CC BY
332
УДК 678.6
Е. Н. Сабадаха, Н. Р. Прокопчук, А. Л. Шутова, А. И. Глоба
Белорусский государственный технологический университет
ТЕРМОСТАБИЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Приведен обзор в области термо-, тепло-, огнестойких композиционных материалов на основе полимерной матрицы. Показано, что термостабильность композитов на основе полимерной матрицы определяется природой матрицы, наполнителя, объемным содержанием компонентов, технологическими параметрами их получения и отверждения. Представлены свойства полимерных композиционных материалов в зависимости от природы полимерной матрицы, отвердителей, типа наполнителей, технологических параметров их получения и отверждения. Получение термостойких композиционных материалов на основе полимерной матрицы - задача, которая решается комплексом приемов: выбором термоустойчивых полимерных материалов либо олигомеров, отвердителей, пластификаторов, армирующих элементов; введением в состав полимерного материала минеральных дисперсных наполнителей; нахождением количества компонентов для достижения максимальных термостабильных свойств с сохранением при этом прочностных свойств; определением технологических режимов получения наполненных полимерных составов, пропитки волокнистых материалов и формования изделий.
Ключевые слова: термостабильность, термостойкость, огнестойкость, композиционный материал, полимерная матрица, реактопласт, волокнистый наполнитель, дисперсный наполнитель.
E. N. Sabadakha, N. R. Prokopchuk, A. L. Shutova, A. I. Globa
Belarusian State Technological University
THERMOSTABLE COMPOSITE MATERIALS
A review is given in the field of thermo-, heat-, fire-resistant composite materials based on a polymer matrix. It is shown that the thermal stability of composites based on a polymer matrix reliant on the nature of the matrix, the filler, the content volume of the components, the technological parameters of their producing and curing. It is shown that properties of polymer composite materials depending on the nature of the polymer matrix, hardeners, fillers, technological parameters for their preparation and curing. Production of heat-resistant composite materials on the basis of a polymer matrix is a task that is solved by a set of methods: by choosing heat-resistant polymer materials or oligomers, hardeners, plasticizers, reinforcing elements; introduction of mineral dispersible fillers into the composition of the polymer material; finding the number of components to achieve maximum thermostable properties, while retaining strength properties; determination of technological regimes for obtaining filled polymer compositions, impregnation of fibrous materials and molding of articles.
Key words: thermal stability, heat resistance, fire resistance, composite material, polymer matrix, thermosetting material, fiber, particulate filler.
Введение. Современная промышленность немыслима без полимерных композиционных материалов. При разработке различных видов техники требуются новые материалы, которые должны выдерживать повышенные нагрузки. Работа при экстремальных условиях с повышенными значениями температур обусловливает использование высокопрочных и термостойких композиционных материалов. Композиты, в которых матрицей служит полимерный материал, являются одними из самых многочисленных и разнообразных видов материалов. Их применение в различных областях дает значительный экономический эффект. Например, их использование в производстве космической и авиационной техники позволяет сэкономить от 5 до 30% веса летательного аппарата [1].
Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого
количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик [2].
Термические характеристики армированных полимерных материалов в значительной степени зависят от свойств наполнителя (волокна). Однако свойства полимерного связующего (полимерной матрицы) оказывают решающее влияние на эксплуатационные свойства композита. Именно матрица связывает волокна друг с другом, создавая монолитный конструкционный материал. Непрерывная полимерная матрица должна как фиксировать волокна в нужном
направлении, так и перераспределять усилия между волокнами, предотвращать развитие трещин, защищать волокна от внешних воздействий. Температурное поведение, ударная прочность, водо- и атмосферостойкость, химическая стойкость, механические свойства композиционных материалов при сжатии, сдвиге в плоскости сечения образца, межслоевой и ударной прочности композита в конечном счете определяются свойствами полимерной матрицы и границей раздела фаз матрица - волокно. Кроме того, при грамотном подборе связующих к материалам специального назначения необходимо учитывать и их технологические свойства в процессе формования изделия (например, время и температура отверждения, вязкость и давление переработки, смачиваемость армирующего материала, усадка и т. д.). Таким образом, получение на конечном этапе изделий из композиционных материалов на основе полимерной матрицы с заданными техническими характеристиками из волокон с известной термостойкостью и механической прочностью требует тщательного анализа каждого этапа получения изделия [3, 4].
Основная часть. Основными типами композиционных материалов на основе полимерной матрицы являются [5]:
1) на основе реакто- и термопластов с дисперсными наполнителями (порошковые минеральные и органические; коротковолокнистые, в виде микросфер, в том числе полых, чешуйчатые; наноразмерные в виде фуллеренов, на-нотрубок, наноглин) - полимерные композиционные материалы [6, 7];
2) на основе реакто- и термопластов и волокнистых (ленточных) наполнителей - волокнистые полимерные композиционные материалы.
Инновационным направлением в создании термостабильных композиционных материалов является одновременное использование как волокнистых, так и дисперсных наполнителей для повышения упругопрочностных свойств, деформационной теплостойкости, придания специальных свойств (огнестойкость, электропроводность, проницаемость и др.) [8-10].
Наполнители. К дисперсным наполнителям относятся природные и искусственные неорганические (силикаты, оксиды, гидроксиды, карбонаты, сульфаты, минеральные стекла и др.) и органические (древесная мука, молотая кора деревьев, кожура орехов и др.) частицы со сферической, пластинчатой, чешуйчатой формой. Основными характеристиками порошковых наполнителей являются форма и размер частиц, распределение по размерам (гранулометрический состав), насыпная и истинная плотность, свободная поверхностная энергия частиц. Эти показатели в решающей степени определяют
взаимодействие порошковых наполнителей с полимерными матрицами и свойства наполненных полимерных композиций [1, 2].
Одним из новых направлений в полимерном материаловедении является разработка полимерных материалов с дисперсными нанораз-мерными наполнителями (в перспективе с непрерывными волокнами, например, с углеродными нановолокнами).
В полимерных композиционных материалах используют наполнители и некоторые компоненты, улучшающие технологические и эксплуатационные свойства, углеродной (нанопо-рошки антипиренов, наносажи), полимерной, керамической (наноглины), металлической природы с размерами частиц менее 100 нм. Частицы таких размеров при равномерном их распределении в объеме модифицируемого материала придают гетерофазным материалам, одна из фаз которых имеет наноразмеры, новые свойства и устойчивость в температурно-сило-вых полях. Размерные эффекты влияют на механические, ферромагнитные, сегнетоэлектри-ческие, термостабильные свойства материалов.
При введении дисперсных наполнителей в полимер при переходе от микроразмерных к на-норазмерным частицам, при одинаковом объемном содержании, число последних возрастает в 109 раз. В результате большая часть полимерной фазы в такой гетерофазной системе оказывается в сфере влияния поверхности наполнителя. Наночастицы могут образовывать нанофазы «скелетной структуры», а наполненные полимеры приобретают новые свойства. Благодаря специфическим особенностям наноразмерных наполнителей эффективность их использования достигается уже при введении в полимерные матрицы 2-5 об. % наночастиц [11].
Основой волокнистых наполнителей являются элементарные волокна из веществ различного состава (стеклянные, кремнеземные, кварцевые, базальтовые, карбид-кремниевые, асбестовые, поликристаллические, углеродные, графитизиро-ванные, полимерные и др.), которые используются для изготовления различных текстильных и нетканых форм (однонаправленные комплексные нити, крученые, филаментные и некрученые ровинги, жгуты, ленты, листовые ткани, холсты, сетки, маты, объемные ткани, войлоки). Стеклянные и углеродные волокнистые наполнители находят наибольшее применение в термостойких композиционных материалах.
Полимерные композиционные материалы, армированные стеклянными волокнами, - стеклопластики. В качестве матрицы чаще всего используют как термореактивные синтетические смолы, так и термопластичные полимеры. Эти материалы обладают достаточно высокой
прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами, кроме того, они прозрачны для радиоволн [3, 4, 12].
В углепластиках наполнителем служат углеродные волокна, которые получают из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, сополимеров акрилонитрила, нефтяных и каменноугольных пеков и т. д. Термическая обработка волокна осуществляется, как правило, в три этапа (окисление - 220°С, карбонизация -1000-1500°С и графитизация - 1800-3000°С) и приводит к образованию волокон, характеризующихся высоким содержанием (до 99,5% по массе) углерода. В зависимости от режима обработки и исходного сырья полученное угле-волокно имеет различную структуру. Для изготовления углепластиков используются те же матрицы, что и для стеклопластиков - чаще всего -термореактивные и термопластичные полимеры. Основными преимуществами углепластиков по сравнению со стеклопластиками являются их низкая плотность и более высокий модуль упругости. Углепластики - очень легкие и в то же время прочные материалы. По сравнению с другими композиционными материалами углепластики обладают меньшей удельной ударной вязкостью, трещиностойкостью и остаточной прочностью при наличии дефектов, т. е. большей чувствительностью к концентрации напряжений. Значительное влияние на чувствительность углепластиков к концентрации напряжений оказывает структура армирования и направление приложения нагрузки по отношению к ориентации волокон [8-10].
Углеродные волокна и углепластики имеют практически нулевой коэффициент линейного расширения. В настоящее время углепластики становятся основным конструкционным материалом для авиационной техники. Зарубежные фирмы, такие как Airbus и Boeing, работают над задачей повышения объема применения углепластиков до 60% от массы конструкций. Активно разрабатываются различные инновационные технологии упрочнения композитов, усиленных углеродными волокнами [13]. Углепластики используются в ракетостроении, машиностроении, производстве космической техники, медтехники, протезов, при изготовлении легких велосипедов и другого спортивного инвентаря.
В настоящий момент создают композиционные углеграфитовые материалы - наиболее термостойкие композиционные материалы (уг-леуглепластики), способные долго выдерживать в инертных или восстановительных средах температуры до 3000°С. Существует несколько способов производства подобных материалов. По одному из них углеродные волокна пропитывают фенолформальдегидной смолой, под-
вергая затем действию высоких температур (2000°С), при этом происходит пиролиз органических веществ и образуется углерод. Чтобы материал был менее пористым и более плотным, операцию повторяют несколько раз. Из углеуг-лепластиков делают высокотемпературные узлы ракетной техники и скоростных самолетов, тормозные колодки и диски для скоростных самолетов и многоразовых космических кораблей, электротермическое оборудование [3, 4].
Термореактивные матрицы в полимерных композиционных материалах. Непрерывная полимерная матрица формирует межфазный объем, определяющий качество контакта фаз, воспринимает внешние нагрузки, перераспределяет напряжения в гетерофазной структуре, передает их компонентам второй фазы, останавливает рост трещин, появляющихся при разрушении волокон, за счет относительно высокой пластичности матрицы или местного отслоения волокна от матрицы. Оба эти процесса приводят к поглощению (диссипации) энергии, выделяемой при разрушении волокон.
Матрица защищает наполнитель от воздействия окружающей среды, определяет многие функциональные свойства, формирует межфазный слой при контакте с наполнителем благодаря смачивающей способности связующего, которая характеризуется соотношением поверхностных энергий компонентов.
В производстве термостабильных полимерных композиционных материалов используют связующие на основе смесей олигомеров, которые представляют собой низкомолекулярные линейные или разветвленные полимеры с химически активными группами внутри молекул или в концевых звеньях. В состав смесей входят компоненты, регулирующие технологические свойства связующего и полуфабриката (растворимость, вязкость, параметры процесса отверждения, жизнеспособность) и эксплуатационные свойства отвержденного реактопласта и материала готового изделия (антипирены, термо-, светостабилизаторы и др.).
Многообразие требований, предъявляемых к термостабильным полимерным матрицам, вызывает необходимость использования различных классов термореактивных связующих (феноло-альдегидных, эпоксидных, эпоксифенольных, олигоэфирных, кремнийорганических, поли-имидных и, в меньшей степени, полиуретано-вых, аминоальдегидных, фурановых) и расширения их ассортимента [1-4].
Фенолоальдегидные связующие находят широкое применение благодаря относительной дешевизне исходных мономеров (фенолов и альдегидов) и ценному комплексу эксплуатационных свойств композиций на их основе
(теплостойкость, хорошие диэлектрические свойства в области средних частот, химическая стойкость, огнестойкость, малое дымовыделе-ние при горении, средние показатели упруго-прочностных свойств).
Например, бакелитовые лаки представляют собой растворы фенолформальдегидных смол резольного типа в этиловом спирте. Покрытие на основе лака ЛБС-1 обладает водо-, масло-, бензо-стойкостью и устойчивостью к термоудару. Однако указанное покрытие имеет низкие показатели физико-механических свойств. Покрытие хрупкое, неэластичное, с недостаточной адгезией. Для снижения остаточных напряжений фенол-формальдегидные смолы (ФФС) модифицируют поливинилацеталями (бутвар, винифлекс), эпоксидными смолами и анилином. Модификация анилином осуществляется заменой им части фенола при синтезе фенолоанилиноальдегидных олигомеров с образованием теплостойкого поли-аминофенилена и сетчатой структуры с амино-фениленовыми (связующие типа СФ-342, Р-2М), а не только гидрооксифениленовыми звеньями (связующие типа СФ-010). Для придания материалу специальных свойств используют смеси ФФС с олигоэфирными и кремнийорганическими смолами, термопластами (с полиамидами типа ФА, с ПВХ типа ФХ), эластомерами.
При отверждении новолачной ФФС совместно с фурфуролом, который является активным растворителем в связующем ФН, образуется сетчатый полимер с повышенными показателями тепло- и трещиностойкости.
Сплавы ФФС с эпоксидными смолами (связующие ЭФ) широко используются в качестве связующих в полимерных композиционных материалах, формуемых прессованием. ФФС повышает вязкость расплава, эпоксидная смола ускоряет процесс отверждения. Теплостойкость отвержденных связующих ЭФ выше теплостойкости эпоксидных связующих типа ЭД, отвержденных ароматическими диаминами. Отвер-жденные эпоксидированные фенольные смолы (связующие ЭТФ, ЭН-6) обеспечивают повышенную теплостойкость пластиков на их основе (длительно при 200°С) [3, 4].
В композициях с достаточно высоким объемным содержанием минеральных наполнителей с высокой поверхностной энергией или впитывающей способностью (органические наполнители, древесная мука, хлопок) удается в значительной мере преодолеть недостатки отвержденных сетчатых фенолоальдегидных полимеров (несоответствие адгезионных и коге-зионных взаимодействий, усадка, низкая прочность). В производстве волокнистых полимерных композиционных материалов конструкционного назначения для высоконагруженных
конструкций предпочтение отдается модифицированным эпоксидным связующим, в которых фенольная составляющая повышает длительную работоспособность эпоксифенольных композитов до 150°С, что позволяет им по показателям упругопрочностных свойств эффективно конкурировать с алюминиевыми сплавами [3, 4].
В [14] описана полимерная композиция на основе фенолформальдегидной смолы. Состав на основе фенолформальдегидной смолы характеризуется пониженной горючестью, жизнеспособностью, повышенными прочностью, эластичностью и коррозионной стойкостью, низкими дымо- и тепловыделением. В качестве связующего в композиции применяется фенол-формальдегидная смола, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид, пластификатор - эфиры фосфорной или метилфос-форной кислоты, наполнители - гидроокись алюминия, электрокорунд, тальк, слюда, микросферы, аэросил и двуокись титана.
К уникальным особенностям отвержденных ФФС следует отнести образование при их пиролизе до 60 мае. % от начального состава прочных твердых коксов (30 МПа при 600°С), что используется в производстве углерод-углеродных композиционных материалов и при эксплуатации фенольных кварце-, угле- и орга-нопластиков в качестве абляционных теплозащитных материалов. При этом прочный кокс сохраняется на поверхности абляции вплоть до температуры сублимации углерода и продолжает связывать компоненты теплозащитных материалов.
Эпоксиноволачные связующие значительно уступают традиционным ФФС по скорости отверждения, теплостойкости, хотя и обладают более высокими упругопрочностными свойствами.
Эффективны модификации ФФС, направленные на уменьшение густоты сетки за счет снижения концентрации гидроксильных и мети-лольных групп в структуре матрицы или замены связей на ионно-координационные (металло-комплексные ФФС). Введение в структуру ФФС атомов и ионов металлов позволяет повысить качество материалов, производимых по пироли-тической технологии, получать радиопоглощаю-щие материалы с требуемыми магнитодиэлек-трическими свойствами, материалы, экранирующие корпускулярные и волновые составляющие ионизирующих излучений, конструкционные пиролитические материалы, теплозащитные материалы с повышенной термоокислительной устойчивостью.
Эпоксидные связующие представляют собой смеси отвердителей и эпоксидных смол (олигомеров), в концевых звеньях молекул которых присутствуют две группы. Матрицы на
основе отвержденных эпоксидных связующих обеспечивают высокий уровень упрогопрочно-стных свойств стекло-, органо-, углепластикам.
В промышленности используют более 50 типов эпоксидных смол и более 100 видов отвердителей. Составы эпоксидных связующих постоянно совершенствуются в целях повышения тепло-, огне-, трещиностойкости, уменьшения
водопоглощения.
Вязкость смолы можно повысить или понизить, добавляя в нее некоторое количество компонентов с более высокой или более низкой вязкостью. Низковязкие смолы (содержащие преимущественно мономер), отверждаясь, образуют сетчатый полимер с повышенной плотностью сетки, что придает полимеру более высокую жесткость и теплостойкость, но и большую хрупкость по сравнению с продуктами отверждения эпоксидных смол, содержащих смесь олигомеров различного состава.
Для отверждения эпоксидных смол используются также различные смолы, например, ре-зольные ФФС (связующие ЭДФ, ЭР-1-130), ами-ноформальдегидные смолы, продукты конденсации фенола и алифатических аминов с формальдегидом и др. Отверждение эпоксидных смол с резольными ФФС происходит в результате взаимодействия метилольных групп ФФС с гид-роксильными группами эпоксидной смолы и фе-нольных гидроксилов с эпоксидными группами. Отверждение эпоксидных смол соединениями, содержащими гидроксильные группы, требует более высокой энергии активации [15].
В качестве отверждающего агента эпоксидной смолы с высокой функциональностью используют также активный сложный эфир в сочетании с фосфатной солью [16]. Отвержден-ный продукт такой композиции имеет высокую температуру стеклования и низкую гигроскопичность. Слоистый материал на основе данной полимерной матрицы с медью не поддерживает горение и характеризуется высокими диэлектрическими свойствами, хорошей устойчивостью к влажности и высоким температурам.
Теплостойкость эпоксидных связующих повышается при использовании тетрафункцио-нальных олигомеров и ароматических отвердителей (амины, ангидриды), смесей с феноло-альдегидными (эпоксифенольные связующие) и кремнийорганическими смолами [17].
Известны композиции, состоящие из эпоксидной смолы, отвердителя и смеси полых стеклянных, керамических или полимерных микросфер, которые характеризуются высокими антикоррозионными, огнестойкими и теплоизоляционными свойствами [18].
Одним из способов достижения композитом специфических свойств является регулирова-
ние химической структуры мономеров, используемых для синтеза связующего [19]. Например, фосфорсодержащая эпоксидная смола существенно повышает огнестойкость композиции по сравнению с использованием в качестве модификаторов эпоксидных смол галогениро-ванных антипиренов, красного фосфора, эфи-ров фосфорной кислоты [20].
Кремнийорганические связующие - представители класса элементоорганических полимеров, прежде всего полимеров с силоксановыми связями - полисилоксанов. Полисилоксаны применяют в производстве термоустойчивых изделий диэлектрического назначения в электротехнике и электронике, в автомобилестроении, авиаракетостроении (стекло- и кварцепластики для малонагруженных антенных обтекателей, разнообразные теплозащитные абляционные материалы), для повышения термоустойчивости связующих на основе органических полимеров (смеси олигосилоксанов с фенольными, эпоксидными и другими смолами) [21, 22].
В немодифицированных олигосилоксано-вых смолах активными при отверждении группами являются боковые гидроксильные. Для отверждения и образования сетчатого полиси-локсана со связями 81-0-81 необходим нагрев при 300°С или длительный нагрев при 200°С с выдержкой не менее 3,5 мин на 1 мм толщины материала, что снижает в 3,5 раза производительность процессов формования изделий по сравнению с процессами переработки фено-лоальдегидных материалов. Полисилоксаны со связями 81-0, 81-С (в боковых органических радикалах), СН3 (в метилсилоксанах) и С6Н5 (в фенилсилоксанах) имеют наиболее высокую термоустойчивость благодаря поляризации связей. Поляризация стабилизирует связи 81-0 до 550°С, 81-С - до 300-350°С в линейных структурах и до 350-400°С в сетчатых. Для снижения температуры отверждения в качестве боковых радикалов в олигосилоксаны вводят эпоксидные, винильные группы, используют отвердите-ли (изоцианаты, эфиры кремниевой кислоты, например тетраэтоксисилан с ускорителями типа 8пС1, 8ЬС1 и др.). Однако многие модификации, позволяющие отверждать олигосилоксаны при пониженных температурах, приводят к снижению тепло- и термостойкости отвержденных полисилоксанов (из-за снижения концентрации связей 81-0, 81-С). Высокую термоустойчивость имеют полиорганосилоксаны, модифицированные введением связей А1-0, Т1-0, карборано-вых циклов, лестничные полисилсесквиоксаны, полимеры со связями 81-С (карбосиланы), 81-К (силазаны).
Практическая значимость кремнийоргани-ческих связующих определяется прежде всего
высокой тепло- и термостойкостью материалов на их основе. При нагреве до 400°С в разрыхленных микрогелях и между ними проходят реакции между ранее экранированными активными группами.
Термоустойчивые полисилоксановые эластомеры перспективны для эластификации карбо- и гетероциклических полимеров, связующих, клеев, для изготовления эластичных формующих элементов, используемых в термокомпрессионной технологии [3, 4].
Заключение. Таким образом, свойства полимерных композиционных материалов определяются природой матрицы, наполнителя, объемным содержанием компонентов, технологическими параметрами их получения и отвер-
ждения. Получение термостойких композиционных материалов на основе полимерной матрицы - сложная многоуровневая задача, которая решается комплексом приемов: выбором термоустойчивых полимерных материалов либо олигомеров, отвердителей, пластификаторов, армирующих элементов; введением в состав полимерного материала минеральных дисперсных наполнителей; нахождением количества компонентов для достижения максимальных термостабильных свойств с сохранением при этом прочностных свойств; определением технологических режимов получения наполненных полимерных составов, пропитки волокнистых материалов и формования изделий.
Литература
1. Михайлин Ю. А. Специальные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2008. 660 с.
2. Михайлин Ю. А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2008. 822 с.
3. Михайлин Ю. А. Тепло-, термо- и огнестойкость полимерных материалов. СПб.: Научные основы и технологии, 2011. 416 с.
4. Михайлин Ю. А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2006. 624 с.
5. Михайлин Ю. А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике. СПб.: Научные основы и технологии, 2011. 720 с.
6. Особенности релаксационных и структурных свойств анизотропных полимерных композитов / Г. М. Магомедов [и др.] // Наноструктуры в полимерах и полимерные нанокомпозиты: материалы 1-й Всерос. науч.-техн. конф., Нальчик, 3-9 июня, 2007 г. Нальчик, 2007. С. 105-109.
7. Постнов В. И. Технологические особенности формования ПКМ с улучшенными влагопогло-щающими и теплостойкими свойствами // Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.: Современные технологии производства и управления в авиастроении / Ульянов. гос. техн. ун-т. Ульяновск, 2005. С. 118-124.
8. Технология изготовления корпуса опытного крупногабаритного межступенного отсека ракеты-носителя «Циклон-4» из углепластиков / А. М. Зиновьев [и др.] // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. / Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «ХАН». 2013. Вып. 2. С. 7-17.
9. Статические испытания опытного межступенного отсека ракеты-носителя «Циклон-4» из углепластика / А. М. Зиновьев [и др.] // Авиационно-космическая техника и технология. 2013. № 4. С. 28-35.
10. Технология получения и физико-химические свойства препрегов ЛУ-П-0,1 + ЭНФБ и углепластиков на их основе / О. А. Караева [и др.] // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та. 2012. Т. 8, № 6. С. 60-62.
11. Бородулин А. С. Наномодификаторы для полимерных композиционных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. № 6. С. 51-57.
12. Зеленский Э. С. Армированные пластики - современные конструкционные материалы // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2001. Т. XLV, № 2. С. 56-74.
13. Хонджунь Л. Инновационная технология упрочнения композита, усиленного углеродным волокном // 2-й Международный форум по нанотехнологиям «Rusnanotech 09», Москва, 6-8 окт., 2009 г. М., 2009. С. 171-173.
14. Полимерная композиция и изделие, содержащее покрытие из нее: пат. 2226201 РФ, МПК 7 С 08 L 61/10, C 09 D 161/10,5/18 / Е. Н. Каблов, В. Т. Минаков, М. А. Дятлов; заявитель ФГУП «ВИАМ». № 2002134948/04; заявл. 25.12.2002; опубл. 27.03.2004. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2226201 (дата обращения: 20.04.2017).
15. Ананьева Е. С. Технологические характеристики пропиточных составов на основе эпокси-дианового связующего и полиметилен-и-трифенилбората при изготовлении стеклопластиковых препрегов // Ползуновский вестник. 2008. № 3. С. 245-248.
16. Epoxy resin composition and prepreg and copper clad laminate made therefrom: pat. 2014072818A1 USA, H05K1/0373 / Xian-Ping Zeng, Na-Na Ren, Biao Xhou; applicant Guangdong Shengyi Sci. Tech. Co.
№ 201210330407.1; publish 13.03.2014. URL: www.appft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1= PTO1 &Sect2=HIT0FF&d=PG01 &p= 1 &u=/netahtml/PTO/srchnum.html&r= 1 &f=G&l=50&s 1=20140072 818.PGNR (date of access: 20.04.2017).
17. Бабаханова M. Г. Разработка термостойких композиционных полимерных и эластомерных материалов // Композиционные материалы. 2009. № 1. С. 69-70.
18. Композиция для получения антикоррозионного, огнестойкого и теплоизоляционного покрытия, применение ее: пат. 2301241 РФ, МПК C 09 D 163/00, C 09 D5/08, C 09 D5/18, C 08 K7/22 / В. С. Беляев; заявитель В. С. Беляев. № 2005122002/04; заявл. 13.07.2005; опубл. 20.06.2007. URL: www.freepatent.ru/images/patents/164/2301241/patent-2301241.pdf (дата обращения: 20.04.2017).
19. Синтез и свойства фенолформальдегидных сополимеров на основе смесей фенола и фтали-мидинсодержащего бисфенола / Л. Н. Мачуленко [и др.] // Пласт. массы. 2011. № 6. С. 24-27.
20. Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material: pat. 2013338266A1 USA, С 08 L 63/00 / Macao Tomioka, Manabu Kaneko, Kazutami Mitani; applicant Mitsubishi Rauon Co. № 2011-030347; publish 19.12.2013. URL: www.appft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PT01&Sect2= HIT0FF&d=PG01 &p= 1 &u=/netahtml/PT0/srchnum .html&r= 1 &f=G&l=5 0&s1=20130338266.PGNR (date of access: 20.04.2017).
21. Огнетеплозащитные эластичные покрытия на кремнийорганическом связующем / Т. А. Рудакова [и др.] // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. № 8. С. 215-219.
22. Изучение влияния кремнийорганических модификаторов на свойства эпоксисодержащих связующих / Т. А. Акопова [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. 2012. № 3. С. 70-72.
References
1. Mikhaylin Yu. A. Spetsial'nyye polimernyye kompozitsionnyye materialy [Special polymeric composite materials]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2008. 660 p.
2. Mikhaylin Yu. A. Konstruktsionnyye polimernyye kompozitsionnyye materialy [Structural polymeric composite materials]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2008. 822 p.
3. Mikhaylin Yu. A. Teplo-, termo- i ognestoykost' polimernykh materialov [Heat-, thermal- and fire resistance of polymeric materials]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2011. 416 p.
4. Mikhaylin Yu. A. Termoustoychivyye polimery i polimernyye materialy [Thermally stable polymers and polymeric materials]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2006. 624 p.
5. Mikhaylin Yu. A. Voloknistyye polimernyye kompozitsionnyye materialy v tekhnike [Fibrous polymer composite materials in technology]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2011. 720 p.
6. Magomedov G. M. [Features of the relaxation and structural properties of anisotropic polymer composites]. Materialy 1-y Vseros. nauch.-tekhn. konf. (Nanostruktury v polimerakh i polimernyye nanokompozity) [Materials of the 1st Russia scientific-techn. conf. (Nanostructures in polymers and polymeric nanocomposites)]. Nalchik, 2007, pp. 105-109 (In Russian).
7. Postnov V. I. [Technological features of molding PCM with improved moisture-absorbing and heat-resistant properties]. Sbornik nauchnykh trudov, posvyashchennyy 60-letiyu Pobedy v Velikoy Otechestven-noy voyne 1941-1945 gg. (Sovremennyye tekhnologii proizvodstva i upravleniya v aviastroenii) [Collection of scientific works dedicated to the 60th anniversary of the Victory in the Great Patriotic War of 1941-1945 (Modern technologies of production and management in aircraft construction)]. Ulyanovsk, 2005, pp. 118-124 (In Russian).
8. Zinov'yev A. M. The producing technology of the hull of an experimental large-scale interstage compartment of the carrier rocket "Cyclone-4" made from carbon fibre reinforced plastic. Voprosy proektirovaniya i proizvodstva konstruktsiy letatel 'nykh apparatov [Questions of design and production of aircraft structures], 2013, issue 2, pp. 7-17 (In Russian).
9. Zinov'yev A. M. Static tests of the experimental interstage compartment of the "Cyclone-4" booster rocket from the carbon-plastic carbon fibre reinforced plastic. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya [Aerospace engineering and technology], 2013, no. 4, pp. 28-35 (In Russian).
10. Karaeva O. A. The production technology and physicochemical properties of LU-P-0.1 + ENPB prepregs and carbon plastics on their basis. Vestnik Voronezh. gos. tekhn. un-ta [Bulletin of Voronezh. state tech. university], 2012, vol. 8, no. 6, pp. 60-62 (In Russian).
11. Borodulin A. S. Nanomodifiers for polymer composite materials. Vse materialy. Entsiklopediches-kiy spravochnik [All materials. Encyclopedic guide], 2012, no. 6, pp. 51-57 (In Russian).
12. Zelenskiy E. S. Reinforced plastics - modern construction materials. Ros. khim. zhurn. (Zhurn. Ros. khim. ob-va im. D. I. Mendeleeva) [Russian chemical journal (Journal of the Russian chemical society named after D. I. Mendeleyev)], 2001, vol. XLV, no. 2, pp. 56-74 (In Russian).
13. Hondzhun' L. [Innovative technology of hardening of composite rein forced with carbon fiber]. 2-y Mezhdunarodnyy forum po nanotekhnologiyam "Rusnanotech 09 " [2nd International Nanotechnology Forum "Rusnanotech 09"]. Moscow, 2009, pp. 171-173 (In Russian).
14. Kablov E. N., Minakov V. T., Dyatlov M. A. Polimernaya kompozitsiya i izdeliye, soderzhashchee pokrytie iznee [A polymer composition and article containing a coating therefrom]. Patent RF, no. 2226201, 2004.
15. Anan'yeva E. S. Technological characteristics of impregnating compositions on the basis of epoxydian binder and polymethylene-p-triphenylborate in the manufacture of fiberglass prepregs. Polzunovskiy vestnik [Polzunovsky Bulletin], 2008, no. 3, pp. 245-248 (In Russian).
16. Xian-Ping Zeng, Na-Na Ren, Biao Xhou. Epoxy resin composition and prepreg and copper clad laminate made therefrom. Patent USA, no. 2014072818A1, 2014.
17. Babakhanova M. G. Development of heat-resistant composite polymer and elastomeric materials. Kompozitsionnyye materialy [Composite materials], 2009, no. 1, pp. 69-70 (In Russian).
18. Belyaev V. S. Kompozitsiya dlyapolucheniya antikorrozionnogo, ognestoykogo i teploizolyatsion-nogo pokrytiya, primeneniye ee [Composition for the production of anticorrosive, fire-resistant and heat-insulating coating, application of it]. Patent RF, no. 2301241, 2007.
19. Machulenko L. N. Synthesis and properties of phenolformaldehyde copolymers based on mixtures of phenol and phthalimide-containing bisphenol. Plast. massy [Plastics], 2011, no. 6, pp. 24-27 (In Russian).
20. Macao Tomioka, Manabu Kaneko, Kazutami Mitani. Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material. Patent USA, no. 2013338266A1, 2013.
21. Rudakova T. A. Fireproof protective coatings on silicone binder. Izvestiya YuFU. Tekhnicheskiye nauki [News of SFedU. Technical science], 2013, no. 8, pp. 215-219 (In Russian).
22. Akopova T. A. Study of the effect of organosilicon modifiers on the properties of epoxy-con-taining binders. Uspekhi v khimii i khimicheskoy tekhnologii [Successes in chemistry and chemical technology], 2012, no. 3, pp. 70-72 (In Russian).
Информация об авторах
Сабадаха Елена Николаевна - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Прокопчук Николай Романович - член-корреспондент НАН Беларуси, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Шутова Анна Леонидовна - кандидат технических наук, доцент кафедры технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: a.l. [email protected]
Глоба Анастасия Ивановна - кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры технологии нефтехимического синтеза и переработки полимерных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Information about the authors
Sabadakha Elena Nikolaevna - PhD (Engineering), Senior Lecturer, the Department of Technology of Petrochemical Synthesis and Polymer Materials Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Prokopchuk Nikolay Romanovich - Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, DSc (Chemistry), Professor, Professor, the Department of Technology of Petrochemical Synthesis and Polymer Materials Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Shutova Anna Leonidovna - PhD (Engineering), Assistant Professor, the Department of Technology of Petrochemical Synthesis and Polymer Materials Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Globa Anastasiya Ivanovna - PhD (Chemistry), Senior Lecturer, the Department of Technology of Petrochemical Synthesis and Polymer Materials Processing. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Поступила 25.04.2017
