ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ АРМИРОВАННЫХ БАЗАЛЬТОВОЙ ТКАНЬЮ

doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.02.024

Аннотация

В настоящее время активно разрабатываются и изучаются гибридные композиционные материалы, усиленные базальтовой тканью, которые обладают высокой прочностью и легкостью. В работе приведены технологические процессы изготовления гибридных композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, политетрафторэтилена и бутадиен-нитрильного эластомера со слоем базальтовой ткани. По результатам исследования установлено, что введение армирующего слоя базальтовой ткани в сверхвысокомолекулярный полиэтилен и эластомер приводит к повышению прочностных свойств в ~2‒2,5 раза, но также приводит к снижению упруго-деформационных свойств. Увеличение прочности композитов происходит за счет усиливающего эффекта базальтовой ткани. На микрофотографиях гибридных композитов, полученных методом сканирующей электронной микроскопии, наблюдается крепление макромолекул сверхвысокомолекулярного полиэтилена и эластомера к поверхности базальтовых волокон на границе «полимер‒волокно» в процессе горячего прессования. Но при этом не происходит затекания полимеров во внутрь базальтовой ткани, что не раскрывает полный потенциал гибридных материалов на основе данных связующих. При добавлении армирующего слоя в матрицу на основе политетрафторэтилена наблюдается снижение прочностных показателей композиционного материала, которое происходит за счет низкой адгезии между полимерной матрицей и базальтовой тканью. В процессе свободного спекания полимера совместно с базальтовой тканью не происходит плотного взаимодействия макромолекул политетрафторэтилена с армирующим наполнителем. Анализ топографии низкотемпературных сколов хрупкого разрушения показал, что базальтовая ткань не образует плотного контакта с политетрафторэтиленом.