ANTIFRICTION EPOXY COATINGS FILLED WITH SILICATES BASED ON FOSSIL, VEGETABLE AND TECHNOGENIC ORIGIN RAW MATERIALS
MPFQOD
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.01.027Keywords:
metallurgical slag, rice husk, wollastonite, diopside calcium silicate, friction coefficient, wear resistance, hardness adhesionAbstract
The article deals with the application of silicates as fillers for epoxy materials. The fillers have been received on the basis of fossil minerals (Mivoll10-97), ashes of rice husks (wollastonite and diopside) and wastes of ferrous metallurgy are investigated.
These fillers increase hardness by 14 %, wear resistance of epoxy compositions by 37 %, bending strength up to 55% and adhesion to steel up to 75%, while reducing static friction coefficient by 67 %.
The paper also examines the dependence of physical and mechanical properties of epoxy materials on the filler concentration in them. It was experimentally proved that an optimum component ratio is 5-15 wt.p. of filler per 100 wt.p. of epoxy resin.
At the same time, the wear rate of epoxy coatings decreases with increasing concentration of silicate filler of man-made origin throughout the investigated interval of the ratio of components.
Diopside containing a filler of technogenic origin provides a significantly greater reduction in the coefficient of static friction of materials, that is, their better tribological characteristics, both in comparison with the use of both Mivoll 10-97 and synthetic wollastonite based on rice husk ash.
The results obtained testify to the fact that the modifying effect of silicate fillers is practically independent of their composition, which influences only the value of specific operational indices.
References
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.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Elena M. Gotlib, Ekaterina S. Yamaleeva, Alina R. Valeeva, Ilya D. Tverdov, Alexander D. Povolotskiy
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
