ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ  И ДИСПЕРСНО-ВОЛОКНИСТОГО НАПОЛНИТЕЛЯ

E.V. Gusev; N.A. Naboyshchikova; T.A. Ageeva

doi:10.6060/rcj.2022662.4

E.V. Gusev Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина
N.A. Naboyshchikova Ивановский государственный химико-технологический университет
T.A. Ageeva Ивановский государственный химико-технологический университет

DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2022662.4

Ключевые слова: смола, наполнитель, композит, состав, смешение, формование, температура, давление, сжатие, растяжение, изгиб, ударная вязкость, маслопоглощение, водопоглощение, трение, износ

Аннотация

Предложены рациональные составы полимерного композиционного материала и оценены технологические предпосылки получения технических изделий химического машиностроения на основе жидких резольных фенолоформальдегидных смол и дисперсного волокнистого наполнителя, полученного механической переработкой отходов фибрового производства целлюлозно-бумажной промышленности. Определены и апробированы способы и режимы технологических стадий: подготовки сырьевых материалов и их смеси, получения полимерно-дисперсно-наполненного пресс-материала и горячего формования (прессования) изделий. Приведены рекомендации по аппаратурно-технологическому оформлению технологических стадий получения полимерного композиционного материала с качественными характеристиками и улучшению свойств композита. Установлены закономерности физико-механических свойств (при сжатии, растяжении, изгибе, ударной вязкости, степени влаго- и маслопоглощения) композитов от содержания дисперсного волокнистого наполнителя при рекомендуемых технологических параметрах термопрессования (температура 170 °С, удельное давление 20 МПа, время выдержки 1 мин на 1 мм толщины изделия). Наглядно показано, что пределом увеличения содержания дисперсного волокнистого наполнителя в исследуемых фенопластовых образцах является их наполняемость до 40-60%, свыше которых снижаются механические показатели и резкое превышение допустимых норм по влаго- и маслопоглощению для фенопластов технического назначения. Полученные результаты исследования позволяют рекомендовать приведенные составы на основе жидких резольных фенолоформальдегидных смол и модифицированных волокнистых отходов целлюлозно-бумажной промышленности и аппаратурно-технологическое оформление для производства фенопластовых изделий химического машиностроения.

Установлена возможность однородного окрашивания композитов в различные цвета (кроме белого) и получения гладкой блестящей фактуры их поверхности.

Для цитирования:

Гусев Е.В., Набойщикова Н.А., Агеева Т.А. Закономерности изменения физико-механических свойств композитов на основе жидких фенолоформальдегидных смол и дисперсно-волокнистого наполнителя. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2022. Т. LXVI. № 2. С. 22-27. DOI: 10.6060/rcj.2022662.4.

Литература

Kolosova A.S., Sokolskaya M.K., Vitkalova I.A., A.S. Torlova, Pikalov E.S. Modern polymer composite materials and their application. International Journal of Applied and Basic Research. 2018. N 5–1. P. 245–256. (in Russian).

Ershova O.V., Ivanovsky S.K., Chuprova L.V., Bakhaeva A.N. Modern composite materials based on a polymer matrix. International Journal of Applied and Basic Research. 2015. N 4–1. P. 14–18. (in Russian).

Alieva A.P. Composite materials based on phenolformaldehyde resins. Industrial production and use of elas-tomers. 2021. N 1. Р. 34–43. DOI: 10.24412/2071-8268-2021-1-34-43. (in Russian).

Zastrogina O.B., Sinyakov S.D., Serkova E.A. Materials based on phenolformaldehyde oligomers of resol and novolak types. WORKS OF VIAM. 2021. N 11(105). Р. 55–65. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-11-55-65. (in Russian).

Khudyakov V.A., Proshin A.P., Kislitsyna S.N. Modern composite materials: Textbook. M.: Publishing house ABC. 2006. 144 p. (in Russian).

Torlova A.S., Vitkalova I.A., Pikalov E.S. Production technologies, properties and fields of application of compositions based on phenol-formaldehyde resins. Scientific Review. Technical science. 2017. N 2. P. 96–114. (in Russian).

Vitkalova I.A., Torlova A.S., Pikalov E.S. Production tech-nologies and properties of phenolformaldehyde resins and compositions based on them. Scientific Review. Technical science. 2017. N 2. P. 15–28. (in Russian).

Gusev E.V., Naboyshchikova N.A., Ageeva T.A. Technological background for obtaining a composite material based on hard synthetic resins and fiber filler. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 6. P. 58–63. (in Russian).

Kadykova Yu.A. Polymeric composite material for structural purposes, reinforced with basalt fiber. Journal of Applied Chemistry. 2012. V.85. N 9. P. 1523–1527. (in Russian).

Mikhailin Yu.A. Fibrous polymer composite materials in technology. SPb: Publishing house "Scientific bases and technologies". 2013. 752 p. (in Russian).

Okhlikova A.A., Vasiliev S.V., Gogoleva O.V. Development of polymer composites based on polytetrafluoroethylene and basalt fiber. Electronic scientific journal. Oil and gas business. 2011. N 6. P. 404–410. (in Russian).

Ivanov Yu.N., Minaev N.V., Bayandin V.V., Shaglaeva N.S. Synthesis and properties of polymer composite materials based on epoxy resin. Izv. universities. Chem. Chem. technology. 2021. V. 64. N 7. Р .89–95. (in Russian).

Kerber M.L. Polymer composite materials: structure, properties, technologies. Ed. Academician of Berlin A.A. SPb.: Publishing house "TsOP Professiya". 2014. 592 p. (in Russian).

Selyaev V.P., Ivashchenko Yu.G., Nizina T.A. Polymer concretes. Saransk: Publishing House of Mordov. university 2016. 284 p (in Russian).

Zakharov P.S., Chirkov D.D., Shkuro A.E., Kulazhenko Yu.M. Study of the properties of a polymer composite material based on platified cellulose acetate and cane flour. Bulletin of the Technological University. 2021. V. 24. N 12. P. 88–92. ID: 47380474. (in Russian).

Akaeva M.M. Investigation of the physical and mechanical properties of polymer composite materials. Bulletin of the Chechen State University. 2017. V. 1. N 5. P. 18–20. (in Russian).

Buketkin B.V., Gorbatovsky A.A., Kisenko I.D. Experimental mechanics. M.: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman. 2004. 136 p.

Korokhin R.A., Solidolov V.I., Gorbatkina Yu.A., Otegov A.V. Physical and mechanical properties of dispersed-filled epoxides. Plastics. 2013. N 4. P. 37–41. (in Russian).

Sabadakha E.N., Prokonchuk N.R., Shutova A.L., Groba A.I. Thermostable composite materials. Proceedings of the Belarusian State Technological University. 2017. N 2. Series 2. P. 108–115. (in Belarus).

Kryzhanovsky V.K. Plastic parts for technical devices. SPb: Publishing house "Scientific bases and technologies". 2013. 456 p. (in Russian).

Kryzhanovsky V.K. Technical properties of plastics. SPb.: TsOP: "Profession". 2014. 240 p. (in Russian).

Gerasimova V.M., Zubova N.G., Zakharevich A.M., Usti-nova T.P. Investigation of the structure and properties of composite materials based on modified viscose industrial yarns. Technological University Bulletin. 2017. V. 20. N 2. P. 70–71. (in Russian).