2 / 10
It is shown that a higher conversion level can be reached in modified compositions
under condition of the reaction deceleration and acting steric hindrances as compared
to initial ones. Application of binding additives modified by carbon nanotubes to
produce polymeric composites allows in some cases to increase glass transition
point and elasticity modulus at bending the modified hybrid composites.
Keywords
:
carbon nanotubes, epoxy resin, nanocomposite, glass transition
temperature, elasticity modulus at bending.
Основной особенностью армированных пластиков является ярко
выраженная анизотропия их механических свойств, определяемая ори-
ентацией волокон в матрице в одном или нескольких направлениях.
Физико-механические свойства полимерных композиционных матери-
алов (ПКМ) существенно различаются в плоскости укладки наполни-
теля и перпендикулярно ей. Именно поэтому работы, направленные на
разработку технологий получения дополнительного пространственно-
го (3-D) армирования матрицы, являются одними из актуальных задач
современного материаловедения.
Один из возможных вариантов решения данной задачи состоит в
разработке гибридных ПКМ, где наряду с армирующим наполните-
лем угле- или стекловолокном, используются наночастицы [1]. В на-
стоящее время проведено достаточно большое число экспериментов,
посвященных исследованию влияния модифицирования связующего
углеродными наночастицами на свойства ПКМ [2].
Авторы работ [3–5] отмечали, что использование связующих, мо-
дифицированных функциализованными углеродными нанотрубками,
приводит к возрастанию на 20. . . 46% предела прочности при меж-
слоевом сдвиге ПКМ, на 40. . . 80% коэффициента трещиностойкости.
При этом характеристики ПКМ, которые определяются свойствами
армирующего наполнителя (модуль Юнга и предел прочности при ра-
стяжении), практически не изменились.
Увеличение модуля Юнга на 20. . . 35% и предела прочности при
растяжении ПКМ на 5. . . 11% было продемонстрировано в работах
[6, 7], авторы которых использовали связующие, модифицированные
углеродными нанотрубками (УНТ), функционализованными амино-
группами.
Если увеличение прочности при межслоевом сдвиге и коэффициен-
та трещиностойкости ПКМ (т.е. характеристик, которые определяют-
ся свойствами полимерной матрицы) можно объяснить повышением
физико-механических характеристик связующего [8, 9], то увеличе-
ние модуля упругости и прочности ПКМ этими причинами объяснить
нельзя, так как максимальное увеличение модуля упругости модифи-
цированных связующих составляет всего 17. . . 25% [8, 10].
Возможной причиной наблюдаемых эффектов является каталити-
ческое влияние УНТ на протекание реакции отверждения в эпоксид-
ных композициях [11]. Оно проявляется в том, что в условиях тормо-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 2 119