Page 38 - 07

Мета роботи – встановити вплив дрібнодисперсного наповнювача на фізико-ме-
ханічні і теплофізичні властивості епоксидних КМ та оптимізувати його вміст для
отримання матеріалів з максимальними показниками досліджуваних характеристик.
Матеріали та методика дослідження. Як основний компонент для в’язі під
час формування епоксидних КМ вибрали епоксидний діановий олігомер марки
ED-20 (ГОСТ 10587-84). Для зшивання епоксидних композицій використали
твердник поліетиленполіамін ПЕПА (ТУ 6-05-241-202-78), який дає можливість
затверджувати матеріали за кімнатних температур. Твердник вводили у епоксид-
ний олігомер за співвідношення 1:10. Як наповнювач використовували дрібнодис-
персні (10…20 mm) порошки: колоїдну сірку (КС) (ГОСТ 127.5-93), залізний сурик
(ЗС) (складається зі суміші мікроелементів і оксиду заліза Fe 2O 3, ГОСТ 8135-74)
та карбідну шихту (КбШ), яка є побічним продуктом виробництва ацетилену. Екс-
периментально встановили, що КбШ містить солі кальцію (58%) та важкі метали:
цинк – 7,0; мідь – 3,8; кадмій – 1,0; свинець – 11,6; нікель – 11,6 та хром – 3,8 mg/kg.
Епоксидні КМ формували за такою технологією: попереднє дозування епок-
сидної діанової смоли ED-20 і наповнювача та подальше введення його в епок-
сидну в’язь; гідродинамічне суміщення олігомера ED-20 і дисперсних частинок;
введення твердника ПЕПА і перемішування композиції упродовж 5 min. Затвер-
джували КМ за експериментально встановленим режимом: формування зразків та
їх витримування 12 h за температури Т = 293 K; нагрівання зі швидкістю 3 K/min
до Т = 393 K; витримування КМ упродовж 2 h; повільне охолодження до Т = 293 K.
Для стабілізації структурних процесів у матриці зразки витримували 24 h на по-
вітрі за температури Т = 293 K з подальшим експериментальним випробуванням.
Адгезійну міцність КМ до металевої основи досліджували, вимірюючи руй-
нівне напруження за рівномірного відриву пари склеєних зразків (“метод гриб-
ків”). Досліджували згідно з ГОСТ 14760-69, вимірюючи силу відривання клейо-
вих з’єднань сталевих зразків на автоматизованій розривній машині УМ-5 за
швидкості навантаження v = 10 N/s. Діаметр робочої частини сталевих зразків за
відриву становив 25 mm. Адгезійну міцність за зсуву визначали згідно з
ГОСТ 14760-69, а залишкові напруження у КМ – консольним методом [7]. Покрив
завтовшки d = 0,3…0,5 mm формували на сталевій основі. Параметри основи:
загальна довжина l = 100 mm; робоча довжина l 0 = 80 mm; товщина d = 0,2 mm.
Руйнівне напруження і модуль пружності під час згину КМ визначали згідно
з ГОСТ 4648-71 і ГОСТ 9550-81, відповідно. Параметри зразків: довжина l =
= 120 ± 2 mm, ширина b = 15 ± 0,5 mm, висота h = 10 ± 0,5 mm. Теплотривкість
(за Мартенсом) KM визначали згідно з ГОСТ 21341-75. Методика дослідження
полягає у визначенні температури, до якої досліджуваний зразок необхідно нагрі-
вати зі швидкістю v = 3 K/min під дією постійного згинального навантаження F =
= 5 ± 0,5 MPa, внаслідок чого матеріал деформується на задану величину (h = 6 mm).
Щоб забезпечити необхідну точність результатів, виконали серію пошуко-
вих експериментів, в результаті чого встановили, що для досягнення достовір-
ності 95% потрібно дослідити не менше 6 зразків.
Результати досліджень та їх обговорення. Відомо [1, 3], що для макси-
мального підвищення експлуатаційних характеристик технологічного устаткуван-
ня доцільно формувати дво- чи багатошарові захисні покриви. При цьому пер-
ший шар є адгезійним, що дає змогу максимально збільшити міцність зчеплення
покриву з основою. Це, своєю чергою, дасть можливість під час експлуатації ма-
теріалів у агресивних середовищах підвищити протикорозійні властивості мате-
ріалів, позаяк поліпшена міжфазова взаємодія адгезиву та субстрату попереджує
проникнення агресивного середовища на межі поділу фаз “основа–покрив”. Та-
ким чином, завдяки високій адгезійній міцності захисного покриву нівелюється
підплівкова корозія навіть після проникнення агресивного середовища через ад-
44