Введение
1 Пути повышения прочности полимерных композиционных материалов 11
1.1 Основы технологии получения композитов 11
1.2 Методы модификации полимерных связующих 15
1.3 Углеродные модификаторы 17
1.3.1 Ультрадисперсные частицы детонационного синтеза 20
1.3.1.1 Синтез детонационных частиц 21
1.3.1.2 Элементный состав и примеси 22
1.3.1.3 Фракционный состав и седиментационная устойчивость 23
1.3.1.4 Влияние детонационных частиц на свойства полимерных материалов 24
1.3.2 Углеродные нанотрубки 25
1.3.2.1 Основы модификации нанотрубками полимерных композитов 26
1.3.2.2 Методы введения углеродных нанотрубок в полимеры 30
1.3.2.3 Композиционные материалы на основе углеродных нанотрубок 33
1.4 Выводы 38
2 Материалы и методы исследования 40
2.1 Объекты исследования 40
2.1.1 Ультрадисперсные наполнители 40
2.1.2 Армирующие углеродные наполнители 41
2.1.3 Связующее горячего отверждения на основе ЭД-22 42
2.1.4 Композиция холодного отверждения на основе D.E.R.330 43
2.2 Методы исследования 44
2.2.1 Испытание связующего 44
2.2.1.1 Методика получения образцов (ГОСТ 22349-77) 44
2.2.1.2 Испытание на статический изгиб (ГОСТ 4648-2014) 45
2.2.1.3 Определение ударной вязкости по Шарпи (ГОСТ 4647-80) 46
2.2.1.4 Испытание на сжатие (ГОСТ 4651-2014) 47
2.2.1.5 Исследование седиментационной устойчивости 48
2.2.1.6 Определение кажущейся вязкости по Брукфильду (ГОСТ 25271-93) 48
2.2.1.7 Определение плотности и пористости 49
2.2.1.8 Измерение удельной электропроводности 50
2.2.1.9 Измерение степени (полноты) отверждения 51
2.2.1.10 Исследование кинетики отверждения 51
2.2.1.11 Исследование экзотермического эффекта при отверждении 54
2.2.2 Испытания эпоксиуглепластиков 55
2.2.2.1 Испытания микропластиков на растяжение (ГОСТ Р ИСО 10618-2012) 55
2.2.2.2 Метод формование пластин для получения образцов (ГОСТ 28006-88) 55
2.2.2.3 Изготовление образцов методом механической обработки (ГОСТ 26277-84)
2.3 Метод статистической обработки экспериментальных данных (ГОСТ 14359-69) 57
2.4 Выводы 59
3 Разработка способа получения модифицированных эпоксидных композиций 62
3.1 Технологические операции приготовления модифицированного связующего ЭДИ 63
3.1.1 Подготовка ультрадисперсного наполнителя 63
3.1.1.1 Подсушивание 63
3.1.1.2 Механическое диспергирование
3.1.2 Выбор среды для введения наполнителя 68
3.1.3 Решение проблемы точного дозирования наполнителя 69
3.1.4 Ультразвуковая обработка 70
3.1.5 Смешивание компонентов 74
3.1.6 Схема технологического процесса получения модифицированного связующего 76
3.2 Технология получения модифицированной композиции на основе D.E.R.330 и отвердителя D.E.H.24 79
3.2.1 Определение отношения компонентов 79
3.2.2 Технология получения эпоксидных композиций с использованием концентратов (мастербатчей) 84
3.2.3 Смешивание 85
3.2.4 Дегазация 89
3.2.5 Влияние нанотрубок на процесс полимеризации 94
3.2.6 Схема технологического процесса получения модифицированной композиции 96
3.3 Выводы 98
4 Экспериментальное исследование физико-механических характеристик модифицированных эпоксидных композиций и углепластиков на их основе 101
4.1 Влияние степени наполнения на плотность и электрофизические показатели 101
4.2 Оценка влияния технологии получения на свойства образцов 104
4.3 Влияние степени наполнения на ударную вязкость и прочность при изгибе 109
4.4 Влияние степени наполнения на показатели при сжатии 112
4.6 Выводы 118
Основные выводы 121
Библиографический список использованной литературы 123
