CC BY
47УДК 69.034.92 : 547-311 РО! 10.24411/2686-7818-2020-10005
АНАЛИЗ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННО-КОНТИНЕНТАЛЬНОГО КЛИМАТА*
© 2020 Т.А. Низина, Д.Р. Низин, Д.А. Артамонов, Н.С. Панаева, Ю.А. Ланкина**
Представлены результаты исследования технологических и упруго-прочностных показателей модифицированных низковязких эпоксидных смесей и композитов на их основе. Получены числовые значения параметров математических зависимостей, описывающих изменение прочностных и деформативных показателей исследуемых композитов в зависимости от длительности натурного экспонирования и интенсивности актинометрических параметров. Выявлены эпоксидные композиции, обладающие наиболее высокой подвижностью и жизнеспособностью, а также минимальным разогревом смесей в процессе отверждения. Изучено влияния вида отвердителей на упруго-прочностные показатели эпоксидных композитов, а также кинетика изменения их свойств в процессе натурного климатического старения в умеренно-континентальном климате в течение одного календарного года. Проведено моделирование изменения относительного предела прочности и удлинения эпоксидных полимеров при растяжении в зависимости от длительности натурного экспонирования и накопленной интенсивности суммарной солнечной радиации и ультрафиолетовых излучений диапазонов А и В.
Ключевые слова: эпоксидная смола, отвердитель, полимерный композит, вязкость, жизнеспособность, прочность при растяжении, удлинение.
Основная задача строительного материаловедения заключается в создании материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками в сочетании со снижением себестоимости, материалоемкости и трудоемкости процесса производства. В настоящее время скорость разработки строительных материалов различного функционального назначения и покрытий на их основе становится всё выше. На рынке всё чаще появляются составы, обладающие, по заявлениям производителей, множеством ценных свойств, превосходящих по их сочетанию большинство известных аналогов. В частности, при выборе защитно-декоративных покрытий строительных изделий и конструкций особое внимание
необходимо уделять не только упруго-прочностным характеристикам композитов на основе применяемых составов, а также их реологическим показателям, жизнеспособности, длительности отверждения и т.д., обеспечивающим надежное адгезионное сцепление и, как следствие, выполнение покрытиями своих защитных функций [1 - 3]. Кроме того, защитные покрытия, наносимые на поверхность бетонных и железобетонных строительных изделий и конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия климатических факторов, должны обладать высокой стойкостью к натурным факторам (перепады температуры и влажности, актинометрические параметры и т.д.) [4 - 7].
* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №18-08-01050.
** Низина Татьяна Анатольевна (nizinata@yandex.ru) - доктор технических наук, профессор кафедры «Строительные конструкции», советник РААСН; Низин Дмитрий Рудольфович (nizindi@yandex.ru) - кандидат технических наук; Артамонов Денис Александрович (denartam@gmail.com) - аспирант; Канаева Надежда Сергеевна (aniknadya@yandex.ru) - аспирант; Ланкина Юлия Алексеевна (ntorm80@mail.ru) - кандидат технических наук, доцент; все - ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва», г. Саранск, Россия.
При разработке составов защитно-декоративных покрытий наибольший интерес представляют низковязкие эпоксидные смолы и отвердители, композиции на основе которых обладают требуемыми технологическими характеристиками без дополнительного использования разбавителей и пластификаторов, приводящих к существенному снижению свойств формируемых покрытий.
В качестве связующих при изготовлении полимерных составов в данной работе использовались эпоксидные смолыЭД-20, Этал-247,Этал-370 и отвердители производства АО «ЭНПЦ ЭПИТАЛ » - Этал-1440Н, Этал-1460, Этал-1472, Этал-45М, представляющие собой смеси ароматических и алифатических аминов [8, 9].Также параллельно были реализованы сравнительные испытания составов на основе смол ЭД-20 и Этал-247, отвер-ждаемых ПЭПА. Все используемые в работе составы отверждаются при комнатной температуре, то есть используется механизм «холодного отверждения», что очень важно для обеспечения технологичности составов.
При проведении экспериментальных исследований оценивались как технологические характеристики (динамическая вязкость, жизнеспособность, максимальная температура разогрева)и упруго-прочностные показатели (предел прочности и относительное удлинение при растяжении) эпоксидных составов, так и их климатическая стойкость при экспонировании в натурных условиях в течение одного календарного года.
Вязкость компонентов полимерных смесей и составов на их основе измерялась с помощью реометра HAAKEMARSШ. Управление
процессом измерения осуществлялось внутренним микроконтроллером с помощью специального программного комплекса НААКЕ RheoWin. При анализе изменения динамической вязкости от температуры использовалось уравнение Аррениусовского типа [10]:
По = A • exp
RT
(1)
где А - предэкспоненциальный множитель, Па-с;
Ел - энергия активации, Дж/моль;
И - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж
моль•К
Т - абсолютная температура, К.
Рассчитанные значения предэкспонен-циального множителя и энергии активации компонентов полимерных смесей приведены в табл. 1. Вязкость практически всех используемых отвердителей ниже вязкости смол, что позволяет использовать их для снижения общей вязкости составов, тем самым увеличивая технологичность. Исключение составляет отвердитель Этал-1460, вязкость которого превышает аналогичный показатель для смолы Этал-247 в среднем в 2,8 раза; однако с учетом высокой подвижности самой смолы вязкость смесей на ее основе для используемых видов отвердителей всегда минимальна (рис. 1).
Учитывая, что вязкость всех видов используемых отвердителей значительно ниже вязкости эпоксидных смол ЭД-20 и Этал-370, введение их в состав полимерных смесей
приводит к ожидаемому повышению под-Таблица 1 - Значения коэффициентов А и Ец уравнения (1)
Исследуемые компоненты смесей Энергия активации Ел, кДж/моль Предэкспоненциальный множитель А, Па-с
Эпоксидные смолы ЭД-20 76,271 4,62 х 10-13
Этал-247 55,383 2,05 х 10-10
Этал-370 66,609 1,46 х 10-11
Отвердители Этал-1440Н 63,573 8,49 х 10-12
Этал-1460 73,728 3,24 х 10-13
Этал-1472 62,007 1,22 х 10-11
Этал-45М 58,987 7,17 х 10-11
ПЭПА 36,464 2,18 х 10-8
Этал-370 Марка эпоксидной смолы Марка отвердпхеля
■Этап-144 ОН ■Этап-1460 □Этал-14"2 ■Этал-45М ИПЭПА Рис. 1. Динамическая вязкость эпоксидных смесей при температуре 25°С через 1 минуту после замеса
вижности (рис. 1). Использование более низковязких, чем смолы, отвердителей позволяет повысить подвижность смесей на основе ЭД-20 от 1,6 до 4 раз. Наибольший эффект наблюдается для смесей ЭД-20+Этал-1440Н и ЭД-20+Этал-45М. Эти же виды отвердителей (Этал-1440Н и Этал-45М) позволили получить наиболее подвижные составы на ос-
нове модифицированной смолы Этал-370 (рис. 1).
Известно, что отверждение эпоксидных связующих низкомолекулярными аминами сопровождается выделением тепла и повышением температуры реакционной смеси. Важными технологическими показателями составов защитно-декоративных покрытий
Рис. 2. Кинетические кривые набора температуры полимерных связующих на основемодифицированной эпоксидной смолы Этал-247 в зависимости от вида отвердителя
ф
являются: максимальная температура разогрева смеси и время ее достижения. Также к важным показателям следует отнести жизнеспособность, обеспечение которой позволяет использовать составы в течение достаточно продолжительного времени (не менее 1- 1,5 часов) [11, 12].
Анализ результатов исследования кинетики отверждения эпоксидных связующих показал (рис. 2), что составы, содержащие от-вердитель Этал-1460, начинают быстро разогреваться уже через 15-20 минут после совмещения смолы с отвердителем, что свя-
зано с началом активной фазы химической реакции. Характер кривой набора температуры при использовании отвердителя Этал-1460 подобен кривой для эпоксидных составов, отверждаемых ПЭПА. Использование от-вердителей Этал-1460 и ПЭПА приводит к разогреву смесей до 163^202 оС (рис. 2, табл. 2) и, как следствие, существенному снижению их жизнеспособности и времени отверждения.
При замене отвердителя Этал-1460 на Этал-1440Н, Этал-1472 или Этал-45М наблюдается плавный и медленный рост температуры в течение первых 2-3 часов. Макси-
Таблица 2 - Технологические показатели исследуемых составов эпоксидных полимеров
Марка эпоксидной смолы Марка отвердителя Динамическая вязкость при 25°С, Па-с Максимальная температура разогрева, °С Жизнеспособность, мин
ЭД-20 Этал-1440Н 2,35 46 113
Этал-1460 5,77 172 19
Этал-1472 4,05 64 77
Этал-45М 3,26 53 70
ПЭПА 2,68 186 31
Этал-247 Этал-1440Н 0,94 42 130
Этал-1460 1,01 164 27
Этал-1472 0,99 51 97
Этал-45М 1,02 44 94
ПЭПА 0,92 163 15
Этал-370 Этал-1440Н 2,88 54 126
Этал-1460 4,37 202 25
Этал-1472 4,13 55 82
Этал-45М 2,88 59 70
Марка эпоксидной смолы Марка отвердителя Исследуемая характеристика
Плотность, г/см3 Предел прочности при растяжении, МПа Относительное удлинение при максимальной нагрузке, %
ЭД-20 Этал-1440Н 1,15 52,86 9,77
Этал-1460 1,11 47,16 8,18
Этал-45М 1,11 59,28 8,62
Этал-247 Этал-1440Н 1,08 40,81 8,60
Этал-1460 1,11 44,26 8,37
Этал-1472 1,08 50,92 10,76
Этал-45М 1,09 36,28 7,61
Этал-370 Этал-1440Н 1,11 54,70 11,05
Этал-1460 1,04 33,70 6,37
Этал-45М 1,09 37,34 6,68
ЭД-20 ПЭПА 1,12 53,16 6,29
Этал-247 ПЭПА 1,07 52,34 7,64
ЭКСПЕРТ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
2020. № 1 (4)
Таблица 3 - Свойства эпоксидных композитов в исходном состоянии
мальная температура разогрева смесей для вышеуказанных отвердителей в зависимости от вида смоляной части варьируется в интервале от 42 до 64 оС, что в 3^3,5 раза меньше максимальных температур в случае применения Этал-1460 или ПЭПА (табл. 2). Наибольший разогрев смеси в этом случае достигается для состава ЭД-20+Этал-1472, наименьший - для Этал-247+ Этал-1440Н.
Результаты механических испытаний исследуемых эпоксидных полимеров свидетельствуют (табл. 3) о существенном варьировании физико-механических свойств в зависимости от вида смолы и отвердителя. Для выявления наиболее оптимальных составов по комплексу технологических показателей полимерных смесей и физико-механических характеристик полимеров на их основе (в исходном состоянии) было проведено сравнение полученных полимеров с составом ЭД-20+ПЭПА. Установлено, что близкими по прочности при растяжении с контрольным композитом, обладающим ораст = 53,16 МПа, являются составы ЭД-20+Этал-1440Н, Этал-247+Этал-1472, Этал-247+Этал-45М и Этал-370+Этал-1440Н. Наибольшей прочностью при растяжении, составляющей 59,28 МПа, обладает состав на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отверждаемой Этал-45М.
При этом все составы на основе отвердителей фирмы «ЭПИТАЛ» позволяют получить полимеры с большей или сопоставимой (по сравнению с контрольным составом) де-формативностью (табл. 3). Наибольшее относительное удлинение при растяжении, варьирующееся от 8,6 до 11,05%, зафиксировано для составов, отверждаемых Этал-1440Н. Также достаточно высокой способностью к удлинению, составляющей 10,8%, обладает полимер Этал-247+Этал-1472. Относительное удлинение при растяжении для вышеуказанных композитов превышает аналогичный показатель контрольного состава в 1,37^1,77 раза.
Из анализа научно-технической литературы [4-7, 13-16], посвященной анализу климатической стойкости полимерных материалов, известно, что к наиболее агрессивным
воздействующим факторам относят интенсивность солнечной радиации, в том числе ее ультрафиолетовые составляющие. Учитывая, что интенсивность воздействующих климатических факторов существено варьируется в зависимости от месяца экспонирования, исследовалась динамика накопления акти-нометрических параметров в зависимости от месяца и сезона экспонирования.
Анализ изменения основных метеорологических параметров производили с помощью автоматической станции контроля загрязнения атмосферного воздуха [17]. Измерение метеорологических параметров осуществлялось автоматически каждые 20 минут, актинометрических параметров - каждые 10 минут в круглосуточном режиме. Для экспонирования образцов использовались испытательные стенды, размещенные на базе эколого-метеорологической лаборатории Национального Исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (г. Саранск).
Для описания изменения относительного предела прочности и относительного удлинения эпоксидных композитов при растяжении в зависимости от длительности экспонирования и актинометрических параметров использовались экспоненциальные зависимости вида:
Д<ст = еХР(аХ * *), (2)
Кст = ехр(а* •ХРх ),
(3)
где а Х, РХ - коэффициенты уравнения, зависящие от состава исследуемого композита; Х - переменный фактор, отождествляемый в зависимости от вида анализируемых кривых с длительностью экспонирования (Т, сутки), суммарной солнечной радиацией (О, МДж/м2) или суммарным ультрафиолетовым излучением диапазона А (иА, МДж/м2), В (ив, кДж/м2).
Графические зависимости, описывающие изменение относительного предела прочности при растяжении полимеров на основе эпоксидных смол ЭД-20, Этал-247 и Этал-370в зависимости от суммарной солнечной радиации представлены на рис. 3. Ус-
а)
1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
ж
\ >v
\ N * \ \ Ж- ^ о ----- ---ж. _ - • —Ж
X ■s •4
- - - _ ■
500 1000 1500 2000 2500 Суммарная солнечная радиация, МДж/м-Впд отвердптеля (эпоксидная смола ЭД-20):
3000
3500
ж Этал-1440Н
■ Этал-1460
о Этал-45М
б)
1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
A
о - ■ -ж
о
500 1000 1500 2000 2500 Суммарная солнечная радиация, МДж/м2 Вид отвердителя (эпоксидная смола Этал-247):
3000
3500
<:Этал-1440Н
■ Этал-1460 А Этал-1472 оЭтал-45М
в)
1.6
1.4
с о 1,2
ч О
g 3 1
О S С- X
I- о
>К
0,8
■а
È |0,6
G X
О 0,4
у ч
■ О ° X / ч ч ч
/ / --— ч ч ч
ж о ч ч . ч ж
ч ' • —
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Суммарная солнечная радиация. МДж/м-Вид отвердптеля (эпоксидная смола Этал-370):
* Этал-1440Н ■ Этал-1460 о Этал-45М
Рис. 3. Изменение относительного предела прочности при растяжении эпоксидных полимеров на основе смол ЭД-20 (а), Этал-247(б), Этал-370 (в) в зависимости от суммарной солнечной радиации (отвердители: Этал-1440Н - штрихпунктирная линия; Этал-1460 - штриховая линия; Этал-45М -
сплошная линия)
тановлено, что наибольшей климатической стойкостью обладают составы на основе модифицированной эпоксидной смолы Этал-247 (рис. 3, б). Максимальное снижение предела прочности при растяжении после года натурного экспонирования не превышает 20% для состава, отвержденного Этал-45М. Для полимеров, отверждаемых Этал-1440Н и Этал-1460, остаточная прочность составляет, соответственно, 98 и 84% от контрольных показателей. Воздействие на состав Этал-247+Этал-1472 климатических факторов практически не приводит к изменению свойств на всем исследуемом временном интервале. При этом относительный предел прочности при растяжении для композитов на основе эпоксидной смолы Этал-370 для всех исследуемых видов отвердителей через
один год натурного экспонирования составляет около 0,5 (рис. 3, в). Для составов на основе смолы ЭД-20 и отвердителей Этал-1460 и Этал-45М данный показатель через 12 месяцев испытаний снижается еще больше - до 0,3 и 0,4 соответственно (рис. 3, а). Наиболее высокой стойкостью в условиях воздействия климатических факторов в данном случае обладает композит ЭД-20+Этал-1440Н, для которого относительная прочность через год составляет около 65%.
Значения коэффициентов аппроксимирующих зависимостей, описывающих изменение относительного передела прочности (2) и относительного удлинения (3) при растяжении эпоксидных полимеров представлены в табл. 4. Из анализа значений коэффициентов детерминации Я2 следует, что изме-
Таблица 4 - Значения коэффициентов уравнений (2) и (3), описывающих влияние длительности
экспонирования (Т, сутки), интенсивности суммарной солнечной радиации (О, МДж/м2) и ультрафиолетовых излучений диапазонов А (иА, МДж/м2) и В (ив, кДж/м2) на прочностные (2) и деформативные (3) характеристики при растяжении эпоксидных полимеров, экспонированных в умеренно-континентальном климате (г. Саранск)
Вид отвердителя Исслед. фактор Значения коэффициентов уравнения (2) Значения коэффициентов уравнения (3)
а х Рх R2 а х Рх R2
1 2 3 4 5 6 7 8
Эпоксидная смола ЭД-20
Этал-1440Н Т -2,69 х 10-3 0,876 0,754 -4,85 х 10-3 0,908 0,823
а -1,15 х 10-2 0,444 0,773 -2,33 х 10-2 0,452 0,864
ил -4,21 х 10-2 0,448 0,774 -8,77 х 10-2 0,456 0,866
ив -3,78 х 10-2 0,301 0,858 -1,43 х 10-1 0,226 0,943
Этал-1460 Т -8,97 х 10-2 1,284 0,925 -5,22 х 10-3 1,055 0,969
а -7,96 х 10-3 0,644 0,975 -3,15 х 10-2 0,529 0,985
ил -5,28 х 10-2 0,649 0,976 -1,49 х 10-1 0,533 0,986
ив -1,22 х 10-1 0,295 0,982 -2,92 х 10-1 0,249 0,991
Этал-45М Т -1,10 х 10-3 1,161 0,971 -4,71 х 10-3 0,970 0,987
а -8,88 х 10-3 0,566 0,967 -2,62 х 10-2 0,477 0,986
ил -4,65 х 10-2 0,572 0,967 -1,06 х 10-1 0,482 0,986
ив -4,15 х 10-2 0,380 0,957 -9,56 х 10-2 0,321 0,981
Эпоксидная смола Этал-247
Этал-1440Н Т -4,69 х 10-3 0,493 0,662 -3,60 х 10-2 0,309 0,772
а -1,46 х 10-2 0,205 0,603 -7,01 х 10-2 0,132 0,731
ил -2,67 х 10-2 0,207 0,604 -1,04 х 10-1 0,133 0,731
ив -2,67 х 10-2 0,131 0,686 -1,21 х 10-1 0,064 0,740
Этал-1460 Т -1,00 х 10-2 0,461 0,719 -4,56 х 10-1 -0,084 0,754
а -2,11 х 10-2 0,238 0,732 -4,34 х 10-1 -0,057 0,762
ил -4,25 х 10-2 0,238 0,730 -3,68 х 10-1 -0,057 0,762
ив -7,08 х 10-2 0,068 0,589 -3,48 х 10-1 -0,030 0,766
Окончание таблицы 4
1 2 3 4 5 6 7 8
Этал-1472 Т - - - -1,21 x 10-1 0,145 0,912
Q - - - -1,50 x 10-1 0,077 0,922
Ua - - - -1,88 x 10-1 0,078 0,923
Ub - - - -2,09 x 10-1 0,035 0,920
Этал-45М Т -1,42 x 10-1 0,076 0,968 -1,50 x 10-2 0,511 0,790
Q -1,65 x 10-1 0,035 0,968 -2,66 x 10-2 0,297 0,864
Ua -1,83 x 10-1 0,036 0,968 -6,31 x 10-2 0,302 0,867
Ub -1,82 x 10-1 0,023 0,968 -5,69 x 10-2 0,207 0,880
Эпоксидная смола Этал-370
Этал-1440Н Т -3,34 x 10-4 1,221 0,609 -1,05 x 10-1 0,339 0,707
Q -3,55 x 10-3 0,569 0,437 -2,41 x 10-1 0,132 0,654
Ua -1,89 x 10-2 0,572 0,432 -3,56 x 10-1 0,132 0,653
Ub -3,76 x 10-2 0,270 0,369 -4,41 x 10-1 0,051 0,629
Этал-1460 Т -4,24 x 10-4 1,250 0,301 -6,12 x 10-6 2,130 0,884
Q -7,50 x 10-9 2,260 0,346 -3,18 x 10-4 1,019 0,847
Ua -1,27 x 10-6 2,576 0,366 -6,34 x 10-3 1,026 0,846
Ub -1,75 x 10-11 3,085 0,421 -2,08 x 10-2 0,492 0,815
Этал-45М Т -1,54 x 10-11 4,220 0,631 -1,70 x 10-4 1,516 0,824
Q -1,22 x 10-12 3,351 0,676 -8,22 x 10-5 1,180 0,915
Ua -1,87 x 10-8 3,418 0,677 -2,47 x 10-3 1,202 0,916
Ub -7,60 x 10-10 2,608 0,675 -8,27 x 10-4 0,913 0,927
нение вышеуказанных показателей для композитов на основе смолы ЭД-20 с достаточно высокой степенью надежности описывается экспоненциальными зависимостями (2) и (3). Также высокой достоверностью обладают зависимости вида (2) для составов Этал-247+Этал-45М = 0,968). Коэффициенты детерминации для составов, получаемых на основе низковязкой смолы Этал-247 и отвердителей Этал-1440Н и Этал-1460, варьируются в пределах от 0,589 до 0,732.
Учитывая, что используемая зависимость (2) не позволяет с достаточной точностью описать процесс повышения прочностных показателей на первоначальном этапе натурного экспонирования, выявленный для составов Этал-370 + Этал-1460 и 12 Этал-370 + Этал-45М, было предложено заменить ее на уравнение вида:
1
(4)
Да!
раст 1+у Х • х+еХ • х 2
где уХ, ех - коэффициенты уравнения, зависящие от состава исследуемого полимера; Х - то же, что и для зависимостей (2) и (3).
Смена вида аппроксимирующего уравнения для данных полимеров с (2) на (4) позволила повысить коэффициент детерминации с 0,301-0,677 до 0,657-0,914 (табл. 5), что подтверждает целесообразность подобной замены.
По совокупности проведенных исследований можно сделать вывод, что наиболее климатически-стойкие композиты получены на основе эпоксидной смолы Этал-247. При этом, учитывая, что полимерные смеси на основе данной смолы, отверждаемые аминными отвердителями Этал-1440Н, Этал-1472 и Этал-45М, обладают наилучшими технологическими показателями (высокая подвижностью и жизнеспособность), а также наименьшей температурой разогрева в процессе отверждения, именно их следует отнести к наиболее перспективным в плане использования в виде защитно-декоративных покрытий бетонных и железобетонных изделий и конструкций, подвергающихся воздействию натурных климатических факторов.
Таблица 5 - Значения коэффициентов уравнения (4), описывающего влияние длительности экспонирования (Т), интенсивности суммарной солнечной радиации (О) и ультрафиолетовых излучений диапазона А (иА) и В (ив) на прочностные характеристики при растяжении эпоксидных полимеров, экспонированных в умеренно-континентальном климате (г. Саранск)
Вид Исслед. Значения коэффициентов уравнения (4)
отвердителя фактор Y х 0х R2
Эпоксидная смола Этал-370
т, сутки -6,01 2,660 0,914
Этал-1460 q, МДж/м2 -0,39 0,031 0,764
Ua, МДж/м2 -8,35 12,08 0,769
Ub, кДж/м2 -0,40 0,038 0,657
т, сутки -4,85 2,590 0,955
Этал-45М q, МДж/м2 -0,12 0,020 0,742
Ua, МДж/м2 -2,75 7,990 0,745
Ub, кДж/м2 -0,02 0,019 0,680
Библиографический список
1. Полимерные покрытия для бетонных и железобетонных конструкций / В.П. Селяев и др. - Саранск: Изд-во СВМО, 2010. - 224 с.
2. Низина Т.А. Защитно-декоративные покрытия на основе эпоксидных и акриловых связующих. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. -258с.
3. Полимербетоны: монография / В.П. Селя-ев, Ю.Г. Иващенко, Т.А. Низина. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2016. - 284 с.
4. Зависимость температуры поверхности образцов от характеристик климата при экспозиции в натурных условиях / В.О. Старцев, И.М. Медведев, А.С. Кротов, С.В. Панин // Коррозия: материалы, защита. - 2013. - №7. - С. 43-47.
5. Климатические испытания строительных материалов / под общ. ред. д-ра техн. наук проф. О.В. Старцева, акад. РААСН д-ра техн. наук проф. В.Т. Ерофеева, акад. РААСН д-ра техн. наук проф. В.П. Селяева. - М.: Издательство АСВ, 2017. -558 с.
6. Низин Д.Р. Климатическая стойкость защитно-декоративных покрытий на основе модифицированных эпоксидных связующих : дис. ... канд. техн. наук. - Казань, 2017. - 216 с.
7. Коррозионная агрессивность приморской атмосферы. Ч.1. Факторы влияния (обзор) / Е.Н. Каблов и др. // Коррозия: материалы, защита -2013. - №12. - С. 6-18.
8. Эпоксидные материалы / Т.В. Лапицкая,
B.А. Лапицкий // Композитный мир. - 2006. -№7. - С. 16-17.
9. Отвердители эпоксидных смол / В.А. Бобылев // Композитный мир. - 2006. - №4. -
C. 20-24.
10. Roller M. B. Characterization of the Time-Temperature-Viscosity Behavior of Curing B-Staged Epoxy Resin / M.B. Roller // Polym. Eng. Sci. -1975. - v. 15, No 6. - Pp. 406-414.
11. Влияние отвердителей на технологичность эпоксидных связующих и механические свойства полимеров на их основе / Т.А. Низина и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород. - 2017. - №9. - С. 19-24.
12. Анализ изменения технологических характеристик эпоксидных смесей и физико-механических свойств полимеров на их основе в зависимости от вида смол и отвердителей / Т.А. Низина и др. // Строительство: новые технологии - новое оборудование. - 2018. -№1-2. - С. 46-51.
13. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения / Е.Н. Каблов и др. // Деформация и разрушение материалов. - 2010. -№ 11. - С. 19-27.
14. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. II. Релаксация исходной структурной неравномерности градиент свойств по толщине / Е.Н. Каб-лов и др. // Деформация и разрушение материалов. - 2010. - №12. - С. 40-46.
15. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Релаксация исходной структурной неравномерности градиент свойств по толщине / Е.Н. Каб-лов и др. // Деформация и разрушение материалов. - 2011. - № 1. - С. 34-40.
16. Анализ влияния отвердителя на климатическую стойкость эпоксидных композици-
ф
онных материалов / Т.А. Низина и др. // Известия ВУЗов. Строительство - 2017. - № 1. -С. 55-64.
17. Материальная база вуза как инновационный ресурс развития национального исследо-
вательского университета / Т.А. Низина, В.П. Се-ляев // Долговечность строительных материалов, изделий и конструкций : мат. Всеросс. науч.-техн. конф. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. - С. 115-121.
Поступила в редакцию 17.01.2020 г.
ЭКСПЕРТ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
2020. № 1 (4)
ANALYSIS OF THE CLIMATIC RESISTANCE OF MODIFIED EPOXY POLYMERS IN A TEMPERATE CONTINENTAL CLIMATE
© 2020 T. A. Nizina, D. R. Nizin, D. A. Artamonov, N. S. Kanaeva, Yu. A. Lankina*
The results of the research of technological and elastic-strength indicators of modified low-viscosity epoxy mixtures and composites on their basis are presented. Numerical values of mathematical dependences parameters are obtained. They describe change of strength and deformation parameters of investigated composites depending on duration of the field exposure and intensity of actinometric parameters. Epoxy compositions with the highest mobility and viability together with minimal heating of mixtures during curing have been revealed. Has been studied the influence of the hardener species on the elastic-strength indices of epoxy composites, as well as the kinetics of their properties in the process of natural climatic aging in a moderately continental climate during one calendar year. Modeling of changes in the relative strength limit and extension of epoxy polymers under stretching, which is depending on the duration of the field exposure and the accumulated intensity of total solar radiation and ultraviolet radiation of ranges A and B, was carried out.
Keywords: epoxy, hardener, polymer composite, viscosity, viability, tensile strength, lengthening.
Received for publication on 17.01.2020
* T.A. Nizina (nizinata@yandex.ru) - Dr. of Technical, Advisor to RAABS, Professor of the Department of Building Structures; D. R. Nizin (nizindi@yandex.ru) - Candidate of Technical; D. A. Artamonov (denartam@gmail.com) - Postgraduate; N. S. Kanaeva (aniknadya@yandex.ru) - Postgraduate; Yu. A. Lankina (ntorm80@mail.ru) - Candidate of Technical; Mordovian State University named after N. P. Ogarev (Saransk, Russia)
