Сборник научных трудов конференции якутск 2015
жүктеу/скачать 13,27 Mb. Pdf көрінісі
|
Sbornik PRIRODOPOLZOVANIE V ARKTIKE
раздела фаз волокно/полимер. На рис. 1 представлены результаты микроскопического исследования особенностей межфазного взаимодействия в композиционных системах, содержащих исходные и поверхностно-модифицированные волокна. 452 а б Рис. 1. Микрофотографии композитов: а – ПЭ2НТ11+УКН-М; б – ПЭ2НТ11+ модифицированные волокна марки ВМН-4ПКТ Анализ микрофотографий, показал, что в зависимости от поверхностных характеристик волокон тип взаимодействия между компонентами композита меняется. Между модифицированным волокном и полимером возникают дополнительные адгезионные связи (рис. 1, б), в образце, содержащем немодифицированные волокна, подобные связи-сцепки отсутствуют (рис. 1, а). Кроме того, видно, что происходит трансформация структуры полимерной матрицы, что, по-видимому, обусловлено тем, что часть нановолокон при переработке композитов в изделия отделяется от волокна-подложки. Отделившиеся волокна перераспределяются в матрице, вызывая изменения надмолекулярной структуры ПЭ. Для оценки влияния масштабного фактора на равномерность распределения наполнителя были выполнены микроэлектронные исследования композитов вдоль направления экструдирования на лабораторной установке и в промышленных условиях. Результаты представлены на рис. 2. 453 а б Рис. 2. Микрофотографии углекомпозитов состава ПЭ2НТ11+10 мас.% УКН-М вдоль направления экструдирования (х60): а – лабораторный образец; б - труба Видно, что распределение волокна в лабораторном образце хаотично и характеризуется зонами с продольным и поперечным расположением волокон. Волокна в трубном образце ориентированы преимущественно вдоль направления экструдирования. Таким образом, при экструдировании композитов, содержащих в своем составе рубленые волокна, распределение наполнителя будет существенно зависеть от мощности оборудования. Этот фактор оказывает также влияние на прочностные характеристики изделий при растяжении. Практически однонаправленное ориентирование волокон вдоль трубы обеспечивает высокую жесткость композита и ухудшает деформационные характеристики. Анализ результатов исследования лабораторных образцов, содержащих в качестве наполнителя поверхностно-модифицированное волокно с учетом особенностей распределения волокнистого наполнителя в трубных образцах, позволяет предположить, что уровень свойств труб, изготовленных из композиционного материала с модифицированным волокном обеспечит высокую работоспособность трубопроводов в арктических условиях. 454 Таким образом, исследования композитов трубного назначения, содержащих в качестве наполнителя рубленые углеродные волокна, в том числе, поверхностно-модифицированные, показали, что прочность при пределе текучести возрастает на 14% для образцов, содержащих волокно марки УКН-М и на 35% для образцов, содержащих поверхностно-модифицированное волокно марки ВМН-4ПКТ. Модуль упругости возрастает в 3-7 раз в зависимости от типа волокна и масштабов изделия. Деформационные характеристики композитов имеют сниженные значения, что характерно для композитов с высокой степенью наполнения. Установлено, что поверхностная модификация УВ нановолокнами позволяет изменить механизм взаимодействия на границе раздела фаз УВ/ПЭ, что приводит к существенному росту показателя прочности при пределе текучести. жүктеу/скачать 13,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|