Экспериментальное исследование влияния температуры на физико-механические свойства композиционного материала
https://doi.org/10.46973/0201-727X_2024_1_186
Аннотация
Изучено влияние температуры на физико-механические свойства композиционного материала. В качестве матрицы полимерного композита использовалась эпоксидно-диановая смола марки ЭД-20 с применением разных типов наполнителей. Экспериментальные данные были получены методами инструментального индентирования и термического анализа. Для оценки степени ползучести материала использовалось относительное изменение глубины индентирования. По полученным интегральным термогравиметрическим кривым было определено количественное изменение массы образца в процессе разложения, а по дифференциальным термогравиметрическим кривым – температурный интервал деструкции, температура начала и конца разложения. Показано, что введение наполнителей в полимерную матрицу оказывает существенное влияние не только на вязкоупругие свойства, но и на термическую устойчивость в результате структурных превращений и изменения подвижности молекул.
Об авторах
А. И. Азоян
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)
Россия
Россия
Анаид Иосиповна Азоян, младший научный сотрудник
кафедра «Теоретическая механика»
Ростов-на-Дону
Д. С. Мантуров
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)
Россия
Россия
Дмитрий Сергеевич Мантуров, заведующий лабораторией, кандидат технических наук
кафедра «Теоретическая механика»
Ростов-на-Дону
Д. Н. Шишияну
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)
Россия
Россия
Дарья Николаевна Шишияну, кандидат технических наук, доцент
кафедра «Химия»
Ростов-на-Дону
С. А. Данильченко
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС); Южный федеральный университет (ЮФУ)
Россия
Россия
Сергей Александрович Данильченко, младший научный сотрудник
кафедра «Теоретическая механика»; Институт математики, механики и
компьютерных наук им. И. И. Воровича; лаборатория механики деформируемых тел и конструкций
Ростов-на-Дону
Список литературы
1. Исследование структуры полимерного композиционного материала на основе смолы ЭД-20 и нанодисперсии сополимера стирола и акриловой кислоты / Д. М. Мордасов, П. В. Макеев, Д. Л. Полушкин [и др.] // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2019. – Т. 25. – № 1. – С. 136–141. – DOI: 10.17277/vestnik.2019.01.
2. Дисперсно-наполненные полимерные композиты технического и медицинского назначения / Б. А. Люкшин, С. В. Шилько, С. В. Панин [и др.]. – Новосибирск : Сибирское отделение РАН. – 2017. – 311 с. – ISBN 978-5-7692-1546-9.
3. Paluvai, N. R. Synthesis and modifications of epoxy resins and their composites : A review / N. R. Paluvai, S. Mohanty, S. K. Nayak // Polymer-Plastics Technology and Engineering. – 2014. – Vol. 53. – No 16. – P. 1723–1758.
4. Исследование кинетики и механизма формирования вторичных структур модифицированной эпоксидной смолы / Д. С. Мантуров, П. Г. Иваночкин, А. И. Азоян [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 4 (88). – С. 41–51. – DOI: 10.46973/0201–727X_2022_4_41.
5. Исследование вязкоупругих свойств композиционных материалов на основе метода индентирования / В. И. Колесников, О. А. Беляк, Т. В. Суворова [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 4 (92). – С. 25–33. – DOI: 10.46973/0201–727X_2023_4_25.
6. Chyasnavichyus, M. Probing of polymer surfaces in the viscoelastic regime / M. Chyasnavichyus, S. L. Young, V. V. Tsukruk // Langmuir. – 2014. – Vol. 30. – No. 35. – P. 10566–10582. – doi: 10.1021/la404925h (дата обращения: 18. 01. 2024).
7. Zhai, M. Viscoelastic modeling of nanoindentation experiments : A multicurve method / M. Zhai, G. B. McKenna // J. Polymer Sci. B. Polymer Phys. – 2014. – Vol. 52. – No. 9. – P. 633–639. – doi: 10.1002/polb.23470 (дата обращения: 18. 01. 2024).
8. Measurement of viscoelastic properties for polymers by nanoindentation / Y. Wang, L. Shang, P. Zhang [et al.] // Polymer Test. – 2020. – Vol. 83. – P. 106353. – doi: 10.1016/j.polymertesting.2020.106353 (дата обращения: 18. 01. 2024).
9. Stan, F. Analysis of viscoelastic behavior of polypropylene/carbon nanotube nanocomposites by instrumented indentation / F. Stan, A. M. Turcanu, C. Fetecau // Polymers. – 2020. – Vol. 12. – No. 11. – P. 2535. – doi: 10.3390/polym12112535 (дата обращения: 18. 01. 2024).
10. Parvini, C. H. Extracting viscoelastic material parameters using an atomic force microscope and static force spectroscopy / C. H. Parvini, M. A. S. R. Saadi, S. D. Solares // Beilstein J. Nanotechnology. – 2020. – Vol. 11. – P. 922–937. – doi: 10.3762/bjnano.11.77 (дата обращения: 18. 01. 2024).
11. Исследование зависимости свойств модифицированных полиуретанов от температуры методом индентирования / Е. В. Торская, А. А. Яковенко, И. В. Шкалей [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2023. – Т. 26. – № 3. – С. 29–38. – DOI: 10.55652/1683-805X_2023_26_3_29.
12. Исследование методом микроиндентирования образцов эпоксидной смолы, упрочненной наночастицами диоксида кремния / С. В. Смирнов, Е. О. Смирнова, И. А. Веретенникова [и др.] // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. – 2017. – № 1. – С. 24–35. – DOI: 10.17804/2410-9908.2017.1.024-035.
13. An overview of microscale indentation fatigue : Composites, thin films, coatings, and ceramics / Md. M. Islam, S. I. Shakil, N. M. Shaheen [et al.] // Micron–2021. – Vol. 148. – No. 18 – 22 p. – DOI: 10.1016/j.micron.2021.103110.
14. Оценка влияния отвердителя на механические свойства эпоксидных покрытий на основе смолы ЭД-20 / С. В. Смирнов, И. А. Веретенникова, Д.А. Коновалов [и др.] // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2023. – № 1. – С. 6–16. – DOI: 10.17804/2410-9908.2023.1.006-016.
15. Studying the Mechanical Properties of Epoxy Adhesive Coatings by Instrumented Indentation / S. V. Smirnov, I. A. Veretennikova, E. O. Smirnova [et al.] // Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures (MRDMS-2019). – 2019. – 22 p. – DOI: 10.1063/1.5135120.
16. Belyak, O. A. Predicting the Mechanical Properties of Antifriction Composite Materials / O. A. Belyak, T. V. Suvorova // Mechanics of Composite Materials. – 2021. – Vol. 57. – No. 5. – P. 647–656. – DOI: 10.1007/s11029-021-09986-7.
17. Menczel, J. D. Thermal Analysis of Polymers : Fundamentals and Applications / J. D. Mencze, R. B. Prime // John Wiley & Sons, Incorporated. – 2014. – 2009. – 698 p. – DOI: 10.1007/s10973-010-1071-7.
18. Механические и трибологические характеристики модифицированной эпоксидной смолы наноразмерной шпинелью железа / П. Г. Иваночкин, С. А. Данильченко, Д. С. Мантуров [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 3 (87). – С. 6–17. – DOI: 10.46973/0201–727X_2022_3_6.
Рецензия
Для цитирования:
Азоян А.И., Мантуров Д.С., Шишияну Д.Н., Данильченко С.А. Экспериментальное исследование влияния температуры на физико-механические свойства композиционного материала. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2024;(1):186-195. https://doi.org/10.46973/0201-727X_2024_1_186
For citation:
Azoyan A.I., Manturov D.S., Shishiyanu D.N., Danilchenko S.A. Experimental study of the influence of temperature on the physico-mechanical properties of a composite material. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya. 2024;(1):186-195. (In Russ.) https://doi.org/10.46973/0201-727X_2024_1_186
Просмотров:
54
JATS XML
Послать статью по эл. почте 