КОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ ВУЛКАНІЧНИХ НАПОВНЮВАЧІВ З РІЗНОВИДАМИ ПОЛІМЕРНОЇ МАТРИЦІ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.1.10Ключові слова:
композит, наповнювач, перліт, цеоліт, латекс, склад, структура, пористістьАнотація
У статті наведено результати досліджень в області структуроутворення полімерних композитів із підвищеним вмістом мінеральних наповнювачів. При цьому як наповнювачі використовувались попутні продукти видобутку вулканічних порід – перліт і цеоліт родовищ Закарпаття, а як зв’язуючі – водні дисперії сополімерів двох типів – Policril 590 та Latex 2012. Теоретичною передумовою впливу на формування структури та відповідно на властивості композитів стали відомі генетичні особливості складу та будови досліджуваних наповнювачів. При розробці нових полімерних композитів важливу роль відіграє вибір системи наповнювач-зв’язуюче. Використання, при створенні об’ємних композитів в якості матриці водних дисперсій полімерів є маловивченою темою, що потребує поглиблених досліджень. Тому метою даного дослідження було вивчення процесів формування структури композитів та способів її регулювання за рахунок варіювання видів наповнювача і полімерної матриці та їх масового співвідношення. В свою чергу це впливало і на властивості композитів. В ході дослідження було зосереджено увагу на процесах формування структури композитів та аналізі взаємодії в системі наповнювач-полімерна матриця. Вивчено вплив типу сполучень полімерного зв’язуючого з наповнювачами наі розвиток поровоїі структури і фізико-механічні властивості композитів. Результати досліджень показали, що застосування різних типів сполучень досліджуваних компонентів дозволяє ефективно регулювати такі властивості композитів, як водопоглинання, яке змінювалося в інтервалі від 2,6 до 14,2 мас. %, відкрита пористість – від 3,58 до 21,35%, залишкова деформація – від 0,1 до 0,3, та Модуль Юнга – від 19,7 до 677,5 МПа, що відкриває широкі можливості для налаштування характеристик композитів під конкретні застосування.
Посилання
Stephen Grove. Composite Materials and Structures for Engineering Students. Independently published, 2018. 397 p.
Melnуk L. Research of electrical properties of epoxy composite with carbon fillers. Technology audit and production reserves. 2017. Vol. 3. № 1/35. P. 1539–1641.
Kilic A., Kahraman E., Kilic Ö. Evaluation of the Use of Perlite in Industry. Conference: International Congress on Engineering and Architecture, Alanya, 14–16 November 2018. Alanya (Turkey), 2018. P. 1549–1556.
Пащенко 0.О., Воронков М.Г., Крупа О.А., Свідерський В.А. Гідрофобний вспучений перліт. К.: Наукова думка, 1977, 204 с.
Strzemiecka B., Voelkel A., Kasperkowiak M. Characterization of zeolites as potential new generation fillers in abrasive articles. Physicochemical properties of zeolites and their interactions with resins. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2010. Vol. 372. № 1–3. Р. 80–85.
Barczewski M., Hejna A., Kosmela P., Mysiukiewicz O., Piasecki A., Sa£asiñska K. High-density polyethylene – expanded perlite composites: structural oriented analysis of mechanical and thermomechanical properties. Materiale Plastice. 2022. Vol. 3. № 59. P. 52–63. https://doi.org/10.37358/mp.22.3.5605
Spoerk M., Sapkota J., Weingrill G., Fischinger T., Arbeiter F., Holzer C. Shrinkage and warpage optimization of expanded‐perlite‐filled polypropylene composites in extrusion‐based additive manufacturing. Macromolecular materials and engineering. 2017. Vol. 10. № 302. P. 1700143.
Мельник Л.І., Черняк Л., Свідерський В. Особливості вулканічних порід як матеріалів для полімерних композитів. Вісник Хмельницького національного університету. 2022. № 1. Т. 305. С. 14–19. https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-305-1-14-19
Мельник Л., Белоусов О., Свідерський В., Черняк Л. Питання зменшення енергоємності виготовлення пористих композиційних матеріалів. Будівельні матеріали та вироби. 2019. № 1–2. Т. 102. С. 48–50. https://doi.org/10.48076/2413-9890.2021-102-09.
Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers. Journal of the American Chemical Society. 1938. Vol. 60. № 2. P. 309. https://doi.org/10.1021/ja01269a023.
Vovchenko L.L., Matzui L.Y., Zhuravkov A.V., Samchuk A.P. Electrical resistivity of compacted TEG and TEG-Fe under compression. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2006. Vol. 67. № 5–6. P. 1168–1172. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2006.01.042.
Kuila U., Prasad M. Specific surface area and poresize distribution in clays and shales. Geophysical Prospecting. 2013. Vol. 61. No. 2. P. 341–362. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12028.