polymerized acrylic resin // World J Nano Sci Engineering. 2014. V. 4. P. 50–57.
13. Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Комарова О.А., Раскутин А.Е., Гуняева А.Г. Конструкционные полимерные угленанокомпозиты — новое направление материаловедения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2011. № 12. С. 2–9.
14. Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Ильченко С.И. Наномодифицированные углепластики с повышенной вязкостью разрушения // Труды ТПКММ-2006. М. Знание. 2006. C. 88–98.
15. Симонов-Емельянов И.Д., Пыхтин А.А., Ковалева А.Н. Остаточные напряжения в нанокомпозитах при отверждении эпоксидных олигомеров // Российские нанотехнологии. 2016. Т. 11. № 11–12. С. 106–109.
16. Пыхтин А.А., Симонов-Емельянов И.Д. Технологические свойства нанодисперсий на основе эпоксидного олигомера марки DER-330 и белой сажи БС-50 // Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 4. С. 63–67.
17. Кленин В.И., Щеголев С.Ю., Лаврушин В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1977. 177 с.
18. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия: Учебник для университетов и химико-технологических вузов. М.: Химия, 2004. 445 с.
19. Кудряшов С.Ю., Онучак С.Ю. Коллоидная химия: лабораторный практикум. Самара: Изд. «Универс-групп», 2006. 48 с.
20. Лукьянович В.М. «Электронная микроскопия в физико-химических исследованиях». М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 90–116.
Title in english. 2018; 13: 30-35
ЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ АГЛОМЕРАТАМИ ИЗ НАНОЧАСТИЦ
Abstract
В работе проведено исследование влияния наночастиц белой сажи марки БС-120 и монолитных ультрадисперсных частиц пылевидного кварца марки «А» одной химической природы (SiO2) и размера (диаметр ~150 нм) на структуру и ударную вязкость дисперсно-наполненных эпоксидных полимеров. Впервые показано, что агломераты из наночастиц белой сажи размером ~150 нм при оптимальной концентрации повышают ударную вязкость эпоксидных полимеров в ~2 раза, а монолитные ультра-дисперсные частицы пылевидного кварца с диаметром частиц ~150 нм всего на ~20 %. Таким образом, доказана высокая эффективность агломератов из наночастиц оптимального размера по сравнению с монолитными ультрадисперсными частицами для повышения ударной вязкости эпоксидных дисперсных систем.
References
1. Pykhtin A.A. Kandidatskaya dissertatsiya. Vysokotekhnologichnye epoksidnye nanodispersii i nanokompozity s reguliruemoi strukturoi i kompleksom svoistv. M.: Moskovskii tekhnologicheskii universitet, 2017. 125 c.
2. Ajayan P.M., Schadler S., Braun P.V. Nanocomposite science and technology. Wiley. L-VCH. 2003. 236 p.
3. Pol D., Baknell K., Polimernye smesi. Tom II: Funktsional'nye svoistva / Per. s angl.; Pod red. V.N. Kulezneva. SPb: Nauchnye osnovy i tekhnologii, 2009. 606 s.
4. Kuleznev V.N. Smesi i splavy polimerov. SPb: Nauchnye osnovy i tekhnologii, 2013. 216 s.
5. Trofimov N.N., Kanovich M.Z. Prochnost' i nadezhnost' kompozitov. M.: Nauka, 2014. 422 s.
6. Mir materialov i tekhnologii. Polimernye nanokompozity / Pod red. Yu. Ving Mai, Yu. Zhong-Zhen. M.: Tekhnosfera, 2011. 688 s.
7. Marakhovskii P.S., Kondrashov S.V., Akatenkov R.V., Aleksashin V.M., Anoshkin I.V., Mansurova I.A. O modifikatsii teplostoikikh epoksidnykh svyazuyushchikh uglerodnymi nanotrubkami // Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Seriya «Mashinostroenie». 2015. № 2. S. 118–127.
8. Kakhramanov N.T., Azizov A.G., Osipchik V.S., Mamedli U.M., Arzumanova N.B. Nanostrukturirovannye kompozity i polimernoe materialovedenie // Plasticheskie massy. 2016. № 1–2. S. 49–57.
9. Akatenkov R.V., Aleksashin V.N., Anoshkin I.V., Babin A.N., Bogatov V.A., Grachev V.P., Kondrashov S.V., Minakov V.T., Rakov E.G. Vliyanie malykh kolichestv funktsionalizirovannykh nanotrubok na fiziko-mekhanicheskie svoistva i strukturu epoksidnykh kompozitsii // Deformatsiya i razrusheniya materialov. 2011. № 11. C. 22–24.
10. Swain S., Sharma R.A., Bhattacharya S., Chaudhary L. Effects of nano-silica/nano-alumina on mechanical and physical properties of polyurethane composites and coatings // Transactions Electr Electron Mater. 2013. V. 14. P. 1–8.
11. Fangqiang F., Zhengbin X., Qingying L., Zhong L., Huanqin Ch. ZrO 2 /PMMA nanocomposites: preparation and its dispersion in polymer matrix // Mater Prod Engineering. Chin J Chem Engineering. 2013. V. 21. № 2. P. 113–120.
12. Ahmed M.A., Ebrahim M.I. Effect of zirconium oxide nanofillers addition on the flexural strength, fracture toughness, and hardness of heat-polymerized acrylic resin // World J Nano Sci Engineering. 2014. V. 4. P. 50–57.
13. Gunyaev G.M., Chursova L.V., Komarova O.A., Raskutin A.E., Gunyaeva A.G. Konstruktsionnye polimernye uglenanokompozity — novoe napravlenie materialovedeniya // Vse materialy. Entsiklopedicheskii spravochnik. 2011. № 12. S. 2–9.
14. Gunyaev G.M., Kablov E.N., Il'chenko S.I. Nanomodifitsirovannye ugleplastiki s povyshennoi vyazkost'yu razrusheniya // Trudy TPKMM-2006. M. Znanie. 2006. C. 88–98.
15. Simonov-Emel'yanov I.D., Pykhtin A.A., Kovaleva A.N. Ostatochnye napryazheniya v nanokompozitakh pri otverzhdenii epoksidnykh oligomerov // Rossiiskie nanotekhnologii. 2016. T. 11. № 11–12. S. 106–109.
16. Pykhtin A.A., Simonov-Emel'yanov I.D. Tekhnologicheskie svoistva nanodispersii na osnove epoksidnogo oligomera marki DER-330 i beloi sazhi BS-50 // Tonkie khimicheskie tekhnologii. 2016. T. 11. № 4. S. 63–67.
17. Klenin V.I., Shchegolev S.Yu., Lavrushin V.I. Kharakteristicheskie funktsii svetorasseyaniya dispersnykh sistem. Saratov: Izd-vo Saratovskogo universiteta, 1977. 177 s.
18. Shchukin E.D., Pertsov A.V., Amelina E.A. Kolloidnaya khimiya: Uchebnik dlya universitetov i khimiko-tekhnologicheskikh vuzov. M.: Khimiya, 2004. 445 s.
19. Kudryashov S.Yu., Onuchak S.Yu. Kolloidnaya khimiya: laboratornyi praktikum. Samara: Izd. «Univers-grupp», 2006. 48 s.
20. Luk'yanovich V.M. «Elektronnaya mikroskopiya v fiziko-khimicheskikh issledovaniyakh». M.: Izd-vo AN SSSR, 1960. S. 90–116.
