Стеклокомпозиты на основе эпоксиизоцианатных связующих с повышенными тепло-, термостойкостью и физико-механическими характеристиками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Установлено, что рост содержания оксазолидоновых фрагментов в трехмерно сшитой структуре полимеров, обусловленный увеличением доли полиизоцианата в рецептуре связующих, приводит к росту значений модуля упругости и разрушающего напряжения при статическом изгибе, тепло- и термостойкости получаемых материалов. Стеклокомпозиты, изготовленные на основе алюмоборосиликатного ровинга и разработанного связующего (при содержании последнего 18–22 мас%), характеризуются значениями температуры изгиба под нагрузкой 150 МПа до 239°С и разрушающего напряжения при статическом изгибе до 1450 МПа. После 300 циклов замораживания (–20°С, ≤1 ч) и оттаивания (+20°С, 1 ч) разрушающее напряжение при статическом изгибе стеклокомпозитов на основе эпоксиизоцианатных связующих практически не изменилось (не более 5.3%).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Борисов

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4400-0822

к.т.н.

Россия, 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28

Н. А. Ярославцев

Волгоградский государственный технический университет

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-4684-1837
Россия, 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28

А. А. Кобелев

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2957-8685

к.т.н.

Россия, 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4

Б. А. Буравов

Волгоградский государственный технический университет

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9039-571X

к.х.н.

Россия, 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28

М. А. Ваниев

Волгоградский государственный технический университет

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6511-5835

д.т.н., доцент

Россия, 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28

П. Э. Соколов

Институт архитектуры и строительства (ИАиС) Волгоградского государственного технического университета

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3960-5010

к.т.н., доцент

Россия, 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1

Т. К. Акчурин

Институт архитектуры и строительства (ИАиС) Волгоградского государственного технического университета

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0410-1995

к.т.н., доцент

Россия, 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1

И. А. Новаков

Волгоградский государственный технический университет

Email: borisov.volgograd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0980-6591

д.х.н., академик РАН

Россия, 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28

Список литературы

  1. Окольникова Г. Э., Герасимов С. В. Перспективы использования композитной арматуры в строительстве // Экология и строительство. 2015. № 3. С. 14–21. https://www.elibrary.ru/vjsovb
  2. Борисова Т. А., Зиннуров Т. А., Куклин А. Н. Исследование влияния температурного воздействия на работу стеклопластиковой арматуры в бетонных конструкциях // Изв. Казан. гос. архитектурно-строительного ун-та. 2018. № 2 (44). С. 136–144. https://www.elibrary.ru/xqcnjj
  3. Хозин В. Г., Гиздатуллин А. Р. Совместимость полимеркомпозитной арматуры с цементным бетоном в конструкциях // Строительные материалы. 2017. № 11. С. 30–38. https://www.elibrary.ru/zwufxj
  4. Фролов Н. П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1980. С 15–18.
  5. Kapsalis P., Triantafillou T., Korda E., Van Hemelrijck D., Tysmans T. Tensile performance of textile-reinforced concrete after fire exposure: Experimental investigation and analytical approach // J. Compos. Construct. 2022. V. 26. N 1. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0001162
  6. Rajasekharan R., Kitey R. Effect of cross-linking on dynamic mechanical and fracture behavior of epoxy
  7. variants // Composites. Part B: Engineering. 2016. V. 85. P. 336–342. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.09.017
  8. Клебанов М. С. Эпоксидные смолы для полимерных материалов с повышенной теплостойкостью // Пласт. массы. 2020. № 3–4. С. 60–63. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-3-4-60-63
  9. Qi Y., Weng Zh., Kou Y., Li J., Cao Q., Wang J., Zhang S., Jian X. Facile synthesis of bio-based tetra-functional epoxy resin and its potential application as high-performance composite resin matrix // Chinese J. Polym. Sci. 2021. V. 214. 108749. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108749
  10. Zhang L., Lin J., Sodano H. A. Isocyanurate transformation induced healing of isocyanurate–oxazolidone polymers // J. Appl. Polym. Sci. 2020. V. 137. https://doi.org/10.1002/app.48698
  11. Симонов-Емельянов И. Д., Зарубина A. Ю., Трофимов А. Н., Суриков П. В., Щеулова Л. К. Особенности реокинетики процесса отверждения диановых эпоксидных олигомеров промышленных марок аминным отвердителем // Вестн. МИТХТ им. М. В. Ломоносова. 2010. Т. 5. № 3. С. 102–107. https://www.elibrary.ru/mtanuf
  12. Русских Г. И., Башара В. А., Блазнов А. Н. Технология непрерывного формования стеклопластиков: Монография. Бийск: Алтай. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова, 2016. C. 125–132. https://www.elibrary.ru/zadtoh
  13. Бляхман Е. М., Литвинова М. Л., Гвадыбадзе Л. Б. Исследование взаимодействия эпоксидного олигомера с диизоцианатом в присутствии третичного амина // Высокомолекуляр. соединения. 1980. Т. 22. № 5. С. 346–349.
  14. Федосеев М. С., Державинская Л. Ф., Щербань Р. В. Влияние природы эпоксиизоцианатных связующих на термомеханические и адгезионные свойства полимеров и композитов // Материаловедение. 2021. № 2. С. 29–35. https://doi.org/10.31044/1684-579X-2021-0-2-29-35
  15. Pilawka R., Kowalska J., Czech Z. Effect of 1-substituted imidazole derivatives for the curing process of epoxy-isocyanate composition // Polish J. Chem. Technol. 2013. V. 15. P. 36–41. https://doi.org/10.2478/pjct-2013-0065
  16. Тигер Р. П., Бадаева И. Г., Бондаренко С. П., Энтелис С. Г. Кинетика и механизм циклической тримеризации изоцианатов на каталитической системе третичный амин–окись алкилена // Высокомолекуляр. соединения. 1977. Т. 19. № 2. С. 419–427.
  17. Delebecq E., Pascault J.-P., Boutevin B., Ganachaud F. On the versatility of urethane/urea bonds: Reversibility, blocked isocyanate, and non-isocyanate polyurethane // Chem. Rev. 2013. V. 113. N 1. P. 80–118. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr300195n

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. I

Скачать (546KB)
Метаданные
3. II

Скачать (348KB)
Метаданные
4. Рис. 1. Схема установки образца стеклокомпозита в бетон при испытаниях балки на изгиб. А-А — сечение бетонной балки вдоль армирующего стержня, d — диаметр армирующего стеклокомпозита. 1 — образец стеклокомпозита, 2 — поливинилхлоридная трубка, 3 — стальной цилиндр.

Скачать (133KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Схема испытания образца изгибом балки. Р — направление приложения силы.

Скачать (76KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Зависимости изменения динамической вязкости эпоксиангидридного (110°С) (а) и эпоксиизоцианатных (80°С) (б) связующих от времени отверждения. На 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20 эпоксиангидридная композиция содержит 82 мас. ч. изометилтетрагидрофталевого ангидрида и 0.18 мас. ч. 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола, а эпоксиизоцианатные — различное количество полиизоцианата и 0.1 мас% триэтиламина. Подписи на кривых соответствуют содержанию полиизоцианата (мас. ч.) в рецептуре.

Скачать (223KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Зависимости скорости изменения вязкости (а) и времени гелеобразования (б) связующих при температуре отверждения от содержания полиизоцианата. Эпоксиангидридная композиция содержит 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20, 82 мас. ч. изометилтетрагидрофталеивого ангидрида и 0.18 мас. ч. 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола. Эпоксиизоцианатные композиции содержат 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20, 0.1 мас% триэтиламина и различное количество полиизоцианата.

Скачать (289KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Зависимость твердости нетермостатированных образцов от времени отверждения материалов и содержания полиизоцианата. Содержание полиизоцианата (мас. ч.) на 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20: 1 — 39.40, 2 — 52.50, 3 — 78.75, 4 — 118.13, 5 — 157.50.

Скачать (61KB)
Метаданные
9. Рис. 6. ИК-спектры эпоксиизоцианатного связующего, содержащего 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20, 0.1 мас% триэтиламина и 39.4 мас. ч. полиизоцианата, до термостатирования (а), после термостатирования (б) и его золь-фракции (в).

Скачать (260KB)
Метаданные
10. Рис. 7. Изменение интенсивности полос поглощения в ИК-спектрах отвержденных эпоксиизоцианатных связующих. На 100 мас. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20 композиции содержат различное количество полиизоцианата и 0.1 мас% триэтиламина. Подписи на кривых соответствуют максимальной частоте исследуемой полосы поглощения.

Скачать (88KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».