Анотація до роботи:

Микитишин А. Г. Розробка технології та дослідження параметрів формування виробів з епоксинаповнених композитів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 – технологія полімерних та композиційних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2002.

Дисертація присвячена розробці технології формування наповнених полімерних композитних матеріалів (ПКМ) з епоксидною матрицею. На прикладі епоксинаповнених композитів з дисперсними оксидами металів і скляними та базальтовими волокнами показано можливість поліпшення експлуатаційних характеристик внаслідок додаткової ізотермічної та ультразвукової обробки, порівняно з вітчизняними та зарубіжними аналогічними матеріалами. Це поліпшило експлуатаційні властивості ПКМ в порівнянні з вітчизняними і зарубіжними аналогами. За допомогою розробленої установки для визначення динамічних механічних характеристик ПКМ вивчено кінетичні закономірності структурування та на основі результатів досліджень запропоновано режими ізотермічної обробки. Встановлено, що УЗ обробка композиції призводить до прискорення процесу зшивання та поліпшення реологічних властивостей та підвищення фізико-механічних і теплофізичних характеристик ПКМ.

На основі проведених досліджень створено та впроваджено нові багатошарові полімеркомпозиційні покриття для захисту від корозії та підвищення зносостійкості безконтактних ущільнюючих елементів насосів маґістральних газопроводів і рефлекторів параболічних антен.

1. Розроблено технологію та досліджено параметри формування виробів на основі епоксидної смоли ЕД-20, наповненої комбінацією полідисперсних та волокнистих наповнювачів. Вперше запропоновано проводити ізотермічну обробку матеріалів на стадії затвердження з метою інтенсифікації технологічного процесу.

2. Встановлено, що завдяки ізотермічній обробці (після 20 хв. затвердження на повітрі при н. у. витримати при температурі 333 К протягом 35 хв., далі при температурі 293 К – 45 хв., і при температурі 313 К – 30 хв.) поліпшуються фізико-механічні характеристики на 13-15%, а теплофізичні – на 18-21 %, при зниженні внутрішніх напружень на 18-20 %.

3. Виявлено, що структурування матриці, яке відбувається на початкових стадіях затвердження епоксикомпозитів, залежить від природи наповнювачів. Встановлено, що введення наповнювачів з більшою поверхневою енергією зменшує площу екстремуму танґенса кута механічних втрат і прискорює час прояву структуруючих ефектів, що призводить до прискорення формування ПКМ.

4. Встановлено, що УЗ обробка сприяє підвищенню степені зшивання, забезпечує збільшення поверхні контакту наповнювача з полімером, тиксотропію та дегазацію покриття внаслідок збільшення ефективної кількості активних центрів на поверхні дисперсних наповнювачів і реальної поверхні міжфазного контакту. Це дозволило додатково регулювати реологічні властивості та підвищити фізико-механічні і теплофізичні характеристики композитів. Оптимальний режим УЗ-обробки: 4 хв. при амплітуді коливань 15-20 мкм і частоті 22 кГц.

5. Встановлено, що введення оксидів хрому та алюмінію, аеросилу та g-амінопропілаеросилу сприяє зміні реологічних властивостей, та підвищенню фізико-механічних і теплофізичних характеристик ПКМ на 18-25% внаслідок фізичної та хемосорбційної взаємодії, а армування скляним і базальтовим волокнами забезпечує додаткове підвищення вищевказаних характеристик на 28-32 %.

6. Шляхом математичного планування режимів формування епоксидних композицій за експлуатаційними характеристиками виведено залежність ударної в’язкості і теплостійкості від режимів ізотермічної обробки та тривалості УЗ обробки. За результатами математичного планування встановлено такі режими формування епоксидних композицій: тривалість УЗ обробки композиції t = 4±0,2 хв; температура першого нагрівання при ізотермічній обробці Т₁ = 333 К; температура другого нагрівання при ізотермічній обробці Т₂ = 313 К.

7. Запропоновано методику та розроблено прилад для визначення динамічних механічних характеристик ПКМ (дійсної G’ і уявної G” частин динамічного модуля зсуву, а також танґенса кута механічних втрат tg d), на основі яких запропоновано конкретизовані режими формування епоксинаповнених композитів.

8. Розроблено нові багатошарові зносостійкі покриття, які характеризуються регульованим діапазоном реологічних, фізико-механічних і теплофізичних властивостей, а також вповаджено технологією нанесення їх на безконтактні ущільнюючі елементи маґістральних газотранспортних насосів і рефлектори параболічних антен. Загальний економічний ефект від впровадження захисних покриттів на ущільнюючі елементи відцентрових насосів в Гусятинській КС-38Б у 2001 році склав 80 тис. 364 грн., а за перший квартал 2002 року – 27 тис. 405 грн.; економічний ефект завдяки нанесенню ПКП на рефлектори антен у НДВП “Промінь” протягом 2000-2002 років склав 39 тис. 280 грн.

Основний зміст дисертації викладено в таких працях:

1. Микитишин А.Г. Визначення механічних характеристик просторово-зшитих полімерів при використанні математичних моделей в’язкопружних тіл // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2001. – т.6 - №3. С.23 – 28.

2. Микитишин А.Г., Стухляк П.Д., Митник М.М. Моделювання затвердження реактопластів три- і чотириелементними математичними моделями в’язкопружних тіл // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2001. – т.6 - №2. С.40 – 48.

3. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Торсійний маятник для дослідження динамічних характеристик полімерних матеріалів // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – Львів. – 2000. - №3. – С.82 – 83.

4. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Автоматизація експерименту дослідження динамічних характеристик полімерних матеріалів // Оптимизация производственных процессов. – Севастополь: Севастопольский государственный технический университет, – 2000. - №3. – С.82 – 85.

5. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження релаксаційних процесів затвердження оксидонаповнених епоксидних систем // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах – Київ. - 2000. - №7. – С.91– 94.

6. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження фізико-механічних властивостей модифікованих епоксидних композитів наповнених волокнистими наповнювачами // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах – Київ. - 2001. - №9. – С.121– 123.

7. Стухляк П.Д., Микитишин А.Г., Митник М.М., Букетов А.В. Автоматизація дослідження кінетики отвердження епоксиполімерних композитів // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2002. - №3. Т.2. – С.59 – 62.

8. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Микитишин А.Г. Особливості зношування полімеркомпозиційних матеріалів при дії гідроабразиву // Праці 4-го Міжнародного симпозіуму з трибофатіки (ISTF 4). – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. – 2002. – Т.2. – С.542 – 550.

9. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Діелектричні властивості двокомпонентних систем на основі ЕД-20 та оксидів алюмінію, міді і хрому // Матеріали міжнародного семінару “Реологічні моделі та процеси деформування пористих та композиційних матеріалів”. – Луцьк. – 1999. – С.45-46.

10. Стухляк П.Д., Орлов В.О., Микитишин А.Г. Вивчення зональної структури граничних прошарків на межі поділу фаз “наповнювач полімерна матриця” // Тези доповідей IV науково-технічної конференції ТДТУ. – Тернопіль. – 2000. – С.8.

11. Стухляк П.Д., Митник М.М., Микитишин А.Г. Дослідження кінетики затвердження епоксидних композитів при введенні оксидів алюмінію і кремнію // Тезисы докладов международной конференции «Композиционные материалы в промышленности» (Славполиком-2000). – Ялта. – 2000. – С.121 – 122.

12. Микитишин А.Г., Стухляк П.Д., Митник М.М. Використання математичних моделей в’язкопружних тіл для моделювання динаміки затвердження реактопластів. // Тези доповідей V науково-технічної конференції ТДТУ. – Тернопіль. – 2001. – С.111.

13. Букетов А., Стухляк П., Микитишин А., Митник М., Заболоцький О. Теплофізичні та релаксаційні властивості полімеркомпозитних покриттів // Тези доповідей VІ науково-технічної конференції ТДТУ. – Тернопіль. – 2002. – С.88.

14. Висновок про видачу деклараційного патенту на винахід №2002021314. Композиція з тепло- і вологостійкістю // П. Стухляк, А. Микитишин, А.Букетов, М. Митник. Опубл. 01.09.2002.

15. Висновок про видачу деклараційного патенту на винахід №2002042596. Полімеркомпозиційне покриття // А.Букетов, П.Стухляк, Є. Кальба А.Микитишин, М.Митник. Опубл. 17.09.2002.