АНТИФРИКЦИОННЫЕ ЭПОКСИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, НАПОЛНЕННЫЕ СИЛИКАТАМИ НА ОСНОВЕ ИСКОПАЕМОГО, РАСТИТЕЛЬНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ: MPFQOD

Елена Михайловна  Готлиб; Екатерина Сергеевна Ямалеева; Алина Равилевна  Валеева; Илья Дмитриевич  Твердов; Александр Давидович  Поволоцкий

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2024.01.027

Авторы

Елена Михайловна Готлиб Казанский национальный исследовательский технологический университет https://orcid.org/0000-0003-2318-7333
Екатерина Сергеевна Ямалеева Казанский национальный исследовательский технологический университет https://orcid.org/0000-0002-5754-205X
Алина Равилевна Валеева Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ https://orcid.org/0000-0002-9159-7863
Илья Дмитриевич Твердов Казанский национальный исследовательский технологический университет https://orcid.org/0000-0002-7524-3088
Александр Давидович Поволоцкий Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский универси-тет)

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.01.027

Ключевые слова:

металлургический шлак, рисовая шелуха, волластонит, силикат кальция и магния, коэффициент трения, износостойкость, твердость

Аннотация

В статье рассматривается применение силикатов кальция и магния в качестве наполнителей эпоксидных материалов. Исследуются наполнители, которые получены на основе природного, растительного и техногенного сырья, то есть на базе природных минералов, золы рисовой шелухи и отходов черной металлургии.

Эти наполнители повышают твердость на 14 %, износостойкость эпоксидных композиций на 37 %, прочность при изгибе до 55% и адгезию к стали до 75%, при этом снижая коэффициент статического трения на 67 %.

В работе также рассматривается зависимость физико-механических свойств эпоксидных материалов от концентрации в них наполнителя. Экспериментально доказано, что оптимальным является соотношение компонентов 5-15 мас. ч. наполнителя на 100 мас.ч эпоксидной смолы.

Диопсид содержащий наполнитель техногенного происхождения обеспечивает значительно большее снижение коэффициента статического трения материалов, то есть их лучшие трибологические характеристики, как по сравнению с применением Миволл 10-97, так и синтетического волластонита на основе золы рисовой шелухи.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что, характер модифицирующего действия силикатных наполнителей практически не зависит от их состава, который влияет только на величину конкретных эксплуатационных показателей.

Библиографические ссылки

Ciullo P.A., Robinson S. Wollastonite – versatile functional filler // Paint and Coatings Industry. 2009. No 11. P. 50.

Biomineralization, antibacterial activity and mechanical properties of biowaste derived diopside nanopowders / R Choudhary et al. // Adv Powder Technol. 2019. No 30. P. 1950–1964.

Получение и применение синтетического волластонита из природного и техногенного сырья / В.Д. Гладун и др. // Химическая технология. 2004. № 9. C. 4–11.

Islamova G.G., Lygina T.Z., Gubajdullina A.M. Researches of kinetics and mechanism of solid-phase synthesis of calcium silicates // XVII International Conference Thermodynamics in Russia. Kazan, 2009. - P. 391.

Пути утилизации побочных продуктов при получении диоксида кремния из рисовой шелухи / Е.М. Готлиб и др. // Бутлеровские сообщения. 2020. Т.62. №5. С.72-77. DOI: 10.37952/ROI-jbc-01/20-62-5-72.

Влияние наполнителей, полученных на основе отходов переработки зерна, на химическую стойкость эпоксидных материалов / Е.М. Готлиб и др. // Ползуновский вестник. 2022. №3. С.222-229.

Sarangi M., Bhattacharyya S., Beher R.C. Effect of temperature on morphology and phase transformations of nanocrystalline silica obtained from rice husk // Phase Transitions: A Multinational Journal. 2009. Vol. 82. No 5. P. 377-386.

Agricultural By-Products as Advanced Raw Materials for Obtaining Modifiers and Fillers for Epoxy Materials / E. Gotlib et al.// Key Engineering Materials. 2019. Vol. 822. P. 343-349.

Русина В.В. Минеральные вяжущие вещества на основе многотоннажных промышленных отходов : учебное пособие. Братск : ГОУ ВПО “БрГУ”, 2007. 224 с.

Вопросы утилизации рафинировочных шлаков сталеплавильного производства: монография / О.Ю. Шешуков [и др]. Нижний Тагил : НТИ (филиал) УрФУ, 2017. 208 с.

Готлиб Е.М., Ха Т.Н.Ф. Получение синтетического волластонита на основе рисовой шелухи // Вестник технологического университета. 2019. Т.22. №7. С.42-46.

Исследование природного отечественного сырья для получения силикатных наполнителей / Е.М. Готлиб и др. // Южно-Сибирский научный вестник. 2022. Т.43. №3. С.67-73.

Кочергин Ю.С. Золотарева В.В., Григоренко Т.И. Износостойкость композиционных материалов на основе эпоксидно-каучуковых полимеров // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. №4. С. 10–19.

Охлопкова А.А., Стручкова Т.С., Васильев А.П. Исследование влияния оксида алюминия на структуру и свойства ПТФЭ // Фундаментальные исследования. 2014. № 12. С. 2557-2562.

Мостовой А.С., Нуртазина А.С., Кадыкова Ю.А. Эпоксидные композиты с повышенными эксплуатационными характеристиками, наполненные дисперсными минеральными наполнителями // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 330–335. doi:10.20914/2310-1202-2018- 3-330

Dangsheng X. Friction and wear properties of UHMWPE composites reinforced with carbon fiber // Materials Letters. 2005. Vol.59, Issue 2-3. P. 175-179.

Сравнение модифицирующего действия в эпоксидных полимерах природного и синтетического волластонита / Е.М. Готлиб [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2019. № 13. С. 13–19.

Изучение влияния высокодисперсных и наноразмерных неорганических добавок на структурно-физические характеристики эпоксидных матриц и свойства трибопластиков / В. К. Крыжановский [и др.] // Вопросы материаловедения. 2009. T. 57. № 1. C. 66–76.

Меньшикова В.К., Демина Л.Н. Модификация керамических составов сырьевыми материалами Сибирского региона // Вестник Евразийской науки. 2020.№ 4. С. 18–26.