Тотосько Олег Васильович. Розробка епоксикомпозитних покриттів модифікованих електроіскровим гідроударом з поліпшеними експлуатаційними характеристиками

brief description

Тотосько Олег Васильович. Розробка епоксикомпозитних покриттів модифікованих електроіскровим гідроударом з поліпшеними експлуатаційними характеристиками : дис... канд. техн. наук: 05.02.01 / Луцький держ. технічний ун-т. - Луцьк, 2006

Тотосько О.В.Розробка епоксикомпозитних покриттів, модифікованих електроіскровим гідроударом, з поліпшеними експлуатаційними характеристиками. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 матеріалознавство. Луцький державний технічний університет, м. Луцьк, 2006.
Вперше встановлено і обґрунтовано позитивний вплив електроіскрового гідроудару на експлуатаційні характеристики епоксикомпозитів, наповнених полідисперсними наповнювачами різної магнітної природи. Доведено, що використання електроіскрової обробки епоксидної смоли з подальшим введенням пластифікатора, твердника та бідисперсного наповнювача з оптимальним вмістом забезпечує підвищення фізико-механічних і теплофізичних властивостей композитів на 1020%, а адгезійних на 2038%. За допомогою спеціально розробленоїметодикидосліджено кінетику зростання внутрішніх напружень на різних етапах формування композитів. Розроблено технологію формування епоксикомпозитних матеріалів і покриттів на їх основі.
Розроблено технологію модифікації електроіскровим леґуванням основи з подальшою обробкою електроіскровим гідроударом інґредієнтів епоксидної матриці. На основі проведених досліджень створено і впроваджено нові двошарові полімеркомпозитні покриття для захисту від корозії технологічного устаткування різних галузей промисловості України.

1. Експериментально встановлено, що попередня обробка композицій електроіскровим гідроударом приводить до збільшення адгезійної міцності епоксикомпозитних матеріалів на 2038%, внаслідок кращої міжфазної взаємодії компонентів системи. Запропоновано три варіанти технології обробки компонентів матриці електроіскровим гідроударом. Найкращі характеристики мають композитні матеріали після обробки електроіскровим гідроударом смоли ЕД-20 з подальшим введенням у визначеному порядку пластифікатора, наповнювача і твердника.
2. Встановлено кінетику зростання внутрішніх напружень у досліджуваних композитах залежно від температури, хімічної природи і вмісту наповнювачів. Показано, що попередня обробка епоксидної смоли електроіскровим гідроударом приводить до підвищення внутрішніх напружень в епоксикомпозитах у 1,21,7 рази, за рахунок утворення матеріалу з більше зшитою структурою. Встановлено, що коефіцієнт зростання внутрішніх напружень зменшується на 13...72% у оброблених електроіскровим гідроударом композитах.
3. Показано, що в усіх випадках після обробки оліґомера електроіскровим гідроударом, залежно від хімічної природи часток коефіцієнт Пуассона композитів зменшується на 2...31%. Експериментально встановлено оптимальне підвищення руйнівного напруження при стисканні та ударної в’язкості у 1,2...2,0 і 1,6...1,8 рази, відповідно, при вмісті наповнювачів 80 мас.ч. на 100 мас.ч. Попередня модифікація гетерогенних композицій електроіскровим гідроударом забезпечує як підвищення ступеня зшивання матриці у поверхневих шарах навколо наповнювача, так і рівномірність розподілу напружень в об'ємі полімеру. Це поліпшує пружні властивості матеріалу при динамічних навантаженнях.
4. Вперше встановлено, що введення бідисперсного наповнювача забезпечує зменшення танґенса кута діелектричних втрат на 1015%, а також його зміщення в область вищих температур на 710 К, порівняно з полімерною матрицею. Методами ЕПР-, ІЧ-спектроскопії та електронної мікроскопії показано, що взаємодія магнітного поля часток наповнювача та активних радикалів, утворених в результаті модифікації зовнішніми полями матриці, забезпечує високий ступінь зшивання матриці у поверхневих шарах, що поліпшує експлуатаційні характеристики досліджуваних композитів.
5. Експериментально встановлено зростання адгезійної і когезійної міцності системи покриття основа” у 1,51,8 рази внаслідок обробки епоксидного оліґомера електроіскровим гідро ударом, порівняно з необробленим. Показано, що модуль пружності після модифікації зростає у 1,62,0 рази, а абсолютна деформація зменшується на 1824%. Попередня обробка електроіскровим гідроударом епоксикомпозитів, які містять бідисперсні частинки B4C і Cr2O3, а також SiC і Аl2O3, забезпечує зменшення відносної деформації матеріалу покриття у 3,03,5 рази порівняно з необробленими матеріалами.
6. Показано ефективність застосування обробки матриці електроіскровим гідроударом з подальшим введенням бідисперсного наповнювача з оптимальним вмістом, що дозволяє підвищити опір захисних покриттів на 0,93...1,24 Омсм2, а також забезпечує значне зменшення ємності на 29...51 ПФ/см2. Використання у розроблених покриттях додаткового адгезійного шару забезпечує поліпшення адгезії полімеркомпозитів до металевої основи, а відповідно поліпшення фізико-механічних і антикорозійних властивостей технологічного устаткування.
7. Експериментально в промислових умовах випробувано та підтверджено високу корозійну тривкість полімеркомпозитних покриттів на основі модифікованої електроіскровим гідроударом епоксидної матриці та бідисперсного наповнювача фериту і газової сажі. Впровадження розроблених покриттів дозволило збільшити міжремонтний період роботи у 3,54,0 рази, підвищити корозійну стійкість обладнання у 2,22,4 рази. Загальний економічний ефект від впровадження становить 15448 грн. на 100 м2.