ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ НАПОЛНИТЕЛЯ НА ТВЕРДОСТЬ И ИЗНОС ДИСПЕРСНО-НАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНО-ДИАНОВОГО СВЯЗУЮЩЕГО: doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.04.022

Снежана Александровна  Хапёрских; Елена Сергеевна  Ананьева

Авторы

Снежана Александровна Хапёрских Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова https://orcid.org/0000-0003-2204-3469
Елена Сергеевна Ананьева Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова https://orcid.org/0000-0001-5768-3912

Ключевые слова:

эпоксидно-диановая смола, ЭД-22, полиэтиленполиамин, ПЭПА, полимерный материал, твер-дость, истираемость, износ, адгезия

Аннотация

Защита поверхностей металлических изделий от износа представляет процесс адгезионного взаимодействия «металл – покрытие». Используемые покрытия металлических поверхностей, разнообразны, большую часть изготавливают на основе полимерных композиционных материалов. Авторами был проведен анализ дисперсно-наполненных композиционных материалов на основе эпоксидно-диановой смолы ЭД-22 с аминным отвердителем ПЭПА. В качестве наполнителей были использованы следующие порошки: минеральный порошок, оксид алюминия, кварцевый песок, графит, волластонит, стекловолокно и прочие.

Использование изделий и оборудования (например, шнеков экструдера) в сельхозиндустрии подразумевает износ рабочих, трущихся поверхностей. Ввиду того, что испытания на износ материала требует значительного времени, в первую очередь было проведено исследование образцов на твердость (чем выше твердость, тем меньше истираемость).

Основываясь на физико-механических процессах на границе раздела «матрица – наполнитель», существует подтверждение о наличии межфазного слоя, который представляет собой недеформируемое тело. При исследовании композитов на твердость (по методу Бринелля) была поставлена задача: проанализировать не только наполнители, но и их объемную долю в матрице. В ходе анализа полученных зависимостей показателей твердости установлена зависимость показателя прочности от объемной доли дисперсного наполнителя. Это вызвано тем, что наполнитель упрочняет матрицу, а степень упрочнения зависит от формы его частиц, их количества и распределения. Исключением являются некоторые наполнители с высокой гигроскопичностью и низкой адгезией к матрице.

В результате отбора проб, с учетом адгезионного взаимодействия наполнителя и матрицы, проведено исследование на износ. Методика проведения испытаний состоит в проведении натурных испытаний. Длительность испытаний составила 90 часов.

Ссылаясь на работы авторов, занимающихся вопросами снижения износа поверхностей металлов, проведен анализ экспериментальных данных, в результате чего выведено корреляционное уравнение, позволяющее теоретически рассчитать конечный результат износа (истираемости) композита.

По результатам исследования даны рекомендации по использованию корреляционной зависимости. Статья обобщает полученный опыт и требует дальнейшего изучения.