CC BY
16
№ 8 (89)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
август, 2021 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ
Негматова Комила Сайибжановна
д-р техн. наук, профессор Государственного унитарного предприятия «Фан ва тараккиёт»
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: taraqqiyot@mail. ru
Бабаханова Мадина Авазовна
доктор философии (PhD), ст. науч. сотр. Государственного унитарного предприятия ««Фан ва тараккиёт»,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Ахмедова Дилфуза Улугбековна
мл. науч. сотр. института общей и неорганической химии Республика Узбекистан, г. Ташкент
Бабаханова Дилдора Рустамовна
ассистент
Ташкентского университета информационной технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Дадамухамедова Нилуфар Абдурашидовна
мл. науч. сотр. института общей и неорганической химии, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Бозоров Аминжон Нуруллаевич
д-р философии (PhD), ст. науч. сотр. Государственного унитарного предприятия «Фан ва тараккиёт»
Республика Узбекистан, г. Ташкент
RESEARCH OF ADHESION STRENGTH OF COMPOSITE POLYMER COATING
Komila Negmatova
Doctor tech. Sci., Professor of the State unitary enterprise "Fan va tarakkiyot"
Uzbekistan, Tashkent
Madina Babakhanova
Doctor of Philosophy (PhD), Senior Research Fellow State unitary enterprise "Fan va tarakkiyot", Uzbekistan, Tashkent
Dilfuza Akhmedova
Junior researcher Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbekistan, Tashkent
Dildora Babakhanova
Assistant,
Tashkent University of Information Technologies,
Uzbekistan, Tashkent
Nilufar Dadamukhamedova
Junior researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbekistan, Tashkent,
Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Негматова К.С. [и др.]. 2021. 8(89). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12174
№ 8 (89)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
август, 2021 г.
Aminjon Bozorov
Doctor of Philosophy (PhD), Senior Research Fellow State unitary enterprise "Fan va tarakkiyot", Uzbekistan, Tashkent,
АННОТАЦИЯ
Изучено влияние агрессивных сред на адгезионную прочность покрытия и показана диффузионная модель деградации композиционного материала.
ABSTRACT
The influence of hostile environment to adhesive durability of coating is studied and diffusion model composite materials degradation is shown
Ключевые слова: композиционные материалы, антикоррозионные материалы, индустриальные отходы, диффузионный модель.
Keywords: composite materials, anticorrosive materials, industrial waste, diffusion model.
Введение
При проектировании деталей конструкций из композиционных полимерных материалов важно знать, как протекают процессы их разрушения в агрессивных средах, что проявляется в изменении их жёсткости и несущей способности. Однако, до настоящего времени процесс физико-химического разрушения композиционных материалов и покрытий на их основе изучен недостаточно.
При изучении химической стойкости композиционных материалов, применяемых в качестве покрытия, одним из важных критериев оценки их стойкости является изменение адгезионной прочности в условиях воздействия агрессивных сред. Особенно эффективно применение этого критерия при оценке таких защитных свойств покрытий, как диффузионная проницаемость и внутренние напряжения.
В связи с этим, целью данной работы является исследование процесса химического разрушения композиционных полимерных материалов и определение модели их разрушения.
Экспериментальная часть
В качестве объекта исследования нами были выбран эпоксидный олигомер ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), полиэтиленполиамин (ПЭПА).
В качестве наполнителей использовали фосфо-гипс (ФГ), фосфошлак (ФШ), каолин, бентонит, производственный отход и в качестве пластификатора госсиполовую смолу (ГС).
Методика изучения химической стойкости основана на определении изменения массы, линейных размеров и физико-механических свойств стандартных образцов после выдержки их в агрессивных растворах в течение определённого времени [1,2].
Обсуждение результатов
Изучение зависимости адгезионной прочности ненаполненных эпоксидных композиций на основе смол ЭД-20 от действия агрессивных сред показало, что адгезионная прочность этих покрытий во всех случаях снижается, а именно в серной кислоте - на 40,
в воде - на 60, в соляной кислоте - на 70% относительно величины адгезионной прочности при выдержке в этих средах более 10 суток на воздухе.
Покрытия полностью теряют адгезионную прочность в азотной и уксусной кислотах в течение 10 и 6 суток соответственно вследствие деструкции полимеров на границе раздела фаз полимер-подложка (рис.1).
Сложность изучения химического разрушения материала под действием агрессивных сред связана с протекающими в нём диффузионными процессами.
Изучение диффузионных процессов в материале, протекающих под воздействием агрессивных сред проводилась по схеме диффузионной деградации, предложенной авторами.
Деградация - это общее обозначение процесса изменения физических и геометрических характе -ристик конструкционных и композиционных материалов под действием механической нагрузки, агрессивной среды, излучений и других дефектов. Интенсивность деградации материала зависит от его пористости, наличия микродефектов, химического взаимодействия компонентов материала со средой, физико-химического взаимодействия компонентов с наполнителями, физико-механических процессов, происходящих на границе раздела наполнитель -матрица.
Сущность диффузионной деградации в данном случае заключается в следующем. Согласно этой модели, является важным установление связи между скоростью проникновения среды и скоростью химического реагирования, так как деструкция плёнкообразующего зависит от соотношения этих двух процессов и протекает в одной из трёх областей: внешней диффузионно-кинетической, внутренней кинетической и внутренней диффузии агрессивной среды в плёнкообразующих.
Для первой области скорость диффузии агрессивной среды в плёнкообразующих меньше скорости химической диффузии и разрушение материала происходит в поверхностном слое. Размер этого слоя не меняется во времени, а потеря работоспособности материала происходит из-за уменьшения площади поперечного сечения по мере продвижения реакционной зоны (гетерогенная деградация).
№ 8 (89)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
август, 2021 г.
Внутренняя кинетическая область характерна для процессов, в которых скорость диффузии больше скорости химической реакции, например, для гидрофильных материалов.
Образцы насыщаются агрессивной средой полностью и деструкции подвергается весь объём материала (гомогенная деградация).
На рисунке 2 показано изменение адгезионной прочности наполненных покрытий в 40-% ^ SO4.
Следовательно, анализируя изменения адгезионной прочности, можно судить о проницаемости покрытий, характере химического взаимодействия между подложкой и агрессивной средой. Наличие пор и микродефектов в ненаполненных покрытиях (они контролировались электронным микроскопом) способствует ускоренному проникновению агрессивных сред в глубь материала, увеличивая площадь контакта плёнкообразующего слоя со средой, ускоряя протекание следующих процессов: химической деструкции, сорбции компонентов агрессивной средой, растворения золь-фракции плёнкообразующего
слоя, десорбции из полимерного материала различных добавок, изменения физической структуры материала.
Резюме
Таким образом, введение в композицию механо-активированных наполнителей с определенными химическими свойствами их поверхности может приводить к ускорению или ингибированию различных стадий процесса деструкции и изменению химизма этих реакций. Становится все более очевидным, что дисперсные минеральные наполнители выступают как гетерогенные компоненты высокотемпературных химических процессов деструкции полимеров, протекающих на границе раздела полимер-наполнитель.
Можно сделать вывод, что покрытия, наполненные вторичными продуктами, позволяют значительно сократить время отверждения композиций, происходит упрочнение полимерной матриц, обеспечивая высокую гомогенность системы и улучшить физико-механических и эксплуатационных свойств.
1- 50% - СНзСООН; 2- 40% - НЫО ; 3-25% - НС1; 4- Н2О; 5-40% -И28С>4
Рисунок 1. Изменение адгезионной прочности ненаполненных покрытий на основе ЭД-20
в различных агрессивных средах
Время , час.
1 - наполненный фосфогипсом; 2- наполненный фосфошлаком; 3- наполненный каолином; 4- наполненный бентонитом; 5- наполненный производственным отходом
Рисунок 2. Изменение адгезионной прочности наполненных покрытий на основе ЭД-20 в 40% - H2SO4
Список литературы:
1. Негматов С.С. Технология получения полимерных покрытий. - Ташкент. - Узбекистан. - 1975. - 23 с.
2. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных покрытий и материалов. - М.: Химия. - 1988. - 276 с.
