К. т. н. Воскресенский А. В. , К. т. н. Тарасеева, Няхин М. В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

ВЛИЯНИЕ ХЛОРУГЛЕРОДНОЙ ЖИДКОСТИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УДАРУ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ

В современных условиях остро стоит проблема повышения долговечности строительных конструкций, работающих в агрессивных средах. Одним из направлений в решении этой проблемы является защита строительных конструкций полимерными антикоррозионными покрытиями. Хорошо зарекомендовали себя полимеррастворы на основе диановых эпоксидных смол. Однако, полимеррастворы на основе эпоксидных смол обладают существенным недостатком - высокой жесткостью, т. е. в отвержденном состоянии они очень хрупки.

С целью повышения ударной прочности композитов, работающих в парах или растворах плавиковой кислоты, в эпоксидную смолу вводили низкомолекулярный модификатор - хлоруглеродную жидкость. Для обеспечения максимальной плотности материала работы проводили с высоконаполненными составами.

Соотношение смола – наполнитель принимали 1:5. В качестве наполнителя применяли фторид магния – отход стекольного производства.

Для сравнения были изготовлены контрольные образцы с традиционным наполнителем – кварцевым песком.

Перед использованием в полимерной композиции кварцевый песок и фторид магния промывали в проточной воде, а затем прокаливали при 200^оС в течение 30 минут для удаления органических примесей.

Смесь после приготовления укладывали в формы. Твердение проходило в нормальных условиях.

В качестве модификатора применяли хлоруглеродную жидкость – отход крекинга нефти.

Концентрацию модифицирующей добавки варьировали в пределах 0,3 – 25% от массы полимерного связующего.

Образцы испытывали по стандартной методике в возрасте 28 суток.

Испытания показали, что применение в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ) хлоруглеродной низкомолекулярной непредельной жидкости существенно влияет на ударную прочность эпоксидных композитов.

Результаты испытаний представлены в таблице №1.

Таблица 1.

Влияние концентрации модификатора и вида наполнителя на сопротивление ударным воздействиям эпоксидных композиций.

№ п/п	Содержание модификатора,% от массы смолы	Сопротивление удару, Дж/см^3
1	-	52/98
2	0,3	59/99
3	0,5	63/100
4	0,7	69/1102
5	1	103/107
6	3	98/116
7	5	79/120
8	7	73/101
9	10	66/91
10	15	61/87
11	20	59/81
12	25	47/79

Примечание: - в числителе приведены значения сопротивления удару образцов, наполненных кварцевым песком, а в знаменателе фторидом магния.

Как следует из анализа результатов исследований, вид наполнителя оказывает значительное влияние на предельное сопротивление ударным воздействиям. Испытания показали, что зависимость ударной прочности от концентрации модифицирующей добавки носит экстремальный характер. Максимальное значение (экстремум) находится в области малых значений концентрации хлоруглеродной жидкости. Следовательно, можно говорить о феноменологическом характере влияния хлоруглеродной жидкости на полимерную матрицу.

Полимер находится в композите в виде тонких пленок на поверхности частиц наполнителя и между ними. Объем пространства, в котором расположены глобулы полимерной матрицы, уменьшается, а значит, должна уменьшаться и концентрация добавки.

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

Применяемая хлоруглеродная жидкость образует в объеме композита упругие «ядра» (мостики), воспринимающие и гасящие динамические воздействия.

Применение хлоруглеродной жидкости в качестве модификатора полимерной матрицы позволяет получать эпоксидные полимерные композиты с высокими физико-механическими характеристиками.

В зависимости от концентрации хлоруглеродной жидкости можно получать защитные антикоррозионные материалы с заданными свойствами.