Автореферат (1091425), страница 4
Текст из файла (страница 4)
д; до 1,75-1,93г/см3 , при υн = 0,64 об. д; до 1,67-1,85г/см3 при υн = 0,68 об. д.Длясозданиясферопластикасзаданнымкомплексомтехнологическиххарактеристик рекомендуется использовать матрицы на основе смесей ЭДО с ММср ≥450 г/моль, υ1-й фр ≤ 0,9; υасс ≥ 0,25 об. д., высоконаполненные системы с Θ ≤ 0,2 об. д.и добавлением до 20 об.
% активного разбавителя, так как в этом случае достигаютсянаименьшие показатели усадки (до ~0,7%), остаточных напряжений (до 2,0 МПа),водопоглощения (менее 1,0 %), диэлектрической проницаемости (до 1,8-2,0) иплотности ~ до 0,5 г/см3 В этом случае практически не происходит фазовогоразделения компонентов, так как структура системы является практически полностьюсформированной трехмерной объемной решеткой из частиц ПСМС и ее перестройкавозможна лишь при сдвиговых напряжениях.18Введение ПСМС в эпоксидную матрицу снижает прочность при сжатииДНПКМ. Показано, что введение до 60 об. % ПСМС с плотностью 0,22 г/см3приводит к снижению прочности при сжатии с 120 до 46 МПа.Согласно техническому заданию σсж ДНПКМ должно составлять не менее 50МПа.
В этом случае при использовании микросфер марки МС-ВП-А9 с плотностью0,22 г/см3 их содержание (υн) не может превышать 0,58 об. д. и, соответственно, Θ ≤0,16об. д. Расчетами показано, что для производства легкого эпоксисферопластикарадиотехнического назначения с ε ≤ 2 следует использовать высоконаполненныесистемы с 0,16 ≤ Θ ≤ 0,2 об. д. .Для снижения уровня остаточных напряжений при изготовлении многослойныхконструкций на основе сферопластиков рекомендуется применять ступенчатыйтемпературно-временной режим отверждения. До времени перехода реакции изкинетической в диффузионную область, необходимо проводить отверждение притемпературах не выше 50-60оС, так как в этом случае наблюдаются наименьшиенапряжения иусадки.
Дальнейшийпрогрев сферопластика с постепеннымповышением температуры до значений на 5-10оС меньше температуры деструкцииматрицы ЭДО, полученной по данным ДСК, необходим для достижения наибольшихтемператур стеклования (Тст) и, следовательно, теплостойкости полимерной матрицы.На основании полученных данных по разработке новых конструкционныхматериалов в ОАО «НПО Стеклопластик» были выпущены опытные партииполуфабрикатов (сферопластиков) на основе ЭДО и их смесей и полых стеклянныхмикросфер с минимальными усадками и уровнем остаточных напряжений (таблица 1,Акт 1).Таблица 1- Характеристики легких сферопластиков с минимальным уровнемусадок, остаточных напряжений и диэлектрической проницаемостью менее 2,0.ХарактеристикаТехническоеСферопластикзаданиеПлотность, г/см3не более 0,600,55Диэлектрическая проницаемостьне более 2,01,8Объемная усадка, об.
%не более 2,01,1Остаточные напряжения, МПане более 5,02,0Модуль упругости при сжатии, МПане менее 25002600Прочность при сжатии, МПане менее 45,050,0не более 1,51,0Водопоглощение за 24 ч., масс. %19Разработанные сферопластики были использованы при создании облегченныхмногослойныхназначениясармированныхматериаловулучшеннымкомплексомиконструкцийрадиотехническоготехнологическихитехническиххарактеристик (Акт 2).ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Разработана технология получения легких, прочных, с низкой диэлектрическойпроницаемостью сферопластиков на основе эпоксидных связующих и полыхстеклянных микросфер с минимальным уровнем усадок и остаточных напряжений исозданы облегченные армированные конструкции радиотехнического назначения,полностью удовлетворяющие современным тактико-техническим требованиям.2. ИсследовановлияниеММ,ММР,числафракций,содержания1-ойнизкомолекулярной фракции и ассоциатов в ЭДО и их смесях на кинетическиезависимости и уровень усадок и остаточных напряжений при отверждении.Предложены корреляционные зависимости между расходом функциональных групп,усадкой и остаточными напряжениями при отверждении ЭДО при разныхтемпературах и показано, что кинетикой, уровнем усадки и остаточныминапряжениями можно направленно управлять, варьируя ММ, ММР, содержанием 1ой низкомолекулярной фракции и ассоциатов в ЭДО и их смесях;3.Впервые получены значения усадок в кинетической и диффузионнойобласти при реакции отверждении ЭДО и их смесей, и показано, что остаточныенапряжения формируются в кинетической области от точки гелеобразования доперехода реакции в диффузионную область.
Усадка в кинетической области реакции,составляет от 30 до 60% от Ук, остальная часть усадки проходит в условияхпереходной области (до 40%).4.Установленызакономерностивлиянияактивныхиинактивныхрастворителей ЭДО на процессы усадки и кинетику остаточных напряжений приотверждении эпоксидных систем. Показано, что введение до 20 об. % активногоразбавителя ДЭГ-1 в систему на основе ЭДО приводит к повышению объемнойусадки (на 20-30%) и резкому снижению остаточных напряжений (~ в 5 раз), а такжеснижению температуры стеклования для ЭД-20 до ~31 %.5.Определены основные технологические характеристики отечественных изарубежных полых стеклянных микросфер (ПСМС) различных марок, рассчитаны20составы и обобщенные параметры структур ДНПКМ, и проведена классификациясферопластиков по структурному принципу.Впервые объемная усадка и остаточные напряжения при отверждении ДНПКМна основе ЭДО выражены в терминах обобщенных параметров структуры.Установлено, что при введении ПСМС напряжения уменьшаются с 1,5 до 2,5 раз (с10,9 до 7,5 МПа при 25оС и с 55,0 до 20,0 МПа при 120оС), а конечнаятехнологическая усадка в 5 раз (с 5,3 до 1,1 об.
%), наибольшее изменениепроисходит в области значений обобщенного параметра Θ от 1,0 до 0,75 об. д., прикотором система переходит из низконаполненной в средненаполненную.6.Изучены закономерности структурообразования и влияние содержанияПСМС, растворителя и обобщенных параметров структуры ДНПКМ на кинетику иуровень усадок и остаточных напряжений, а также электрофизические и физикомеханические характеристики ДНПКМ на основе ЭДО при разных температурахотверждения.Длядостиженияоптимальныхэксплуатационныхсвойствсферопластиков рекомендуется использовать связующие на основе смесей ЭДО сММср ≥ 450 г/моль, υ1-й фр ≤ 0,9; υасс ≥ 0,25 об. д., 10-20 об. % активного разбавителяДЭГ-1 и ПСМС марки МС-ВП-А9 (2) с ρ ≈ 0,25 кг/м3 и υm=0,62 об. д., при Θ ≤ 0,2 об.д., что позволяет получать монолитные закрыто пористые сферопластики сминимальным уровнем усадки (до ~ 1,0 об.
%) и остаточных напряжений (до ~ 0,7МПа) и относительной диэлектрической проницаемостью ε ≤ 2.7.Рассчитана номограмма для определения технологических характеристики параметров процесс формования сферопластиков из раствора с движущейся фазойинактивного растворителя и структурообразования при переходе ДНПКМ пообобщенному параметру Θ, от одной группе материалов к другой, в зависимости отвремениудалениярастворителя(сушки),чтопозволяетпрогнозироватьформоустойчивость изделия и метод переработки сферопластиков.8.По результатам работы в ОАО «НПО Стеклопластик» были выпущеныопытные партии сферопластиков на основе ЭДО для сэндвич - конструкций с ~60 об.% ПСМС, прочностью на сжатие 50 МПа, модулем упругости 2600 МПа,диэлектрической проницаемостью не более 1,8, с усадкой менее 1,0об.%,остаточными напряжениями не более 2,0 МПа и водопоглощением не более 1,0 масс.% (Акт 1, см.
Приложение). Разработанные сферопластики были использованы присоздании облегченных многослойных армированных материалов и конструкцийрадиотехнического назначения с улучшенным комплексом технологических итехнических характеристик (Акт 2, см. Приложение).21Основные публикации по теме диссертации1.Апексимов Н.В. Влияние молекулярной массы диановых эпоксидныхолигомеров промышленных марок на кинетику усадки при отверждении / СимоновЕмельянов И.Д., Апексимов Н.В., Трофимов А.Н., Суриков П.В., Хомяков А.К. //Вестник МИТХТ.- 2011 - Т.6 - №4, С.89-922.Апексимов Н.В.
/Структурообразование в полимерных композиционныхматериалах с полыми стеклянными микросферами / Симонов-Емельянов И. Д.,Апексимов Н.В., Трофимов А.Н., Зубков С.Б. // Пласт. массы. – 2012 – № 11,С.6-103.Apeksimov N.V. Oligomer epoxy binders with controllable molecularcharacteristics: curing rheokinetics / Simonov-Emel'yanov I.D., Apeksimov N.V., SurikovP.V., Trofimov A.N., Kandyrin L.B., Zarubina A.Y // Polymer Science - Series D. 2013. Т.6. № 2. С.
134-139.4.glassApeksimov N.V. The structure formation in polymer composites with hollowmicrospheres / Simonov-Emel'yanov I.D., Apeksimov N.V., I.D., Zubkov S.B.,Trofimov A.N. // International Polymer Science and Technology. 2014. Т. 41. № 1. С. T21T26.5.Апексимов Н.В. / Кинетика напряжений при отверждении эпоксидныхолигомеров с разными молекулярными характеристиками Симонов-Емельянов И.Д.,АпексимовН.В.,ТрофимовН.В.,ДебердеевТ.Р.//ВестникКазанскоготехнологического университета. - 2014. Т. 17. № 9. С. 136-138.6.эпоксидныхАпексимовН.В.олигомеровсКинетикаростанапряженийразнымимолекулярнымиприотверждениихарактеристикамиигетерогенностью / Симонов-Емельянов И.Д., Апексимов Н.В., Трофимов А.Н.,Шулаев Н.С.
// Клеи. Герметики. Технологии - 2015- № 2, с 23-277.Апексимов Н.В. остаточные напряжения при отверждении дисперсно-наполненных эпоксидных систем / Трофимов А.Н., Симонов-Емельянов И.Д.,Апексимов Н.В., // Клеи. Герметики. Технологии - 2016- № 12, с 25-288.Апексимов Н.В. Влияние разбавителей на кинетику объемной усадки инапряжений при отверждении эпоксидиановых олигомеров / Симонов-ЕмельяновИ.Д., Апексимов Н.В., Трофимов А.Н, Прохорова Ю.С.
// Тонкие химическиетехнологии, - 2016- № 6, с 103-1079.Апексимов Н.В. Исследование влияния средней молекулярной массы исодержания первой фракции на усадку эпоксидных олигомеров и их смесей/Апексимов Н.В. Симонов-Емельянов И.Д.// Тезисы международной молодежной22научной конференции «ХХХVI Гагаринские чтения» 6-10 апреля 2010; научныетруды в 8-ми томах, - М.: МАТИ, 2010. – Т.1. – С.44 – 45.10.Апексимов Н.В. Влияние молекулярных характеристик на усадкуэпоксидных олигомеров и их смесей/ Апексимов Н.В.
// в сборнике трудовконференции «Наукоемкие химические технологии-2010» 29 июня – 2 июля 2010ГОУВПО Иван.гос.хим.ун-т. Иваново, 2010- С.34611.Апексимов Н.В. Олигомерные эпоксидные связующие с регулируемымимолекулярнымихарактеристиками,гетерогенностью структуры исвойствами/Апексимов Н.В., Симонов-Емельянов И. Д., Суриков П.
В., Трофимов А. Н.,Зарубина А. Ю. // в сборнике тезисов - Сборник трудов IV международнойконференции-школы по химии и физикохимии олигомеров - Казань, 30 мая - 4 июня201112.Апексимов Н.В. Влияние активного разбавителя на реологическиесвойства эпоксидных связующих для теплостойких армированных пластиков/Апексимов Н.В. // Тезисы XIV Международной научно-технической конференции«Наукоемкие химические технологии-2012 – Тула. 21-24 мая 2012.13.Апексимов Н.В. Кинетика усадки при отверждении композиционныхматериалов на основе эпоксидных олигомеров / Апексимов Н.В. //ТезисыМеждународной научно-технической конференции «Новые материалы и технологииглубокой переработки сырья – основа инновационного развития экономики России»,Москва, 26-27 июня 201214.Apeksimov N.V. Influence of molecular characteristics and heterogeneity tothe kinetics of internal stress during curing of industrial brands epoxy oligomers and theirmixtures/ Apeksimov N.V.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
