ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ/1.Пластмассы, полимерные и синтетические материалы, каучуки, резино-технические изделия, шины и их производство.

Асп. Чембуткина Д.А., д.т.н. Арзамасцев С.В., к.т.н. Кадыкова Ю.А

Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.

Базальтопластики на основе полиэфирной матрицы

В условиях современной экономики требуются композиционные материалы, обладающие не только высоким комплексом характеристик, но и достаточно низкой стоимостью. В связи с этим большие потенциальные возможности повышения характеристик композитов заложены в использовании доступных, недорогих и эффективных наполнителей, в число которых, безусловно, входят как базальт и его производные, так и отработавшая срок базальтовая вата (ОБВ).

Ненасыщенные полиэфирные смолы находят широкое применение в различных отраслях, в том числе и для получения композиционных материалов.

Введение базальтового наполнителя оказывает существенное влияние на скорость отверждения полиэфирной смолы. Измельченная ОБВ уменьшает время начала отверждения с 22 до 5 мин, а продолжительность отверждения - с 8-9 до 1-2 мин (рис. 1).

Рис. 1. Кривые отверждения композиций состава: 1 - смола КАМФЭСТ-0102 + 10% измельченной ОБВ; 2 – ненаполненная полиэфирная смола КАМФЭСТ-0102

Установлено, что введение в полиэфирную смолу КАМФЭСТ-0102 измельченной ОБВ в количестве до 66% масс. с размером частиц до 125 мкм приводит к увеличению разрушающего напряжения при изгибе на 70-80%, в то время как разрушающее напряжение при растяжении не изменяется (рис.2).

1

2

Рис. 2. Влияние содержания измельченной ОБВ на разрушающее

напряжение при изгибе (1) и растяжении (2)

Установлена также зависимость разрушающего напряжения при изгибе и растяжении от размера частиц базальтового наполнителя. Уменьшение размера частиц измельченной ОБВ с 125 до 40 мкм не оказывает влияния на разрушающее напряжение при изгибе, приводя к двукратному увеличению разрушающего напряжения при растяжении (рис. 3).

При формовании изделий литьем из жидких составов в форму, добиться формирования более плотной структуры и высоких прочностных характеристик можно применяя виброформование или вакуумирование с целью уплотнения структуры и удаления пузырьков воздуха. Для композиций на основе полиэфирной смолы КАМФЭСТ 0102, наполненных измельченной ОБВ показано, что использование вакуумирования и виброформования эффективно лишь при низком содержании наполнителя (до 5% масс.). При увеличении содержания наполнителя до 10% различий в разрушающем напряжении при изгибе при различных условиях формования не наблюдается (рис. 4).

1

2

Рис. 3. Влияние размера частиц измельченной ОБВ на разрушающее

напряжение при изгибе (1) и растяжении (2)

1

3

2

Рис. 4. Зависимость разрушающего напряжения при изгибе от содержания базальтового наполнителя и условий формования: 1 – заливка с последующим выкуумированием; 2 – заливка с виброуплотнением; 3 – обычная заливка.

Таким образом, показана эффективность использования ОБВ в качестве наполнителя полиэфирных матриц. Установлена зависимость характеристик композита от размера частиц наполнителя и технологических особенностей формирования структуры. Существенное уменьшение времени начала отверждения свидетельствует об активном характере базальтового наполнителя.