Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11049
Title: Влияние полимерной основы на свойства резиноволокнистых композитов
Other Titles: Вплив полімерної основи на властивості гумоволокнистих композитів
Influence of the Polymeric Basis on the Properties of Rubber-Fiber Composites
Authors: Маркова, Ирина Викторовна
Keywords: резиноволокнистые композиты
полимерная матрица
бутадиен-нитрильный каучук
жесткостные свойства
сопротивление тепловому старению
гумоволокнисті композити
полімерна матриця
бутадієн-нітрильний каучук
жорсткісні властивості
опір тепловому старінню
rubber-fibre composites
polymer matrix
nitrile-butadiene rubber
stiffness properties
heat aging resistance
КХІЕ
Issue Date: 2018
Publisher: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Citation: Маркова, И. В. Влияние полимерной основы на свойства резиноволокнистых композитов / И. В. Маркова // Наука та прогрес транспорту. – 2018. – № 6 (78). – С. 118–125. – doi: 10.15802/stp2018/154441.
Abstract: RU: Цель. В данной работе предполагается исследовать влияние каучуков общего и специального назначения в качестве полимерной матрицы на жесткостные, прочностные свойства резиноволокнистых композитов и их сопротивление тепловому старению. Методика. Резиноволокнистые композиты изготавливали на основе каучуков общего (изопреновый, бутадиен-стирольный, дивиниловый) и специального (бутадиен-нитрильный) назначения. В качестве армирующих волокон использовали полиамидное, хлопковое и стекло - волокна. Для обеспечения высокой прочности связи армирующих волокон с матрицей в резины вводили химический модификатор м–фенилен–бис–малеинимид. Резиновые смеси изготавливали в резиносмесителе. Волокно в резиновую матрицу вводили на вальцах при зазоре между валками 1,0–1,5 мм. В конце смешения полученную смесь 3 раза пропускали через зазор вальцев 0,3–0,5 мм, не меняя направления вальцевания. Вулканизацию образцов проводили в гидравлическом прессе с паровым обогревом при температуре 143° С и оптимальном времени вулканизации. Для определения модуля жесткости резиноволокнистых композитов при малых деформациях (5, 20 %) растяжения снимали нагрузочную кривую (зависимость нагрузки от деформации) для образца в виде двухсторонней лопатки. По полученной кривой определяли напряжение в образце, соответствующее деформации. Тепловое старение вулканизатов осуществляли в воздушном тер-мостате при 120° С в течение 96 часов. Результаты. Показано, что армирование короткими волокнами резин на основе каучуков не только общего, но и специального назначения позволяет значительно повысить их жесткостные свойства и сопротивление тепловому старению при сохранении необходимого уровня прочностных характеристик. Максимальные жесткостные характеристики резиноволокнистых композитов достигаются при применении комбинации армирующих волокон. Научная новизна. Впервые была показана возможность создания резиноволокнистых композитов на основе бутадиен-нитрильной эластомерной мат-рицы с высокими показателями жесткостных, прочностных свойств, а также сопротивления тепловому старению. Практическая значимость. Полученные результаты открывают перспективы разработки материалов для шевронных уплотнителей и других конструкционных элементов, где необходимы высокие показатели не только жесткости и теплостойкости, но и маслостойкости.
UK: Мета. У цій роботі передбачено дослідити вплив каучуків загального та спеціального призначення як полімерної матриці на жорсткісні властивості, міцність гумоволокнистих композитів та їх опір тепловому старінню. Методика. Гумоволокнисті композити виготовляли на основі каучуків загального (ізопреновий, бутадієн-стирольний, дивініловий) і спеціального (бутадієн-нітрильний) призначення. Як армувальні волок-на використовували поліамідне, бавовняне та скло - волокна. Для забезпечення високої міцності зв’язку ар-мувальних волокон із матрицею в гуми вводили хімічний модифікатор м–фенілен–біс–малеінімід. Гумові суміші виготовляли в гумозмішувачі. Волокно в гумову матрицю вводили на вальцях за зазору між валками 1,0–1,5 мм. Наприкінці змішування отриману суміш 3 рази пропускали крізь зазор вальців 0,3–0,5 мм, не змінюючи напрямку вальцювання. Вулканізацію зразків проводили в гідравлічному пресі з паровим обігрівом за температури 143° С та оптимального часу вулканізації. Для визначення модуля жорсткості гумоволо-книстих композитів за малих деформацій (5, 20 %) розтягування знімали навантажувальну криву (залеж-ність навантаження від деформації) для зразка у вигляді двосторонньої лопатки. За отриманою кривою ви-значали напругу у зразку, що відповідає деформації. Теплове старіння вулканізатів здійснювали в повітря-ному термостаті за 120° С протягом 96 годин. Результати. Показано, що армування короткими волокнами гум на основі каучуків не тільки загального, але й спеціального призначення дозволяє значно підвищити їх жорсткісні властивості й опір тепловому старінню зі збереженням необхідного рівня міцності. Максимальні жорсткісні характеристики гумоволокнистих композитів досягаються в разі застосування комбінації арму-вальних волокон. Наукова новизна. Уперше була показана можливість створення гумоволокнистих компо-зитів на основі бутадієн-нітрильної еластомерної матриці з високими показниками жорсткості, міцності, а також опору тепловому старінню. Практична значимість. Отримані результати відкривають перспективи розробки матеріалів для шевронних ущільнювачів та інших конструкційних елементів, де необхідні високі показники не тільки жорсткості й теплостійкості, але й маслостійкості. Ключові слова: гумоволокнисті композити; полімерна матриця; бутадієн-нітрильний каучук; жорсткісні властивості; опір тепловому старінню
EN: Purpose. This study investigates the influence of common and special rubbers as a polymer matrix on the stiff-ness, strength properties of rubber-fiber composites and their resistance to heat aging. Methodology. Rubber-fibre composites were made on the basis of general (isoprene, styrene-butadiene, divinyl) and special (nitrile-butadiene) rubbers. Polyamide, cotton and fiberglass were used as reinforcing fibers. To ensure high bond strength of the rein-forcing fibers with the matrix, the chemical modifier m-phenylene-bis-maleimide was introduced into the rubber. Rubber mixtures were made in a rubber mixer. The fibre in the rubber matrix was introduced on the rollers with a gap between the rolls of 1.0 ÷ 1.5 mm. At the end of mixing, the mixture was passed three times through the gap of rollers 0.3 ÷ 0.5 mm without changing the direction of rolling. Vulcanization of the samples was carried out in a hydraulic press with steam heating at a temperature 143 °C and the optimum time of vulcanization. To determine the stiffness modulus of rubber-fiber composites with small deformations (5%, 20%) of tension, the load curve was received (strain deformation dependency) for the sample in the form of a double-sided blade. According to the ob-tained curve, the tension in the sample corresponding to the strain was determined. Thermal aging of the vulcaniza-tes was carried out in an air thermostat at 120 °C for 96 hours. Findings. The article shows that the reinforcement of vulcanized rubbers based not only on common rubbers, but also on the rubbers of special purposes by short fibres allows significantly increasing their stiffness properties and resistance to heat aging at maintaining the required level of strength characteristics. The maximum stiffness characteristics of rubber-fiber composites were achieved by using a combination of reinforcing fibres. Originality. For the first time, the possibility of creating rubber-fibre compo-sites based on a nitrile-butadiene elastomer matrix with high rates of stiffness, strength properties, as well as re-sistance to heat aging was shown. Practical value. The obtained results open the prospects for the development of materials for chevron seals and other constructive elements where high rates of not only stiffness and heat re-sistance, but also oil resistance were necessary.
Description: И. Маркова: ORCID 0000-0001-7867-5380
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11049
http://stp.diit.edu.ua/article/view/154441/154583
http://stp.diit.edu.ua/article/view/154441
Other Identifiers: DOI: 10.15802/stp2018/154441
Appears in Collections:Статті КХІЕ
№ 6 (78)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Markova.pdf912,9 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.