К.т.н., Тарасеева Н. И. , к.т.н., Воскресенский А. В., Толченов А.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, г. Пенза

ПОВЫШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ

В настоящее время серьезное внимание уделяется применению долговечных антикоррозионных покрытий строительных конструкций работающих в агрессивных средах.

При всех достоинствах традиционных строительных материалов применяемых в строительстве – бетона, железобетона они имеют ряд недостатков.

Одним из наиболее значительных недостатков является их хрупкость.

Защита строительных конструкций от действия агрессивных сред (жидких, газообразных) является актуальной задачей.

Наиболее перспективным путем решения данной задачи является защита строительных конструкций полимерными композиционными материалами. Применение таких материалов обуславливается комплексом их свойств: высокой прочностью, технологичностью, износостойкостью, высокой химической стойкостью ко многим агрессивным средам. Широким спектром данных свойств обладают полимеррастворы на основе эпоксидных смол.

Однако, вязкость эпоксидного связующего, хрупкость композитов в ряде случаев сдерживают возможность более широкого применения эпоксидных композитов в строительной индустрии.

С целью повышения динамического модуля упругости, снижения вязкости смолы, эластификации полимерной матрицы в эпоксидную композицию вводили низкомолекулярный модификатор – непредельную хлоруглеродную жидкость.

В работе использовались полимерные композиции на основе эпоксидной диановой смолы ЭД-20, отверждаемые полиэтиленполиамином.

Для обеспечения максимальной плотности материала работы проводили с высоконаполненными составами. Соотношение смола – наполнитель принято 1:5.

Наполнителем служил фторид магния – отход производства завода «Красный гигант». Для сравнения были изготовлены контрольные образцы с традиционным наполнителем – кварцевым песком. Перед введением в полимерную композицию кварцевый песок и фторид магния промывали в проточной воде, а затем прокаливали при 200˚C в течение 30 минут для удаления органических примесей.

Смесь после приготовления укладывали в формы (отвердитель вводили в количестве 15% от массы смолы). Твердение происходило в нормальных условиях на воздухе.

Образцы испытывали в возрасте 28 суток по стандартной методике. Испытания показали, что введение хлоруглеродной жидкости в полимерную композицию существенно влияет на динамический модуль упругости эпоксидного композита. Концентрацию добавки варьировали в пределах 0,3-25% от массы смолы.

Следовательно, можно говорить о феноменологическом влиянии хлоруглеродной жидкости на полимерную матрицу. Полимер в композите находится в виде тонких пленок на поверхности частиц наполнителя и между ними. Объем пространства, в котором расположены глобулы полимера, уменьшается, а значит, должна уменьшаться и концентрация добавки, вводимой в смолу.

Хлоруглеродная жидкость улучшает смачивание частиц наполнителя смолой. Образуя регулярное перераспределение зарядов на границе наполнитель – полимер, добавка значительно снижает величину внутренних напряжений в материале, повышает адгезию Эпоксидной смолы к частицам наполнителя.

Хлоруглеродная жидкость улучшает смачивание частиц наполнителя смолой. Образуя регулярное перераспределение зарядов на границе наполнитель – полимер, добавка значительно снижает величину внутренних напряжений в материале, повышает адгезию эпоксидной смолы к частицам наполнителя.

Хлоруглеродная жидкость образует в композите упругие «ядра» (мостики), воспринимающие и гасящие динамические воздействия.

Результаты исследования влияния хлоруглеродной жидкости на динамический модуль упругости приведены в тибл.1.

Таблица 1.

Вид добавки	Концентрация	Е дин. Х10^3, Мпа
-	-	35,1
ХП-418	1,0	46,0
	3,0	54,2
	5,0	59,1
ХП-470	1,0	43,2
	3,0	49,7
	5,0	20,5

Введение хлоруглеродной жидкости в качестве модификатора в полимерную матрицу позволяет получать эпоксидные композиты с повышеннымдинамическим модулем упругости. В зависимости от концентрации хлоруглеродной жидкости можно получать защитные антикоррозионные покрытия с заданными значениями жесткости полимерной матрицы.