ВПЛИВ РОЗМІРУ НАПОВНЮВАЧА НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРНОЇ МАТРИЦІ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2024-3-3Ключові слова:
скловолокно, матриця, наповнювач, модифікування, оксид алюмінію, епоксидна сполука.Анотація
Мета роботи. Вивчення впливу розміру часток оксиду алюмінію (Al2O3) на механічні характеристики полімерного композиту з додаванням рубленого скловолокна. Вивчення взаємодії між частками оксиду алюмінію та рубленого скловолокна.
Методи дослідження. Було проведено дослідження зразків на розтяг за ДСТУ EN ISO 527-5:2018. Випробування проводили на розривній машині «MTS Criterion Model 43» з максимальним зусиллям 50 кН. Металографічний аналіз проводили на мікроскопі KEYENCE VHX при збільшеннях 50 та 500. Мікроструктуру полімерної матриці визначали на шліфах без травлення. Растровий електронний аналіз проводили на мікроскопі JEOL JSM-5510LV.
Отримані результати. Показано дослідження впливу введення різних розмірів фракції оксиду алюмінію на полімерну матрицю. Було виявлено, що зі збільшенням фракції міцність полімерної композиції зменшується. Також було проведене дослідження взаємодії рубленого скловолокна та різних фракцій оксиду алюмінію на механічні характеристики та морфологію з’єднання з полімерною композицією.
Наукова новизна. Взаємодія рубленого волокна з фракціями оксиду алюмінію може впливати на механічні властивості композиту, такі як міцність, жорсткість, та еластичність. Ця взаємодія може підвищити або зменшити механічну стійкість матеріалу залежно від характеру контакту та співвідношення компонентів. Вивчення морфології з’єднання між рубленим волокном і фракціями оксиду алюмінію може допомогти зрозуміти, як вони взаємодіють між собою у композитній структурі. Це включає аналіз адгезії між компонентами, структури підключень та можливих дефектів, що можуть виникнути під час процесу виготовлення. Дослідження цієї взаємодії відкриває можливості для розробки нових композитних матеріалів з покращеними властивостями та різноманітними застосуваннями в промисловості, будівництві, авіації, автомобільній промисловості та інших галузях.
Практична цінність. Практичне значення полягає також у вдосконаленні технологій виробництва та впровадженні нових матеріалів у промисловість. Можливість керувати механічними властивостями композитів шляхом зміни розміру фракції оксиду алюмінію може сприяти створенню більш ефективних матеріалів для виробництва автомобілів, літаків, будівельних конструкцій тощо.
Крім того, розуміння взаємодії рубленого скловолокна та фракцій оксиду алюмінію може відкрити нові можливості для розробки композитів з унікальними механічними характеристиками, що відповідають вимогам сучасних технологій та промислових виробництв.
Посилання
Utraсki L. A., Wilkie C. A. (2014). Polymer blends handbook. London: Springer New York; Heidelberg Dordrecht, 2373.
Miskolczi N., Sedlarik V., Kucharczyk P., Riegel E. (2018). Enhancement of the mechanical properties of a
polylactic acid/flax fiber biocomposite by WPU, WPU/starch, and TPS polyurethanes using coupling additives. Mech. Compos. Mater, 53, 6б 791–800.
T. Kauly, B. Keren, A. Siegmann, and M. Narkis (1996). Polym.Comp., 17, 806.
N. Minagawa and J.L. White, J. Appl. (1976). Polym. Sci., 20.
A. V. Shenoy (1999). Rheology of Filled Polymer Systems, Kluwer,Dordrecht-Boston.
M. A. Osman and A. Atallah. (2006). Polymer, 47, 2357.
Lau KT, Gu C, Hui D. (2006). A critical review on nanotube and nanotube/ nanoclay related polymer composite materials. Composites, B; 37:425–36.
Sumita M., Shizuma T., Miyasaka K., Ishikawa K. (1983). Effect of reducible properties of temperature, rate of strain, and filler content on the tensile yield stress of nylon 6 composites filled with ultrafine particles. J Macromol Sci; B22:601–18.
Bartczak Z, Argon AS, Cohen RE, Weinberg M. (1999). Toughness mechanism in semi-crystalline polymer blends: II. High-density polyethylene toughened with calcium carbonate filler particles. Polymer;40:2347–65.
Radford KC. (1971). The mechanical properties of an epoxy resin with a second phase dispersion. J Mater Sci 1971;6:1286–91.
M. Sreekanth, V. Bambole, S. Mhaske and P. Mahanwar (2009). “Effect of Particle Size and Concentration of Flyash on Properties of Polyester Thermoplastic Elastomer Composites”, Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 8, 3, 237–248. doi: 10.4236/jmmce.2009.83021.
Official website “System Optimum” [Electronic resource] / Access mode: https://www.systopt.com.ua/
State Standard of Ukraine DSTU EN ISO 527-5:2018 Plastics. Determination of tensile properties. Part Test conditions for unidirectional fibre-reinforced plastic composites. “Effective from 2020-01-01. Kyiv: Technical Committee for Standardization “Rubbers, rubber and plastic products” (TC 128). ISO 527-5:2009, IDT.
Pidkovinska U.V. (2019). Doslidzhennya vplyvu modifikatsiyi na mitsnist kompozytnoyi polimernoyi matrytsi. [Investigation of the influence of modification on the strength of composite polymer matrix]. Master’s thesis, Zaporizhzhia: Zaporizhzhia Polytechnic National University. Available at: http://eir.zntu.edu.ua/handle/123456789/5324
Physical and colloid chemistry (2011). Textbook for students of higher schools / edited by V. I. Kabachnyy, V. I. Kabachnyy, L. K. Osipenko, L. D. Grytsan [e. o.]. Kharkiv : NUPh : Golden Pages, 376.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
