Bodnar, I. B.

Boychuk, V. O.

Ivanyk, V. V.

Боднар, І. Б.

Бойчук, В. О.

Іваник, В. В.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  69 УДК 667.64:678.026 В.В. Іваник, В.О. Бойчук, І.Б. Боднар  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна  ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛІ  ФОРМУВАННЯ ЗОВНІШНІХ ПОВЕРХНЕВИХ ШАРІВ НАВКОЛО НАПОВНЮВАЧА В КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛАХ  V.V. Ivanyk, V.O. Boychuk, I.B. Bodnar STUDY OF MODEL FOR FORMATION OF EXTERNAL SURFACE LAYERS BETWEEN BASIC CONTAINER IN COMPOSITE MATERIALS  Сьогодні, з метою підвищення експлуатаційних характеристик, інтенсивно розвиваються нові технології формування композитних матеріалів (КМ), а саме методи модифікування композицій. Для отримання КМ з високими показниками експлуатаційних характеристик слід враховувати природу, реологічні властивості зв’язувача, активність поверхні, геометричні параметри, дисперсність.  Особливу увагу при оцінюванні кінетики зовнішніх поверхневих шарів (ЗПШ) навколо наповнювача у процесі тверднення КМ слід звернути на параметр гр , який характеризує граничний вміст (верхню межу) ЗПШ на поверхні наповнювача у зв’язувачі. Параметр гр  змінюється з плином часу, зменшуючи, відповідно, і вміст оліґомера, який не знаходиться у стані ЗПШ у КМ. Виходячи з граничного представлення ступеня армування та логарифмічного представлення модуля пружності КМ як двокомпонентної суміші [1]:    cгрпшгрk EEE ln)1(lnln      (1) де: пшE  – модуль пружності поверхневих шарів,  отримуємо:    гргрспшk EEE 1.     (2)  Рисунок 1. Схема покрокового формування ЗПШ навколо торсіону з волокон на різних стадіях тверднення КМ:     Аi – ефективний переріз торсіону із зовнішнім поверхневим шаром до і-го кроку; di – приріст зовнішнього поверхневого шару на і-му кроці.  Згідно моделей полімерних сіток [2] у процесі зшивання матриці на кожному наступному послідовному кроці часу утворюється додаткова область ЗПШ, що збільшує товщину (ефективний переріз) гетерогенного поверхневого шару. Відповідно змінюються гр , kV  та cV (рис. 1). Зазначимо, що на кожному наступному етапі структуроутворення гетерогенний поверхневий шар, який у сумі складається з об’єму id  1id   Аi Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  70 сусідніх областей (∑di), розглядали як основу для формування наступної області (di+1) ЗПШ. Враховуючи зв’язок тангенса кута механічних втрат з модулем пружності поверхневих шарів Eпш і модулем пружності епоксидного зв’язувача у об’ємі Ec, а також використовуючи формулу (2) з врахуванням припущень при означенні гр  [3], отримаємо:    гргрпшcпшEEEtg11)(.    (3) Тоді приріст товщини поверхневого шару id  обчислюємо за допомогою ітерацій:    20 )(4)1(iHHiгрiAAAdii ,  (4) 11 2   iii dAA    (5) де: Аі – товщина наповнювача (торсіону з волокон) з нарощеними на попередніх етапах тверднення поверхневими шарами; iH – вміст наповнювача з приєднаними поверхневими шарами у КМ на i-тому кроці часу. При твердненні епоксидної смоли протягом t = 3,0…5,5год. відбувається перерозподіл областей у ЗПШ. Збільшення сумарного вмісту наповнювача з приєднаними ЗПШ і граничного вмісту (верхньої межі) поверхневих шарів ( H + гр >1) у ці моменти часу тверднення, зумовлено перекриванням ЗПШ, утворених часками, з одного боку, і неперервними волокнами, з іншого боку. Завершення часу тверднення характерне наявністю таких основних ділянок композиту: волокна, часток, ЗПШ навколо волокна і часток, областей перекривання ЗПШ, які виникли біля поверхні часток і волокна. У процесі зшивання формуються ділянки перерозподілу після моменту насичення усього об’єму смоли поверхневими шарами.  Аналіз результатів досліджень показує, що у процесі зшивання зв’язувача збільшується об’єм ЗПШ навколо волокнистого наповнювача, причому найбільша інтенсивність зростання об’єму шарів відбувається на початку структуроутворення КМ (протягом t = 4,5год.).  Література 1. Маркин В.Б., Аникеева Л.Н., Тарасов А.В. Расчетная оценка вязкоупругих характеристик межфазных слоев и закономерности их влияния в полимерных композиционных материалах // Труды межнародной научно-технической конференции „Композиты – в народное хозяйство России” (Композит-95). – Барнаул: АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 1995.-С.86-92. 2. Горбаткина Ю.А. Влияние модификаторов на адгезионные свойства полимерных композиций. Ч.2. Общие представления / Ю.А.Горбаткина // Клеи. Герметики. Технол.-2004.-№4.-С.24-29. 3. Маркин В. А., Тарасов А.К. Оценка вязкоупругих характеристик межфазных слоев и закономерности их влияния на механические свойства полимерных композиционных материалов. Див.: http: // www.aomai.ab.ru: 8080/books/Filles/1999-03/HTML/12/pap-12.html. 

Study of model for formation of external surface layers between basic container in composite materials

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/23061/2/CAZST_2017v2_Ivanyk_V_V-Study_of_model_for_formation_69-70.pdf

Study of model for formation of external surface layers between basic container in composite materials

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University