Влияние режима обработки микроволокон низкотемпературной плазмой в установке MD-20ST на свойства эластомерных огнетеплозащитных материалов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние мощности воздействия и времени обработки поверхности углеродных микроволокон марки МУМВ-В низкотемпературной плазмой в установке MD-20ST на величину межфазного натяжения и адгезию на границе раздела каучук–волокно. Наименьшие значения межфазного натяжения систем углеродное микроволокно–этиленпропилендиеновый каучук и углеродное микроволокно–бутадиен-нитрильный каучук достигаются при мощности плазменного разряда 300 Вт и продолжительности воздействия 2 мин (межфазное натяжение снизилось в 2 раза по сравнению с исходным образцом, и краевой угол смачивания на 20% меньше исходного образца). Данный режим модификации позволяет максимизировать величину коксового слоя материала при высокотемпературном воздействии и повысить его прочность (время начала отслаивания кокса увеличивается в 1.5 раза). Обработка углеродных микроволокон плазмой улучшает упругопрочностные свойства резин как на основе этиленпропилендиенового, так и бутадиен-нитрильного каучука: увеличивается прочность при растяжении на 30%. Также микроволокна более равномерно распределяются по объему материала, о чем свидетельствует уменьшение эффекта Пейна на 15%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Виктор Фёдорович Каблов

Волгоградский государственный технический университет

Email: dasha.antarius@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2970-6109

д.т.н., проф., Волжский политехнический институт 

Россия, 404121, г. Волжский, ул. Энгельса, д. 42а

Оксана Михайловна Новопольцева

Волгоградский государственный технический университет

Email: dasha.antarius@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0622-7073

д.т.н., доц., Волжский политехнический институт 

Россия, 404121, г. Волжский, ул. Энгельса, д. 42а

Дарья Алексеевна Крюкова

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dasha.antarius@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3789-7002

к.т.н., Волжский политехнический институт 

Россия, 404121, г. Волжский, ул. Энгельса, д. 42а

Владимир Григорьевич Кочетков

Волгоградский государственный технический университет

Email: dasha.antarius@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9829-0135

к.т.н., Волжский политехнический институт 

Россия, 404121, г. Волжский, ул. Энгельса, д. 42а

Анастасия Дмитриевна Мальнева

Волгоградский государственный технический университет

Email: dasha.antarius@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-9260-3210

Волжский политехнический институт 

Россия, 404121, г. Волжский, ул. Энгельса, д. 42а

Список литературы

  1. Каблов В. Ф., Новопольцева О. М., Кейбал Н. А., Кочетков В. Г., Крюкова Д. А., Гордеева Е. В., Егорова С. А. Влияние модифицированного каолинового микроволокна на свойства огнетеплозащитных эластомерных материалов // Каучук и резина. 2018. № 5. С. 302–306. https://www.elibrary.ru/vkowgi
  2. Бейдер Э. Я., Петрова Г. Н., Изотова Т. Ф. Влияние аппретов на свойства термопластичных стеклопластиков // Тр. ВИАМ. 2014. № 9. С. 7. https://www.elibrary.ru/slsqvf
  3. Абзальдинов Х. С., Яруллин А. Ф., Касперович А. В., Прокопчук Н. Р., Казаков Ю. М., Стоянов О. В. Поверхностная модификация резинотехнических изделий физическими методами (обзор) // Вестн. Технол. ун-та. 2022. Т. 25. № 11. С. 5–17. https://doi.org/10.55421/1998-7072_2022_25_11_5
  4. Ким К. К., Спичкин Г. Л., Чистов Е. К., Грошев Г. М., Котенко А. Г., Костроминов А. М. Плазменная установка для повышения гидрофильности бумажных изделий // Электротехника. 2017. № 10. С. 37–41. https://www.elibrary.ru/znaakb [Kim K. K., Spichkin G. L., Groshev G. M., Kotenko A. G., Kostrominov A. M., Chistov E. K. A plasma device for increasing the hydrophilicity of paper products // Russ. Electrical Eng. 2017. V. 88. N 10. P. 657–660. https://doi.org/10.3103/S106837121710008X].
  5. Варрик Н. М. Термостойкие волокна и теплозвукоизоляционные огнезащитные материалы // Тр. ВИАМ. 2014. № 6. С. 1–15. https://www.elibrary.ru/sexwex
  6. Гарифуллин А. Р., Абдуллин И. Ш. Современное состояние проблемы поверхностной обработки углеродных волокон для последующего их применения в полимерных композитах в качестве армирующего элемента // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2014. № 7. С. 80–85. https://www.elibrary.ru/scnlhd
  7. Полдушов М. А., Полянин А. В., Москалев В. А., Потапов Е. Э., Прекол Ш., Инжинова Л. М., Бобров А. П., Белковский В. В., Мирошников Ю. П. Оценка межфазного взаимодействия на границе раздела шунгит/эластомер // Каучук и резина. 2013. № 4. С. 32–34. https://www.elibrary.ru/rcheef
  8. Потапов Е. Э., Мирошников Ю. П., Бобров А. П., Смаль В. А. Использование маточных смесей шунгита в рецептурах протекторных и каркасных шинных резин // Каучук и резина. 2017. Т. 76. № 1. С. 22–27. https://www.elibrary.ru/xyeuoj
  9. Мохнаткин А. М., Зотов А. Л., Дорожкин В. П., Мохнаткина Е. Г. Изучение совместного использования технического углерода и диоксида кремния в протекторе шин. Сообщение 5. Эффект Пейна // Каучук и резина. 2014. № 4. С. 36–39. https://www.elibrary.ru/skemmx
  10. Чиркова Ю. Н., Земский Д. Н. Влияние новых антиоксидантов на технологические свойства резиновых смесей // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2014. Т. 17. № 3. С. 115–116. https://www.elibrary.ru/rxmfwf
  11. Виткалова И. А., Торлова А. С., Пикалов Е. С. Технологии получения и свойства фенолформальдегидных смол и композиций на их основе // Науч. обозрение. Технические науки. 2017. № 2. С. 15–28. https://www.elibrary.ru/zfbczl
  12. Каблов В. Ф., Кочетков В. Г., Кейбал Н. А., Новопольцева О. М., Крюкова Д. А. Модификатор на основе дициандиамида и диметилфосфита для огнетеплостойких эластомерных материалов // ЖПХ. 2022. Т. 95. № 5. C. 596–603. https://doi.org/10.31857/S004446182205005Х [Kablov V. F., Kochetkov V. G., Keibal N. A., Novopoltseva O. M., Kryukova D. A. Modifier based on dicyandiamide and dimethyl phosphite for fire and heat resistant elastomer materials // Russ. J. Appl. Chem. 2022. V. 95. N 5. P. 661–668. https://doi.org/10.1134/S1070427222050056].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние мощности воздействия низкотемпературной плазмы на значения краевого угла смачивания (а), межфазного натяжения (б) в системе углеродное микроволокно, аппретированное фенолоформальдегидной смолой СФ-012А марки МУМВ-В/этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 (1), углеродное микроволокно, аппретированное фенолоформальдегидной смолой СФ-012А марки МУМВ-В/бутадиен-нитрильный каучук БНКС-40 АМН (2).

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние времени обработки микроволокон низкотемпературной плазмой на значения краевого угла смачивания (а), межфазного натяжения (б) в системе углеродное микроволокно, аппретированное фенолоформальдегидной смолой СФ-012А марки МУМВ-В/этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 (1), углеродное микроволокно, аппретированное фенолоформальдегидной смолой СФ-012А марки МУМВ-В/бутадиен-нитрильный каучук БНКС-40 АМН (2).

Скачать (90KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние плазменной обработки поверхности углеродных микроволокон на степень диспергируемости (эффект Пейна ΔGʹ) в объеме эластомерного материала на основе этиленпропилендиенового каучука (а), бутадиен-нитрильного каучука (б). 1 — образец, не содержащий микроволокна (контрольный образец); 2 — образец, содержащий углеродные микроволокна МУМВ-В без предварительной обработки; 3 — образец, содержащий углеродные микроволокна МУМВ-В, обработанные низкотемпературной плазмой (Wp = 300 Вт, t = 2 мин, рабочий газ — фильтрованный воздух).

Скачать (63KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменения в структуре вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука (а–в) и бутадиен-нитрильного каучука (г–е) после высокотемпературного воздействия. а, г — образцы, не содержащие микроволокна (контрольные образцы); б, д — образцы, содержащие углеродные микроволокна МУМВ-В без предварительной обработки; в, е — образцы, содержащие углеродные микроволокна МУМВ-В, обработанные низкотемпературной плазмой (Wp = 300 Вт, t = 2 мин, рабочий газ — фильтрованный воздух). 1 — неизменный слой, 2 — предпиролизный слой, 3 — зона пиролиза, 4 — зона минерализации.

Скачать (134KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Образец на основе этиленпропиленового каучука (а–в) и бутадиен-нитрильного каучука (г–е) после испытаний на стойкость коксового слоя к эрозионному уносу. а, г — образцы, не содержащие микроволокна (контрольные образцы); б, д — образцы, содержащие углеродные микроволокна МУМВ-В без обработки; в, е — образцы, содержащие углеродные микроволокна МУМВ-В, обработанные низкотемпературной плазмой (Wp = 300 Вт, t = 2 мин, рабочий газ — фильтрованный воздух).

Скачать (150KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024