ВПЛИВ КАРБОНОВОГО АРМУВАЛЬНИКА НА ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІЛАКТИДНОГО ФІЛАМЕНТУ, ЩО ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В ІНЖЕНЕРНИХ ВИРОБАХ

Анотація

У статті досліджено вплив карбонового армувальника на фізико-механічні та експлуатаційні властивості полілактидного філаменту, що використовується для виготовлення інженерних виробів методами адитивного виробництва, технологією пошарового наплавлення (FDM). Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення міцності, зносостійкості та стабільності властивостей полімерних матеріалів при їх використанні в умовах змінних температур і навантажень, а також можливістю застосування 3D-друкованих виробів в інженерних виробах.
У роботі розглянуто фізико-хімічні механізми взаємодії між полілактидом та карбоновим армувальником, зокрема процеси адгезії, когезії та дифузії на межі поділу «полімер-карбон». Проаналізовано роль електрон-електронної взаємодії, міжмолекулярних зв’язків і впливу технологічних факторів (температура, час контакту, тиск) на формування структури композитного матеріалу. Встановлено, що адгезійна міцність визначається як механічними, так і фізико-хімічними процесами, включаючи мікроадсорбцію та дифузійне проникнення частинок карбону в поверхневі шари полімеру.
Експериментальна частина дослідження передбачала виготовлення зразків із додаванням близько частки карбонового наповнювача та їх випробування на розтяг відповідно до стандарту ASTM D638-14. У результаті встановлено, що введення карбонового армування призводить до підвищення межі міцності на розрив і зносостійкості матеріалу, проте змінює характер руйнування на крихкий, що підтверджується відсутністю пластичної деформації на діаграмах напруження-деформації.
Отримані результати підтверджують перспективність застосування карбон-модифікованого полілактиду для виготовлення функціональних інженерних виробів із заданими механічними та ізоляційними властивостями та створюють основу для подальших досліджень у напрямі оптимізації складу і технологічних режимів 3D-друку.