ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЕЙ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА, НА ХИМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ ЭПОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ: EDN: TYTOQQ

Алина Равилевна Валеева; Елена Михайловна  Готлиб; Екатерина Сергеевна  Ямалеева; Альмира Рамазановна  Гимранова; Рют Шельтон  Нцуму

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.030

Авторы

Алина Равилевна Валеева Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ https://orcid.org/0000-0002-9159-7863
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
Альмира Рамазановна Гимранова Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
Рют Шельтон Нцуму Казанский национальный исследовательский технологический университет

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.030

Ключевые слова:

эпоксидные полимеры, химическая стойкость, рисовая и гречневая шелуха, зола, пористость, гель фракция

Аннотация

В условиях эксплуатации эпоксидные материалы часто подвергаются воздействию агрессивных сред, наиболее типичными из которых является вода, водные растворы кислот, щелочей и солей. Эти агрессивные среды имеют малый размер молекул, что позволяет им проникать в дефектные зоны сетчатой структуры, а также в поровое пространство используемых наполнителей. Перспективными наполнителями эпоксидных полимеров являются продукты переработки рисовой и гречневой шелухи, которые существенно улучшают комплекс основных эксплуатационных свойств материалов и являются крупнотоннажными растительными отходами сельского хозяйства. Установлено, что независимо от типа применяемого растительного наполнителя, вида агрессивных жидкостей и времени испытаний имеет место закономерное увеличение массы образцов эпоксидных материалов. Наполнение эпоксидных композитов гречневой и рисовой шелухой обуславливает увеличение их набухания во всех исследованных агрессивных жидкостях, по сравнению с базовым составом.

Применение в качестве наполнителя золы гречневой шелухи снижает устойчивость эпоксидных материалов во всех исследованных агрессивных средах, вследствие снижения густоты их пространственной сетки. Этот эффект увеличивается с ростом температуры получения золы, из-за увеличения при этом ее пористости. Применение в качестве наполнителя золы рисовой шелухи обуславливает большую химстойкость эпоксидных материалов, чем наполнение золой шелухи гречки. Наименьшее набухание эпоксидных материалов имеет место при применении в качестве наполнителя золы рисовой шелухи, полученной при 500 °С. Это связано с ее относительно меньшей пористостью, отсутствием пор больших размеров (макропор) и не высоким содержанием органической фазы.

Таким образом, устойчивость в агрессивных средах наполненных эпоксидных материалов зависит от густоты их пространственной сетки, объема и размера пор применяемых наполнителей и содержания в их составе органической фазы.

Библиографические ссылки

Хапёрских С.А., Ананьева Е.С. Влияние природы наполнителя на твердость и износ дисперсно-наполненных композиционных материалов на основе эпоксидно-дианового связующего // Ползуновский вестник. 2021. № 4. С. 163‒172 .

Соломатов, В.И. Химическое сопротивление материалов [Текст] / В.И. Соломатов, В.П. Селяев, Ю.А. Соколова. – М.: РААСН, 2001. – 284 с.

Nwosu-Obieogu K., Chiemenem L., Adekunle K., Utilization of Rice Husk as Reinforcement in Plastic Composites Fabrication- A Review, American Journal of Materials Synthesis and Processing. Vol. 1, No. 3, 2016, pp. 32-36.

Панкеев В.В. Новые наполнители эпоксидных компаундов на основе модифицированных целлюлозосодержащих отходов / В.В. Панкеев, А.В. Никифоров, Е.С. Свешникова, Л.Г. Панова // Пластические массы. – 2012. – № 5. – С. 50-52.

Azadi M., Bahrololoom M.E., Heidari F. Enhancing the mechanical properties of an epoxy coating with rice husk ash, a green product Journal of Coatings Technology and Research, 2011, Volume 8, Issue 1, pp 117–123

Гаврилов М.А. Особо плотные эпоксидные композиты на основе отходов производства: монография / М.А. Гаврилов. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 132с.

Zemnukhova L.A., Shkorina E.D., Fedorishcheva G.A. Composition of inorganic components of buckwheat husk and straw // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2005. – Vol. 78(2). – P. 324-328. DOI: 10.1007/s11167-005-0284-1.

Gotlib E.M. Agricultural By-Products as Advanced Raw Materials for Obtaining Modifiers and Fillers for Epoxy Materials / E.M. Gotlib, T.N. Ha Phuong, T.L. A. Nguyen, Sokolova Alla, E.S. Yamaleeva, I.N. Musin // Key Engineering Materials. - 2019. - Vol. 822. - P. 343-349.

Готлиб Е.М., Валеева А.Р., Ямалеева Е.С., Нцуму P.Ш. Изучение влияния температуры получения золы гречневой шелухи на антифрикционные свойства и износостойкость эпоксидных покрытий Бутлеровские сообщения, 2021, т.687, №12, с 70-76

Rojas O.J. Cellulose chemistry and properties: fibers, nanocelluloses and advanced materials / O. J. Rojas //– Springer, 2016, V. 271.– P. 67– 72.

Valeeva A.R. Anti-friction epoxy coatings modified with rice husk / A.R. Valeeva, A.R. Gimranova, E.M. Gotlib, E.R. Galimov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2020. - № 3. – P. 1-8.

Готлиб Е.М. Утилизация рисовой шелухи путем получения наполнителей на ее основе Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования / Е.М. Готлиб, Р.Ш. Нцуму, А.Р. Валеева, А.Р. Гимранова, Э.Р. Галимов // Сборник докладов Всероссийской научной конференции. Изд-во: Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, Белгород, 2020. - С. 113-118. ISBN 978-5-361-00234-6

Кириллов В.Н. Cтойкость новых композиционных материалов / В.Н. Кириллов, В.А. Ефимов, В. В. Кривонос [и др.] // Авиационная промышленность. — 2004. — № 4. — С. 44–47.

Włoch, M., & Landowska, PPreparation and Properties of Thermoplastic Polyurethane Composites Filled with Powdered Buckwheat Husks. Materials. 2022, 15, 356. https://doi.org/10.3390/ma15010356

Арефьев А.В, Подбородников И.В, Шацкий А.Ф., Литасов К.Д. Синтез и рамановские спектры двойных k-ca карбонатов: k2ca(co3)2 бючлиита, файрчильдита и k2ca2(co3)3 при 1 атм // Геохимия. - 2019. - Т.64. - № 9. - С.967-973. - ISSN 0016-7525.