Рула І. В. Розробка та дослідження властивостей композитів на основі фенілону, армованого металовмісними вуглецевими волокнами

Дисертація присвячена розробці зносостійких полімерних композиційних матеріалів на основі фенілону С-2, хаотично армованих металовмісними вуглецевими волокнами. Проведено системні дослідження і виявлено вплив параметрів приготування композицій в обертальному електромагнітному полі на властивості отриманих ВП. За допомогою статистичних методів планування експерименту знайдено оптимальний режим обробки сумішей в обертальному електромагнітному полі. Основні закономірності впливу металовмісних вуглецевих волокон на фізико-хімічні процеси в структурі вуглепластиків на основі фенілону, отриманих в ОЕП, були досліджені за допомогою ІЧ-спектрального аналізу: наявність металів у складі та на поверхні волокна впливає на механізм взаємодії полімерного в’яжучого і армуючого наповнювача та сприяє відновленню амідних зв’язків у фенілоні за оксогрупою, окисненню її до карбоксилат-йону, реалізації йонних і ковалентних взаємодій між наповнювачем і в’яжучим при наступному пресуванні. В роботі визначено вплив текстильних особливостей виготовлення металовмісного вуглецевого волокна та нанодобавок металів у складі волокна на властивості отриманих вуглепластиків (при армуванні фенілону С-2 Сu-ВВ в кількості 17 мас.% зменшується стрибок теплоємності майже в 2 рази та ТКЛР у середньому на 30%, а модуль пружності збільшується на 316,4 МПа у порівнянні з вихідним полімером). За результатами проведених теплофізичних, фізико-механічних та трибологічних досліджень визначено, що оптимальний вміст металізованого волокна Урал Т-24-Сu в полімерній матриці складає 17 мас%, що забезпечує покращення комплексу технічних характеристик розроблених вуглепластиків (питома теплоємність при цьому знижується на 15-65 %, тепло¬провідність підвищується на 22-42 %; температурний коефіцієнт лінійного розширення зменшується на 10-37 %; зростають міцнісні характеристики: модуль пружності при стисканні на 37%; мікротвердість на 29-38%; зносостійкість вихідного полімеру в 12-40 разів, антифрикційні властивості при цьому поліпшуються в 2,2-3,4 рази). Доцільність проведених науково-технічних досліджень підтверджена модернізацією рухомих з’єднань машин та механізмів на підприємствах країни за рахунок використання деталей із розроблених вуглепластиків на основі фенілону С-2. Ключові слова: композит, фенілон С-2, металовмісні вуглецеві волокна, вуглепластики, структура, теплофізичні та фізико-механічні властивості, трибологічні характеристики, вузли тертя.