Кузнецова И.О., Гребенева Т.А., Савельев А.В.
ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ ЭПОКСИДНЫХ SMC-ПРЕПРЕГОВ *
Аннотация:
в данной работе изучено влияние карбоната кальция на реологические характеристики эпоксидных SMC-препрегов и кинетические параметры реакции отверждения полимерной матрицы. Дан анализ полученных результатов экспериментальных исследований и сделан вывод о возможности использования карбоната кальция в качестве наполнителя эпоксидных связующих в технологии Sheet Moulding Compound (SMC) для получения ПКМ
Ключевые слова:
эпоксидное связующее, реологические характеристики, карбонат кальция, SMC
Введение Полимерные композиционные материалы (ПКМ) – многокомпонентные системы, состоящие, из полимерного связующего и армирующего наполнителя. ПКМ находят все большее применение в различных отраслях промышленности благодаря уникальным свойствам, которые можно легко регулировать под конкретное изделие в зависимости от его назначения и области применения [1]. На сегодняшний день разработаны различные методы получения изделий из ПКМ, среди которых одним из ключевых является препреговая технология [2]. Метод Sheet Moulding Compound (SMC) также относится к препреговым технологиям. SMC-препрег представляет собой листовой материал, содержащий смолу, наполнители и рубленные армирующие волокна, покрытый с двух сторон барьерной пленкой. Особенностью SMC-препрегов является наличие периода дозревания, в течение которого вязкость связующего в препреге повышается, и он становится пригодным для переработки. Для улучшения показателей физико-механических, химических свойств, снижения стоимости конечных изделий в полимерную матрицу препрега вводят различные добавки [3]. Однако необходимо подбирать добавки и наполнители таким образом, чтобы они не оказывали значительного влияния на реологические характеристики полимерной матрицы и на процесс дозревания SMC-препрегов. В качестве такой добавки можно использовать карбонат кальция, который способствует снижению стоимости полимерных полуфабрикатов, а также улучшает механические характеристики изделий из ПКМ [4]. Чтобы оценить возможность применения карбоната кальция в качестве наполнителя при производстве эпоксидных SMC-препрегов необходимо установить характер его воздействия на полимерную матрицу SMC-связующего. Цель работы: изучение влияния карбоната кальция на реологические характеристики эпоксидного связующего для SMC-технологии. Экспериментальная часть Для приготовления эпоксидного связующего использовали различные эпоксидные смолы на основе бисфенола-А (с массовой долей эпоксидных групп 23,0 – 25,0 %), дицандиамид, микрокальцит (карбонат кальция) в качестве наполнителя. В химический стакан, объёмом 250 мл загружали эпоксидные смолы, проводили их совмещение при температуре 70-75С, затем добавляли отвердитель и наполнитель. Смешение компонентов проводили до получения однородной массы Вязкость при изотермической выдержке образцов связующего определяли на приборе реометр Anton Paar MCR 102, при температуре 35 С. Тепловой эффект процесса отверждения эпоксидных композиций исследовали на дифференциальном сканирующем калориметре DSC 200 F3 Maia марки «Netzsch» в интервале температур 25-350 С со скоростью нагрева 10 K/мин. Обсуждение результатов В данной работе для исследования влияния карбоната кальция на реологические характеристики эпоксидного связующего были проанализированы композиции с различным содержанием данного наполнителя (таблица 1). Реологическое поведение образцов эпоксидного связующего изучали в течение 6 часов при изотермической выдержке при температуре 35 С (рисунок 2, таблица 2). На рисунке 2 видно, что вязкость образцов связующего увеличивается в присутствии в их составе микрокальцита, однако показатель вязкости мало зависит от количественного содержания (в исследуемом диапазоне концентраций) данного наполнителя в композиции, так же практически не меняется скорость нарастания вязкости образцов связующего (таблица 2). Последний фактор является весьма важным и позволяет использовать микрокальцит в качестве наполнителя для эпоксидных связующих в SMCтехнологии, поскольку он не будет оказывать аддитивное воздействие на эпоксидную матрицу вместе с основным загустителем и влиять на период дозревания SMCпрепрегов, но позволит регулировать начальную вязкость связующего с возможностью удешевления конечной композиции.
Номер журнала Вестник науки №2 (23) том 1
Ссылка для цитирования:
Кузнецова И.О., Гребенева Т.А., Савельев А.В. ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ ЭПОКСИДНЫХ SMC-ПРЕПРЕГОВ // Вестник науки №2 (23) том 1. С. 200 - 205. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/2756 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+