CC BY
14
УДК 667.64:678.026
А.В. БУКЕТОВ, А.Г. КУЛ1Н1Ч, В.М. ГУССВ, СО. СМЕТАНКИ
Херсонська державна морська академiя
В.М. ЯЦЮК
Тернопiльський науково-дослщний експертно-кримiналiстичний центр МВС Укра1ни
ВПЛИВ МОДИФ1КАТОРА 4-АМШОБЕНЗОЙНО1 КИСЛОТИ НА Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕР1АЛ1В
Епоксидш композитт Mamepianu отримали широке застосування в судно- та машинобудуваннi, а також в iнших галузях промисловостi, як постшно висувають вимоги щодо покращення техтко-експлуатацшних характеристик виробiв на основi полiмерiв. У статтi проаналгзовано змти фiзико-механiчних показнитв та структури композицшних систем на основi епоксидного олiгомеру ЕД-20 залежно вiд вмкту модифжатора 4-амiнобензойноi кислоти. Експериментально обтрунтовано вплив модифiкатора на фiзико-механiчнi властивостi до^джуваних композитiв. Встановлено, що введення 4-амiнобензойноi кислоти приводить до збшьшення показнитв руйтвних напружень i модуля пружностi при згинант. Додатково доведено покращення показниюв ударно'1' в'язкостi за незначного вмкту модифжатора. Методом оптично'1' мжроскопп проведено аналiз структури зламу до^джуваних матерiалiв з метою вивчення впливу модифжатора, за р1зного його вмкту, на крихтсть, мщнкть, в 'язюсть та еластичнкть епоксидних композитних матерiалiв.
Ключовi слова: епоксидш олiгомери, модифжатор, ударна в'язюсть, руйнiвнi напруження, модуль пружностi, структура.
А.В. БУКЕТОВ, А.Г. КУЛИНИЧ, В.Н. ГУСЕВ, С.О.СМЕТАНКИН
Херсонская государственная морская академiя
В.Н. ЯЦЮК
Тернопольский научно-исследовательский экспертно-криминалистический центр МВД Украины
ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРА 4-АМИНОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Эпоксидные композитные материалы получили широкое применение в судо- и машиностроении, а также в других отраслях промышленности, которые постоянно выдвигают требования по улучшению технико-эксплуатационных характеристик изделий на основе полимеров. В статье проанализированы изменения физико-механических показателей и структуры композиционных систем на основе эпоксидного олигомера ЭД-20 в зависимости от содержания модификатора 4-аминобензойной кислоты. Экспериментально обосновано влияние модификатора на физико-механические свойства исследуемых композитов. Установлено, что введение 4-аминобензойной кислоты приводит к увеличению показателей разрушающих напряжений и модуля упругости при изгибе. Дополнительно доказано улучшение показателей ударной вязкости при незначительном содержании модификатора. Методом оптической микроскопии проведен анализ структуры излома исследуемых материалов с целью изучения влияния модификатора, при разном его содержании, на хрупкость, прочность, вязкость и эластичность эпоксидных композитных материалов.
Ключевые слова: эпоксидные олигомеры, модификатор, ударная вязкость, разрушающие напряжения, модуль упругости, структура.
A.V. BUKETOV, А.а KULINICH, V.M. GUSYEV, S.O. SMETANKIN
Kherson State Maritime Academy
V.M. YACUK
Ternopil enviromental sciencies forensic Ministry of armed forces center
INFLUENCE OF 4-AMINOBENZOIC ACID MODIFICATOR ON PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF EPOXY COMPOSITE MATERIALS
Epoxy composite materials are widely used in shipbuilding and mechanical engineering, as well as in other industries, which constantly put forward requirements for improving the technical and operational characteristics of products based on polymers. The article analyses the changes in the physico-mechanical parameters and the structure of composite systems based on the epoxy oligomer ED-20 with different contents of the 4-aminobenzoic acid modifier. The influence of the modifier on the physico-mechanical properties of the
composites studied is experimentally substantiated. It was found that the introduction of 4-aminobenzoic acid leads to an increase in the parameters of destructive stresses and modulus of elasticity during bending, improvement of the impact strength parameters with an insignificant content of the modifier. In addition, an analysis of the fracture structure of the materials studied was carried out using optical microscopy to study the effect of the modifier, with different content, on the brittleness, strength, viscosity, and elasticity of epoxy composite materials.
Keywords: epoxy oligomers, modifier, impact strength, destructive stresses, modulus of elasticity, structure.
Постановка проблеми
Провщт галузi eKOHOMiKH, сучасний стан промисловосп постшно вимагають вщ виробнишв й науковщв розробляти та впроваджувати у виробництво новi матерiали. Основш сфери застосування таких матерiалiв - це надшшсть при експлуатацп машин та механiзмiв технолопчного устаткування, а також при ремонт транспортних засобiв. Одними з перспективних матерiалiв, як1 б вщповщали вимогам сучасностi е полiмернi композити. На сьогодш композити з епоксидною матрицею ефективно використовують для захисту обладнання вiд корозп та з метою полшшення фiзико-механiчних i теплофiзичних властивостей деталей машин у багатьох галузях виробництва [1, 2]. Вщомо [1 -3], що композитнi матерiали (КМ) мають кращi характеристики зносостшкосп, довговiчностi, вони достатньо витривалi до впливу хiмiчно-активних речовин, мають щдвищеш антикорозiйнi властивостi порiвняно з традицшними матерiалами, такими як метали та сплави на 1х основi. Тому 1х все бiльше застосовують в судно- та машинобудуванш для суттевого збшьшення ресурсу роботи обладнання та устаткування, у тому чи^ для збшьшення термiну експлуатацп та мiжремонтного перiоду деталей машин та механiзмiв [3]. З метою покращення фiзико-механiчних властивостей КМ на основi епоксидного дiанового олiгомеру ЕД-20, останнiй модифжують рiзноманiтними хiмiчними сполуками.
Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй
Загальновiдомо [1-10], що епоксидш КМ - одш з найпоширенiших сучасних матерiалiв, яш знайшли практичне застосування в рiзних галузях промисловостi, що зумовлено цшим комплексом функцiональних та експлуатацiйних характеристик. Але, поряд з великим спектром позитивних характеристик, епоксидш полiмернi матерiали мають також деяк1 недолiки, до яких можна вiднести недостатню пластичшсть, iнодi значнi залишковi напруження в затверджених системах, що, у свою чергу, призводить до утворення мжротрщин та зниження мехашчно1 мiцностi зразшв [4]. Незважаючи на значну кшьшсть дослiджень та наукових праць щодо усунення вказаних недолiкiв щодо тдвищення експлуатацшно1 надiйностi полiмерiв актуальним на тепершнш час е пошук шляхiв, як1 спрямованi на як1сну змiну 1х фiзико-механiчних властивостей. Одним з основних шляхiв е метод модиф^вання композицiй [3]. Фiзична модифiкацiя спрямована на змiну фiзичних властивостей полiмерiв за рахунок прогнозованого регулювання 1х надмолекулярно! структури. Враховуючи зазначене вище, перспективним е дослiдження впливу модифiкаторiв на фiзико-механiчнi властивостi КМ на основi епоксидного зв'язувача.
Формулювання мети дослвдження
Мета роботи - проаналiзувати вплив модифiкатора 4-амшобензойно1 кислоти на фiзико-механiчнi властивостi та структуру епоксидних композитних матерiалiв.
Викладення основного матерiалу дослiдження Матерiали та методика дослщження
Виходячи з наведеного вище, як основний компонент для зв'язувача при формуванш КМ вибрано епоксидний дiановий олiгомер марки ЕД-20 (ГОСТ 10587-84) (рис. 1). Як модифжатор використано 4-амшобензойну кислоту. Модифiкатор вводили у зв'язувач за вмюту ввд 0,10 до 2,00 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидного олтемеру ЕД-20 (тут i далi за текстом мас.ч. наводять на 100 мас.ч. епоксидного олтемеру ЕД-20). Формула 4-амшобензойно1 кислоти мае вигляд C7H7NO2 (рис. 2).
Для зшивання епоксидних композицш використано твердник полiетиленполiамiн ПЕПА (ТУ 605-241-202-78) (рис. 3), що дозволяе затверджувати матерiали при шмнатних температурах. Вiдомо, що ПЕПА е низькомолекулярною речовиною, яка складаеться з таких взаемозв'язаних компоненпв: [-CH2-CH2-NH-]n [5, 6]. Рiзнi стади зшивання моделювали i дослiджували при введенш твердника у композицiю за вмюту 10 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидного олтемеру ЕД-20 з метою визначення оптимального для вщповщних характеристик спiввiдношення компонентiв у системi «зв'язувач -модифiкатор». Характеристики епоксидного дiанового олiгомеру, модифiкатора i твердника наведено у табл. 1.
Рис. 1. CTpyKTypHa формyлa фрaгментy епоксидного дiaнового олiгомерy ЕД-20 [Т]
соон
д
nh2
Рис. 2. CTpyKTypHa формyлa фрaгментy модифiкaторa 4-aмiнобензойноï кислоти (C7H7NO2)
Рис. 3. CTpyKTypHa фоpмyлa фpaгментy твеpдникa ПЕПА [7]
Епоксидний зв'язyвaч формyвaли за такою технологieю: дозyвaння компонентiв, пiдiгрiвaння епоксидно1' смоли марки ЕД-20 до темперaтyри Т = 353...373 К, витримка смоли при данш темперaтyрi впродовж чaсy t = 15.20 хв, гiдродинaмiчне сyмiщення епоксидно1' смоли i модифiкaторa впродовж чaсy t = 8.10 хв, охолодження сyмiшi впродовж чaсy t = 50.60 хв до шмнатно1' темперaтyри, введення твердника (ПЕПА), витримyвaння композицiï на повiтрi впродовж чaсy t = 12 ± 0,1 год, пщ^вання композицiï до темперaтyри Т = 393 ± 2 К i ïï витримyвaння при данш темперaтyрi впродовж чaсy t = 2 ± 0,1 год, охолодження композицп i ïï витримyвaння на повiтрi впродовж чaсy t = 24 ± 0,1 год.
Руйшвш нaпрyження i модуль пружносп КМ при згинaннi визначали зпдно ГОСТу 4648-71 i ГОСТу 9550-81 вщповщно. Параметри зразк1в: довжина l = 120 ± 2 мм, ширина b = 15 ± 0,5 мм, висота h = 10 ± 0,5 мм.
Ударну в'язк1сть визначали за методом Шарт вiдповiдно до ГОСТу 4647-80 на маятниковому ra^i МК-30 за температури Т = 298 ± 2 К i вщноснш вологостi d = 50 ± 5 %. Використовували зразки з розмiрaми: (63,5 х 12,7 х 12,7) ± 0,5 мм.
Вiдхилення значень при дослщженнях показник1в фiзико-мехaнiчних властивостей КМ становило 4.6 % вщ номшального.
Дослiдження структури мaтерiaлiв проводили на метaлогрaфiчномy мiкроскопi моделi XJL-17AT, який обладнаний камерою 130 UMD (1,3 Mega Pixels). Дiaпaзон збшьшення зображення вiд х100
до ><1600 разiв. Для обробки цифрових зображень використовували програмне забезпечення «Image Лпа1у8е».
Таблиця 1
Характеристики компонентiв епоксидного зв'язувача, твердника та модифiкатора
Характеристики Епоксидний олпомер ЕД-20 Модифжатор 4-амшобензойна кислота (С7И7М02) Твердник ПЕПА
Молекулярна маса 390.430 137,14 230.250
Вмют епоксидних груп, % 20,0.22,5 - -
Вмют гiдроксильних груп, % 1,25 - -
Середня функцiональнiсть за епоксидними групами, /„ 2,0 - -
Вмiст вуглецю, % - 61,31 -
Вмiст водню, % - 5,14 -
Вмiст азоту, % - 10,21 19,5.22,0
Вмют кисню, % - 23,33 -
В'язк1сть, п, Па с 13.20 - 0,9
Густина, р, г/см3 1,16 1,37 1,05
Проаналiзовано вплив модифжатора 4-амшобензойно! кислоти на фiзико-механiчнi властивостi та структуру КМ. Попередньо встановлено властивостi вихшно! матрицi на основi епоксидного дiанового олiгомеру ЕД-20, яка характеризуеться такими показниками: руйшвш напруження при згинаннi - азг = 48,0 МПа; модуль пружносп при згинаннi - Е = 2,8 ГПа, ударна в'язшсть -а = 7,4 кДж/м2.
На початковому еташ (рис. 4, крива 1) встановлено, що введения модифжатора за вмiсту q = 0,10...0,50 мас.ч. приводить до поетапного суттевого збiльшения когезшно! мiцностi матерiалiв, а саме: вш азг = 48,0 МПа (для епоксидно! матрицi) до азг = 54,3.62,7 МПа. При цьому максимум (азг = 62,7 МПа) на кривш залежносп азг - q спостерiгали за вмюту модифiкатора у кiлькостi q = 0,50 мас.ч. Подальше збшьшення вмiсту модифiкатора (q = 1,00.2,00 мас.ч.) призводить до монотонного зменшення показнишв руйнiвних напружень при згинанш КМ до азг = 45,0.49,5 МПа. Зауважимо, що показники когезшних властивостей модифiкованих матриць у деяких випадках е нижчими за показники руйшвних напружень при згинаннi вихшного (ненаповненого) полiмеру. Зокрема, для матерiалiв iз вмiстом добавки у кшькосп q = 1,50.2,00 мас.ч. показники руйшвних напружень при згинанш становлять до азг = 45,0.45,3 МПа, тодi як для вихшно! матриц - азг = 48,0 МПа. Отримаш результати дослiджения можна пояснити тим, що за незначного вмюту добавки ^ = 0,10.0,50 мас.ч.) у полiмерi iнтенсифiкуються процеси мiжфазово! взаемодп при структуроутвореннi матрицi, внаслвдок чого, на наш погляд, вшбуваеться взаемодiя карбоксильних (СООН) i амшних (КН2) груп модифiкатора з епоксидними i гiдроксильними групами епоксидного олтемеру. При цьому твердник ПЕПА е шщатором тако! взаемодп у системах iз вмiстом добавки лише до критично! концентрацп останнього, яка становить q = 0,50 мас.ч. (у цьому випадку показники руйнiвних напружень при згинанш КМ е максимальними). Надалi збiльшения вмiсту модифiкатора призводить до зниження показник1в руйнiвних напружень при згинанш через надмiрний вмют у системах добавки. Останне передбачае недостатне зшивання макромолекул iнгредiентiв систем, що зумовлюе збiльшения вмiсту золь-фракцп у них i, вiдповiдно, попршення показник1в фiзико-механiчних властивостей композитiв.
Експериментально проведено дослщження залежиостi модуля пружносп при згинаннi вiд вмiсту модифжатора 4-амшобензойно! кислоти (рис. 4, крива 2). Встановлено, що при введенш незначно! кiлькостi модифiкатора (q = 0,10 мас.ч.) отримали значне збшьшення модуля пружносп вiд Е = 2,8 ГПа (вихшна матриця) до Е = 3,9 ГПа (перший максимум на кривш залежносп). Наступне поступове збшьшення вмюту 4-амшобензойно! кислоти до q = 0,25.0,50 мас.ч. призводить до зниження показнишв модуля пружносп (Е = 3,5 ГПа при q = 0,25 мас.ч. та Е = 3,2 ГПа при q = 0,50 мас.ч.). Необхшно вшмггити, що незважаючи на динам^ показник1в, цi значення е бшьшими, порiвияно з модулем пружносп вихшно! епоксидно! матрицi. При подальшому збiльшеннi концентрацi! модифiкатора до q = 1,00.2,00 мас.ч. знову спостертали пiдвищения значень модуля пружиостi до Е = 3,7.3,9 ГПа (другий максимум на кривш залежносп). Вважали, що збшьшення модуля пружносп при згинанш порiвняно з вихшною матрицею можна пояснити посиленням мiжмолекулярно! взаемодп мiж функцiональними групами модифiкатора та епоксидного дiанового олiгомеру.
На завершальному етат дослщження аналiзували вплив вмiсту модифжатора 4-амшобензойно! кислоти на ударну в'язшсть КМ. Ударна в'язк1сть е важливою властивiстю, позаяк вона характеризуе здатшсть матерiалу протистояти зовнiшнiм динамiчним навантаженням. Результати дослiджень (рис. 4, крива 3) свщчать, що за вмюту модифiкатора - q = 0,10 мас.ч. та q = 0,25 мас.ч. отримано пiдвищення ударно! в'язкосп КМ вiд а = 7,4 кДж/м2 до а = 7,9 кДж/м2 (максимум на кривiй залежносп) та а = 7,7 кДж/м2 вiдповiдно. При введеннi модифiкатора за вмюту q = 0,50 мас.ч. спостертали зниження показника до а = 7,0 кДж/м2, який практично не вiдрiзняеться вiд аналогiчного показника для вихшно! матрицi (а = 7,4 кДж/м2). Подальше збiльшення концентрацп модифiкатора С7И7М02 до q = 1,00.2,00 мас.ч. призводить до суттевого зниження дослщжувано! характеристики. Отримано наступш значення ударно! в'язкостi:
- для КМ iз вмiстом модифiкатора у кшькосп q = 1,00 мас.ч. - а = 4,6 кДж/м2;
- для КМ iз вмютом модифжатора у кiлькостi q = 1,50 мас.ч. - а = 3,6 кДж/м2;
- для КМ iз вмютом модифжатора у шлькосп q = 2,00 мас.ч. - а = 3,0 кДж/м2.
Вважали, що наведенш даш свщчать про недоцшьтсть подальшого збiльшення вмiсту модифжатора 4-амiнобензойно! кислоти в епоксидному олiгомерi ЕД-20 для формування КМ з полшшеними показниками фiзико-механiчних властивостей.
о]г, МПа Е, ГПа а, кДж/м2
0 0,10 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 д, мас.ч.
Рис. 4. Залежнкть фiзико-мехамiчмих властивостей в1д вмiсту модификатора 4-амшобешойноТ кислоти:1 - |)ум1мв1м напруження при згинанш (оз); 2 - модуль пружност при згинаннi (Е);
3 - ударна в'язккть (а)
З метою тдтвердження експериментально отриманих результапв фiзико-механiчних властивостей КМ додатково методом оптично! мiкроскопi! дослiдили поверхню зламу вихiдно! та модифiкованих (за рiзного вмiсту добавки) епоксидних матриць. Дiапазон збiльшення зображення: ><250 та х400 разiв.
У результатi аналiзу отриманих фрактограм можна стверджувати наступне. Поверхня зламу немодифiковано! матрицi при збшьшеш зображення ><250 (рис. 5, а) мае одноршну структуру з незначними за розмiрами заглибленнями. При збшьшеш зображення ><400 (рис. 5, б) спостертали однотипнi прямi неглибош лшп сколювання. Це свiдчить про напружений стан та пiдвищення крихкостi матерiалу.
Аналiз топологi! зламу КМ за вмiсту модифiкатора q = 0,10 мас.ч. (рис. 5, в, г) дозволяе констатувати про зменшення напруженого стану матерiалу. На поверхнi присутш характернi заглиблення у виглядi незначних кратерiв, лiнi! зламу не е глибокими, що свщчить про тдвищену когезiйну мiцнiсть матерiалу та пвдвищення його стiйкостi до руйнування тд час удару. Для КМ iз модифiкатором у кiлькостi q = 0,25.0,50 мас.ч. (рис. 5, г, д. е, е) спостертали поверхш зламу, яш практично не вiдрiзняються. Поверхня матерiалiв майже однорiдна, однак вшзначаеться сiткою
розгалужених лшш сколювання, кратероподiбнi утворення збiльшуються (порiвияно з шшими матерiалами) та е глибшими. При цьому структура поверхонь зламу характеризуеться плавними переходами, що сввдчить про формування в'язкого матерiалу, який вiдзначаеться незначними залишковим напруженнями. Отже, доведено, що результати дослщження поверхонь зламу вихщно! i модифiкованих матриць (за вмiсту 4-амiнобензойно! кислоти у шлькосп q = 0,10.0,50 мас.ч.) добре корелюють з результатами експериментальних дослщжень фiзико-механiчних властивостей КМ (рис. 4). Саме у цьому дiапазонi концентрацш добавки формуються КМ, як характеризуються найвищими показниками руйнiвних напружень при згинаннi (стзг), модуля пружносп при згинаннi (Е) та ударно! в'язкосп (а).
Нaдaлi збiльшения вмюту модифiкатора до q = 1,00 мас.ч. приводить до формування КМ, поверхня зламу яких характеризуеться дещо шшою структурою порiвияно з мaтерiaлaми, описаними вище (рис. 5, ж, з). Зокрема, поверхня мaтерiaлу характеризуеться лшями сколювання, як1 з прямих неглибоких (як було показано вище) трансформуються у хaотичнi за формою та в деяких мiсцях з суттевими заглибленнями. Можна припустити, що це викликано погiршенням перебiгу фiзико-хiмiчних процесiв при структуроутвореннi КМ. При подальшому введеннi в епоксидний олиомер 4 -aмiнобензойно! кислоти за вмюту q = 1,50.2,00 мас.ч. збериаеться тенденцiя до зростання напруженого стану та крихкостi мaтерiaлiв, а також попршення однорiдностi структури зразшв. Анaлiз поверхнi злaмiв КМ (рис. 5, и, ^ !, й) сввдчить про значне зниження однородности структури, ширина та глибина лшш сколювання значно збшьшуеться, площина крaтероподiбних утворень суттево зростае, рельеф поверхш нерiвномiрний, а у деяких мюцях поверхня мае характерну форму сходинок. Необхщно вiдмiтити, що aнaлiз топологи поверхш зламу КМ за вмюту модифжатора q = 1,00.2,00 мас.ч. дозволяе стверджувати про формування мaтерiaлiв iз складним напруженим станом. Це додатково шдтверджуе результати дослiджения фiзико-мехaнiчних властивостей модифiковaних мaтерiaлiв (рис. 4), яш характеризуються незначними показниками руйшвних напружень при згинaннi (стзг) та ударно! в'язкостi (а).
д)
ï) й)
Рис. 5. Фрактограми зламу вихiдноï матриц (а1, б2) та КМ за вмкту модификатора C7H7N02, q, мас.ч.: в1, г2 - 0,10; г 1, д2 - 0,25; е1, е2 - 0,50; ж1, з2 - 1,00; и1, i2 - 1,50; ï1, й2 - 2,00 (1при збшьшенш зображення х250; 2при збшьшенш зображення х400)
Висновки
У результат експериментальних дослiджень встановлено, що при введенш у дiановий олиомер ЕД-20 модифiкатора 4-амiнобензойноï кислоти (C7H7NO2) за вмiсту q = 0,10.0,50 мас.ч. порiвняно з вихiдною матрицею вшбуваеться суттеве покращення фiзико-механiчних властивостей КМ. Зокрема, максимальне значения руйшвних напружень при згинанш (азг = 62,7 МПа) спостерiгали за вмюту модифiкатора у кiлькостi q = 0,50 мас.ч., найбшьше значення модуля пружносп при згинаннi (Е = 3,9 ГПа) вщшчено за вмюту модифiкатора - q = 0,10 мас.ч. та q = 1,50 мас.ч. При цьому необхшно зазначити, що за вмюту модифжатора у шлькосп q = 1,00.2,00 мас.ч. спостериали суттеве зниження таких властивостей як руйшвш напруження при згинанш та ударна в'язшсть матерiалiв. Отже, можна стверджувати, що оптимальний вмют модифiкатора 4-амiнобензойноï кислоти в епоксиднш матрицi з
найкращими фiзико-механiчними властивостями становить q = 0,10 мас.ч. на 100 мас.ч. олтемеру ЕД-20. За такого вмюту модифiкатора формуеться матерiал з такими показниками властивостей: руйшвш напруження при згинаннi о^ = 56,8 МПа, модуль пружносп при згинаннi Е = 3,9 ГПа та ударна в'язюсть а = 7,9 кДж/м2 Така модифжащя забезпечуе формування полiмеру, який порiвняно з вихiдною (немодифiкованою) матрицею характеризуеться вищими показниками руйнiвних напружень при згинанш (у 1,2 разiв), модуля пружносп при згинаннi (у 1,4 разiв). При цьому показники ударно! в'язкосп при модифiкацi! епоксидного зв'язувача практично не змiнюються (значення знаходяться у межах похибки експерименту).
Методом оптично!' мiкроскопi!' дослщили поверхню зламу вихвдно! та модифжовано!', за рiзного вмiсту модифiкатора, епоксидних матриць. На пiдставi аналiзу фрактограм вихiдно! матрицi встановлено, що поверхня зламу мае однорщну структуру, прямi неглибок1 лшп сколювання. Це сввдчить про крихк1сть та напружений стан матерiалу. Природа фрактограм композитiв за вмюту модифiкатора q = 0,10.0,50 мас.ч. визначаеться однорщшстю поверхнi, розгалужешстю, незначними лiнiями зламу та несуттевими кратероподiбними утвореннями, що дозволяе припустити про формування к1нетично врiвноваженого в'язкого матерiалу з пiдвищеною стiйкiстю до руйнування. Аналiз фратограм зламу композипв за вмiсту модифiкатора у шлькосп q = 1,00.2,00 мас.ч. показуе значне зниження однорiдностi структури, лшп сколювання хаотичнi за формою з суттевими заглибленнями, у деяких мюцях !х поверхня мае характерну форму сходинок. Напружений стан та крихшсть матерiалiв зростае, що зумовлено попршенням фiзико-хiмiчних процесiв структуроутворення матерiалiв. Можна констатувати про недоцiльнiсть введення у епоксидний олiгомер ЕД-20 модифжатора за вмiсту q = 1,00.2,00 мас.ч. Необхщно зазначити, що дослщження топологи зламу модифiкованих матриць методом оптично! мжроскопп добре корелюють з результатами експериментальних випробувань фiзико-мехашчних властивостей композитiв.
Список використаноТ л^ератури
1. Букетов А.В. Композитнi матерiали - склад, властивостi, впровадження / А.В.Букетов,
B.О.Настасенко, В.£.Леонов, В.Д.Михайлик, О.1.Скирденко // Науковий вiсник Нацiонального люотехшчного унiверситету Укра!ни. Збiрник науково-технiчних праць. Технологiя та устаткування лiсовиробничого комплексу. - Випуск 23.8 - 2013. - С. 161-166.
2. Букетов А.В. Дослщження фiзико-механiчних та теплофiзичних властивостей епоксикомпозитiв iз двокомпонентним бщисперсним наповнювачем / А.В.Букетов, О.О.Сапронов, М.В.Бра!ло // Проблемы прочности. - 2014. - №5. - С. 160-167.
3. Стухляк П.Д., Карташов В.В. Фiзико-механiчнi властивосп епоксикомпозитiв, оброблених змшним магнiтним полем низько! частоти / П.Д.Стухляк, В.В.Карташов // Розвiдка та розробка нафтових i газових родовищ. - 2011. - №2(39). - С. 49-53.
4. Лавренюк О.1. Фiзико-механiчнi властивостi наповнених матерiалiв на основi модифiкованих полiвiнiлпiролiдоном епоксиамiнних композицш / О.1.Лавренюк // Вопросы химии и химической технологии. - 2013. - №3. - С. 24-26.
5. Букетов А.В. Исследование влияния 1,4-бис^^-диметилдитиокарбамато)бензена на механические свойства эпоксидной матрицы / А.В. Букетов, А.А. Сапронов, В.М. Яцюк, Б.Д. Грищук, В.С. Барановский // Пластические массы. - 2014. - № 3-4. - С. 26-34.
6. Тхiр 1.Г. Фiзико-хiмiя полiмерiв: навч. поабник / 1.Г. Тх1р, Т.В. Гуменецький. - Львiв: Вид. нац. ушвер. «Львiвська полггехшка», 2005. - 240 с.
7. Букетов А.В. Исследование физико-механических свойств композитных материалов на основе эпоксидиановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, с добавлением пластификатора-антипирена трихлорэтилфосфата / А.В. Букетов, А.В. Акимов, Д.А. Зинченко // Вiсник Хмельницького нацюнального унiверситету: зб. наук. праць. - Сер.: Техшчш науки. - 2015. - № 5. - С. 126-134.
8. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин и др.; под ред. А.А. Берлина. - Изд. 3-е, [перераб. и доп.]. - СПб.: Изд-во "Профессия", 2008. - 560 с.
9. Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов / В.Н. Кестельман. -М.: Химия, 1980. - 224 с.
10. Шевелев А.Ю. Влияние модификации полимеров различного строения на их структуру и свойства / А.Ю. Шевелев, Т.П. Зеленева, Ю.В. Зеленев // Пластические массы. - 2004. - № 10. -
C. 16-22.
