Optimization of epoxy matrix content and nature according to its properties

Доведено поліпшення характеристик матриці на основі епоксидного оліґомеру CHS-Epoxy 525 і твердника ПЕПА при підвищенні температури полімеризації. Проаналізовано тенденцію динаміки властивостей матриці при взаємодії твердників у комплексі. Встановлено, що показники характеристик отриманого матеріалу змінюються пропорційно вмісту того чи іншого твердника. Відповідно до отриманих результатів досліджень запропоновано застосовувати матеріали з різною концентрацією твердників ПЕПА і Telalit 410 для формування адгезійного та когезійного шарів у двошарових покриттях. Це сприятиме поліпшенню як адгезійних властивостей покриттів, так і їх когезійних характеристик, особливо при експлуатації матеріалів при знакозмінних навантаженнях і підвищених температурах. Результати, отримані методом оптичної мікроскопії, добре узгоджуються з випробуваннями фізико-механічних та теплофізичних властивостей матеріалів. При цьому аналіз світлин зламу дозволив не лише підтвердити динаміку залишкових напружень від умісту твердників, але й констатувати достовірність попередньо отриманих результатів і правильність вибору матриці за оптимальної концентрації твердників для практичного застосування матеріалів, які експлуатуються в умовах впливу підвищених знакозмінних навантажень та температур.The improvement of matrix characteristics on the basis of epoxy oligomer CHS-Epoxy 525 and PEPA hardener under rising of polymerization temperature was proved. The analysis of matrix properties when hardeners interact, demonstrated that the change in the operating characteristics of the obtained material is proportional to the content of the hardener. According to the researched results materials with different concentrations of PEPA and Telalit 410 hardeners are proposed to be used to form a cohesive and adhesive layers in two-layer coatings. It was experimentally proved that using coatings with improved adhesion properties it is necessary to form the material on the basis of epoxy matrix CHS-Epoxy 525 (100 parts) and hardeners containing PEPA + Telalit 410 = (4 +6) parts. It was also proved that to make coatings with improved cohesive properties to form matrix based on epoxy resin CHS-Epoxy 525 (100 parts) and hardeners (PEPA + Telalit 410) = (5 +5) parts is of greater importance. It will improve coatings properties and their reliability, especially when operating under alternating loads and high temperatures. The results obtained by the optical microscopy testify all physical, mechanical and thermal properties. The analysis of fracture surface images testifies the dynamics of residual stresses with different content of hardeners. The proper choice of matrix forming technology with the optimal hardeners concentration for practical application of materials under the dynamic loads and temperature was proved

Optimization of epoxy matrix content and nature according to its properties

Доведено поліпшення характеристик матриці на основі епоксидного оліґомеру CHS-Epoxy 525 і твердника ПЕПА при підвищенні температури полімеризації. Проаналізовано тенденцію динаміки властивостей матриці при взаємодії твердників у комплексі. Встановлено, що показники характеристик отриманого матеріалу змінюються пропорційно вмісту того чи іншого твердника. Відповідно до отриманих результатів досліджень запропоновано застосовувати матеріали з різною концентрацією твердників ПЕПА і Telalit 410 для формування адгезійного та когезійного шарів у двошарових покриттях. Це сприятиме поліпшенню як адгезійних властивостей покриттів, так і їх когезійних характеристик, особливо при експлуатації матеріалів при знакозмінних навантаженнях і підвищених температурах. Результати, отримані методом оптичної мікроскопії, добре узгоджуються з випробуваннями фізико-механічних та теплофізичних властивостей матеріалів. При цьому аналіз світлин зламу дозволив не лише підтвердити динаміку залишкових напружень від умісту твердників, але й констатувати достовірність попередньо отриманих результатів і правильність вибору матриці за оптимальної концентрації твердників для практичного застосування матеріалів, які експлуатуються в умовах впливу підвищених знакозмінних навантажень та температур.The improvement of matrix characteristics on the basis of epoxy oligomer CHS-Epoxy 525 and PEPA hardener under rising of polymerization temperature was proved. The analysis of matrix properties when hardeners interact, demonstrated that the change in the operating characteristics of the obtained material is proportional to the content of the hardener. According to the researched results materials with different concentrations of PEPA and Telalit 410 hardeners are proposed to be used to form a cohesive and adhesive layers in two-layer coatings. It was experimentally proved that using coatings with improved adhesion properties it is necessary to form the material on the basis of epoxy matrix CHS-Epoxy 525 (100 parts) and hardeners containing PEPA + Telalit 410 = (4 +6) parts. It was also proved that to make coatings with improved cohesive properties to form matrix based on epoxy resin CHS-Epoxy 525 (100 parts) and hardeners (PEPA + Telalit 410) = (5 +5) parts is of greater importance. It will improve coatings properties and their reliability, especially when operating under alternating loads and high temperatures. The results obtained by the optical microscopy testify all physical, mechanical and thermal properties. The analysis of fracture surface images testifies the dynamics of residual stresses with different content of hardeners. The proper choice of matrix forming technology with the optimal hardeners concentration for practical application of materials under the dynamic loads and temperature was proved

Research of properties of epoxy composites filled with nanoparticle diamond by IR-spectral analysis and optical microscopy

Досліджено динаміку адгезійних і когезійних властивостей композитів від вмісту часток нанодисперсного алмазу. На кривих залежності властивостей епоксидних композитів від вмісту наночасток алмазу доведено існування двох максимумів, які свідчать про різні механізми структуроутворення композитів залежно від їх наповнення. Методом ІЧ-спектрального аналізу встановлено, що при введенні часток наноалмазу (за оптимального вмісту) відбувається розкриття епоксидних циклів з наступним утворенням первинних і вторинних амінів.The dynamics of adhesive and cohesive properties of composites from the content of particles nanodispersed diamond has been investigated. On the curves of dependence of adhesive, physical, mechanical and thermal properties of epoxy nanocomposites on the diamond nanoparticles content the existence of two peaks, testifying different mechanism of structure composites depending on their content has been proved. The mechanism to improve properties of composites, which provide the appearance of the first peak due to the fact, that for most of the content the effect of ultrasonic pre-treatment of compositions is realized. It causes the activation of interfacial interactions and, consequently, improved material properties. The second maximum is due to the fact that the filler formed around the outer surface layer of considerable thickness, and with our advanced chemical interfacial interaction between the matrix formed the lattice structure with a high degree of crosslinking. The method of infrared spectral analysis explored the nature of chemical bonds that arise in the process of structure of epoxy composites containing particles nanodiamonds. It has been found that the introduction of nanodiamond particles (for optimal content) it has been the opening of epoxy cycles with the subsequent formation of primary and secondary amines occurs. It testifies the extensive interaction of the filler macromolecules with the sites on the surface of the filler. Taking advantage of the optical microscopy the cracking surface of nanocomposite materials has been investigated. In composites with the maximal content of particles the surface of globular nature with almost uniform distribution of craters of about similar size and shape was observed. The obtained results indicate on a uniform distribution of stresses in the composite volume, which makes possible to state the thermodynamic equilibrium state of the system after switching

Upgrading automated torsion pendulum for computer processing of results of investigation of dynamic properties epoksykompozytiv

В автоматизованому режимі задання циклу послідовних коливань і впливу середовищ з різною в’язкістю досліджено динамічні характеристики епоксидних композитних матеріалів. Встановлено, що використання епоксидного середовища у системі “сердечник інерційного диска – постійний магніт” збільшує точність вимірювання амплітуди коливань.In automatic mode setting cycle fluctuations and the impact of successive environments with different viscosity studied the dynamic characteristics of epoxy composite materials. Found that the use of epoxy medium in the “core inertial drive – a permanent magnet” increases the accuracy of the amplitude

Cyclic durability of steel with the modified external fields by epoxy composite coverages in the conditions of loadings of high-frequency

Встановлено кореляцію між циклічною міцністю і адгезійними властивостями захисних покриттів залежно від технологічного процесу формування покриттів (варіантів ультрафіолетового опромінення та магнітної обробки композицій). Встановлено, що попереднє комплексне поетапне ультрафіолетове опромінення епоксидної смоли з наступною магнітною обробкою композиції забезпечує значне підвищення межі витривалості системи “основа - модифіковане покриття”.The physical-mechanical properties of polymer-composite materials depend on quantitative composition as well as magnetic and chemical nature of fillers. As a result of investigations, it was discovered that adding dispersed particles of inorganic nature and ultra-violet modification to polymer composition allows to regulate structure and properties of compositional materials. Features of polymer-composites ingredients magnetic properties influence on protective coating adhesive resistance

Research waterjet wear gradient epoxy composites

Досліджено вплив умісту і природи дисперсних наповню¬вачів на відносну зносостійкість епоксидних композитів. Встановлено, що зношування композитних матеріалів залежить від фізичної природи, вмісту полідисперсного двокомпонентного наповнювача, фізико-механічних властивостей композитів і кута атаки гідроабразивної суміші. За результатами дослідження рекомендовано покриття з підвищеними експлуатаційними характеристиками для захисту від гідроабразивного зношування технологічного устаткування.The influence of content and nature of dispersed fillers on the relative durability of epoxy composites is investigated. Established that the wear of composite materials depends on the angle of attack of water jet mixture, physical nature, poly-disperse two-component filler content and physical and mechanical properties of composites. The coverage’s with high-performance for water-jet anti-wear protection of technology equipment are recommended

Increasing the Service Life of Marine Transport Using Heat-Resistant Polymer Nanocomposites

This paper presents the technological aspects of increasing the thermal stability of polymers, with epoxy binder used to form the polymer materials. Polyethylene polyamine was used to crosslink the epoxy binder. To ensure the thermal stability of the polymer, nanodispersed condensed carbon with a dispersion of 10–16 nm was used. The research into nanocomposites under the influence of elevated temperatures was carried out using the “Thermoscan-2” derivatograph. Complex studies of thermophysical properties were carried out, according to the results of which the optimal content of nanofiller (0.050 pts.wt.) was determined. At the same time, this particular polymer was characterized by the following properties: temperature of the beginning of mass loss—T0 = 624.9 K; final temperature of mass loss—Tf = 718.7 K; relative mass loss—εm = 60.3%. Research into the activation energy of thermal destruction was performed to determine the resistance to the destruction of chemical bonds. It was proved that the maximum value of activation energy (170.1 kJ/mol) is characterized by nanocomposites with a content of nanodispersed condensed carbon of 0.050 pts.wt., which indicates the thermal stability of the polymer.</jats:p

Ultrasonic fields influence on epoxy composites rheology with the combined fillers

Проаналізовано вплив ультразвукового поля на реологічні властивості епоксидних композитів при використанні дисперсних і волокнистих наповнювачів різної природи. Встановлено, що при формуванні композитних матеріалів важливе значення має не лише природа наповнювачів, але й способи їх попереднього оброблення. Експериментально доведено, що попереднє ультразвукове оброблення дисперсного і волокнистого наповнювача дозволяє в широких межах регулювати експлуатаційні властивості матеріалу.Ultrasonic fields influence on rheological properties epoxy composites is analyzed. There were disperse and fibrous store of the different nature at use. It was established that at formation of composite materials the great value has not only the nature store, but also a way of its preliminary processing. Experimentally it was proved, that preliminary processing an ultrasonic field disperse and fibrous store allows adjusting in a wide range operations