Vorobyov P. Patterns of the influence of organic additives on the properties of epoxy composites intended for the repair of water transport

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U000926

Thesis Registration Form

0824U000926.pdf

Applicant for

Specialization

  • 132 - Матеріалознавство

Specialized Academic Board

ДФ 67.111.011.4928

Kherson State Maritime Academy

Essay

The dissertation on competition of a scientific degree of the Doctor of Philosophy on a specialty 132 Materials science. – Kherson State Marine Academy of the Ukraine’s Ministry of Education and Science, Kherson, 2023. During the operation of transport, in particular water transport, the destruction of working surfaces and mechanisms under the influence of the environment and mechanical factors is an urgent problem. As a result of corrosive destruction, the mechanical strength of transport parts and structures decreases. The periodic change of cold and warm seasons leads to changes in the dimensions of working parts, units and devices, joints are destroyed, and deformations occur. Point and line defects of the crystal lattice are formed with significant loads occurring in the parts of the means of transport and relatively low temperatures. During resonance, significant mechanical stresses develop, causing various damages and destruction of parts and metal structures. Vibration leads to the growth of deformations and cracks, that is, it contributes to the accumulation of local defects, the occurrence of fatigue phenomena. This, in turn, affects the service life of ship parts and metal structures. Therefore, one of the directions for ensuring the reliability of metal structures and parts of transport means is the development of new composite materials (CM) and protective coatings based on them with predictable properties, which will increase the service life under the influence of aggressive external and mechanical influences At the same time, complex studies of the properties and structure of composite materials filled with plant-derived nanofillers (400...600 nm) are conducted. Sufficiently high values of adhesive strength (33.6 MPa), at shear (11.2 MPa) and residual stresses (0.80...0.88 MPa) are characterized by materials containing the additive with a content of q = 0.075...0.100 pts. wt. Based on the conducted physical and mechanical properties, the optimal content of nanofiller in the polymers was determined – q = 0.075...0.100 pts. wt. Such composites are characterized by the following mechanical properties: destructive stress during bending – 102.9...118.7 MPa, modulus of elasticity – E = 3.0...3.2 GPa. Using the method of mathematical planning of the experiment, the optimal content of two fillers (fibrous and nanodispersed) in the polymer binder was determined. This made it possible to obtain polymer coatings with a complex of improved mechanical properties: destructive stress during bending – 122.2 MPa, modulus of elasticity – 4.6 GPa. In order to expand the area of use of the developed materials, complex studies of the structure of the developed composites and resistance to the influence of various aggressive environments are conducted.

Read more

Research papers

1. Сапронов О.О., Соценко В.В., Сапронова А.В., Воробйов П.О., Яцюк В.М. Дослідження впливу вмісту модифікатора 2-бензофуран-1,3-діон на адгезійні та фізико-механічні властивості епоксидних композитів. Науковий вісник ХДМА. 1 (24), 118-128 (2021). База даних – Google Scholar. (Внесок автора: дослідження адгезійної міцності композитних матеріалів).

2. Sapronov O., Sotsenko V., Sapronova A., Vorobiov P., Brailo M., Yatsuk V.: Investigation of the modifier 2-benzofuran-1,3-dione content effect on the heat resistance of epoxy composites. Scientific Journal of TNTU. 105 (1), 55-67 (2022). База даних – Google Scholar. (Внесок автора: визначення енергії активації термічної деструкції композитних матеріалів).

3. Воробйов П.О.: Вплив вмісту дискретних волокон у епоксидному зв’язувачі на показники адгезійної та когезійної міцності покриттів Металургія. 1, 21-29 (2022). База даних – Google Scholar.

4. Сапронов О.О., Воробйов П.О., Сапронова Л.О., Браїло В.В.: Вплив вмісту органічних волокнистих добавок природного і синтетичного походження на властивості епоксидних захисних покриттів. Металургія. 1, 56-66 (2022). База даних – Google Scholar. (Внесок автора: визначення термічного коефіцієнту лінійного розширення композитних матеріалів, наповнених СДВБП та аналіз отриманих результатів).

5. Sapronov O.O., Vorobiov P.O., Yakushchenko S.V., Sapronova A.V., Sotsenko V.V., Yurenin K.Yu., Lytvynenko O.V. Multifunctional polymer composites for oil and gas production complex equipment. Journal of Hydrocarbon Power Engineering. 2022, 9(2). P. 45-52. База даних – Google Scholar. (Внесок автора: участь у проведенні експериментальних досліджень по визначенню дисперсності добавки рослинного походження та дослідження впливу її вмісту на показники адгезійної міцності).

1. Sapronov O.O.,. Buketov A.V, Yakushchenko S.V., Syzonenko O.M., Sapronova A.V., Sotsenko V.V., Vorobiov P.O., Lypian Ye.V., Sieliverstov I.A., Dobrotvor I.H.: Application of synthesized iron/titanium carbide mixture for restoration of water transport parts by epoxy composites. Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal. 12. (4), 23-35 (2021). База даних – Scopus та Web of Science. (doi: 10.1615/CompMechComputApplIntJ.2021039175). (Внесок автора: дослідження адгезійної міцності і характеру відриву композитних матеріалів методом оптичної мікроскопії).

2. Panda A., Dyadyura K., Valíček J., Harničárová M., Kušnerová M., Ivakhniuk T., Hrebenyk L., Sapronov O., Sotsenko V., Vorobiov P., Levytskyi V., Buketov A., Pandová I.: Ecotoxicity Study of New Composite Materials Based on Epoxy Matrix DER-331 Filled with Biocides Used for Industrial Applications. Polymers. 14(16), 3275 (2022). База даних – Scopus та Web of Science. (doi.org/10.3390/polym14163275). (Внесок дисертанта: обгрунтування результатів дослідження електронної мікроскопії).

3. Sapronov O.O., Dyadyura K., Vorobiov P.O., Sharanov V.D., Karpash M.O, Bishchak R.T., Hrebenyk L. Corrosion-Resistant Epoxy Coatings Filled with Nanoparticles of Vegetable Origin to Protect Water Vehicles. Journal of Nano- and Electronic Physics. 15(5), 1-7 (2023). База даних – Scopus. (doi: 10.21272/jnep.15(5).05025). (Внесок дисертанта: обгрунтування результатів дослідження корозійної тривкості).

Read more

Files

autoreferat-АНОТАЦІЯ Воробйов П-О-.docx

dis-Воробйов_.pdf

editrequest-Лист в УкрІНТЕІ Воробйов (ХДМА) дата захисту.pdf

Similar theses

0824U001069

Pavlo A. Sytnykov

Increase of the machine parts service life by deposition and plasma spraying with composite materials

0824U001004

Stepan M. Kandala

Resource of elements of the internal casing devices of the WWER-1000 reactor, taking into account residual welding stresses

0824U000663

Oleksiy P. Liudvichenko

Influence of resistive heating conditions of a high-pressure cell on the crystallization of GaN from the Fe–Ga–N melt-solution system

0824U000561

Tymoshenko Arsenii D.

Regularities of formation and structural-phase state of highly-doped YAG:Sm3+ optical ceramics

0824U000521

Balabanov Anton E.

Processes of synthesis and properties of IR-transparent ceramics in the MgO-Y2O3 system