ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ФТОРОПЛАСТА

Тарасов Д.Г.

Кандидат технических наук, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ФТОРОПЛАСТА

Аннотация

В работе представлена технология формования полимерных радиационно-защитных композитов на основе фторопластовой матрицы и висмутсодержащего наполнителя.

Ключевые слова: оксид висмута, формование, прессование.

Tarasov D.G.

Candidate of technical Sciences, Belgorod state technological university named after V.G. Shoukhov

MOLDING TECHNOLOGY POLYMER COMPOSITES BASED ON FLUOROPOLYMER

Abstract

The paper presents the technology of molding polymeric radiation-protective composites based on PTFE matrix and filler bismuth.

Keywords: bismuth oxide, molding, extrusion.

В настоящий момент одно из самых актуальных и перспективных областей исследования – это использование полимерных материалов в космосе. Из-за наличия космического излучения, необходимо защищать летательные аппараты и их экипаж от негативного воздействия космоса.

В Белгородском государственном технологическом университете под руководством д.т.н., профессора Павленко В.И.  проводятся исследования по разработке радиационно-защитных полимеров, которые могут найти применение в  космосе [1-17]. На данный момент ведутся исследования по синтезу композитов на основе фторопластовой матрицы и висмута.

Для выбора оптимального состава и режима формования необходимо  изучить зависимости плотности от содержания наполнителя и давления прессования, а также прочностных характеристик от этих параметров.

Технология формования предполагает разогрев смеси материалов в форме до температуры 200 ^оС. При данной температуре повышается пластичность порошкообразной фторопластовой матрицы, и одновременно начинаются интенсивные полимеризационные процессы модификатора (на основе силоксаного полимера) на поверхности оксида висмута, подпрессовка материала до Р_уд. = 10 МПа, (экспозиция t = 10 мин), подъем давления до максимального Р_уд. = 1200 МПа (t = 1 - 2 мин), охлаждение пресс-формы под давлением до 100 ^оС, сброс давления. После выпрессовки образцы композита подвергались спеканию при температуре 340 ^оС (во избежание деструкции оболочки модификатора) в течение 3 часов, с последующим медленным охлаждением до температуры 250 ^оС в течение 2 часов. В результате такой обработки степень кристалличности фторопластовой матрицы должна составлять более 65%.

Литература

1. Павленко В.И., Черкашина Н.И., Сухорослова В.В., Бондаренко Ю.М. Влияние содержания кремнийорганического наполнителя на физико-механические и поверхностные свойства полимерных композитов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 95.
2. Павленко В.И., Новиков Л.С., Бондаренко Г.Г., Черник В.Н., Гайдар А.И., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Экспериментальное и физико-математическое моделирование воздействия набегающего потока атомарного кислорода на высоконаполненные полимерные композиты // Перспективные материалы. 2012. № 4. С. 92-98.
3. Yastrebinsky R.N., Pavlenko V.I., Matukhin P.V., Cherkashina N.I., Kuprieva O.V. Modifying the surface of iron-oxide minerals with organic and inorganic modifiers // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. Т. 18.№ 10. С. 1455-1462.
4. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на микро- и наноструктуру поверхности модифицированных полистирольных композитов // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14-19.
5. Павленко В.И., Заболотный В.Т., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на поверхностные свойства высоконаполненных композитов // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 2. С. 19-24.
6. Павленко В.И., Акишин А.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Тарасов Д.Г., Черкашина Н.И. Явления электризации диэлектрического полимерного композита под действием потока высокоэнергетических протонов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4-3. С. 677-681.
7. Черкашина Н.И., Павленко В.И. Перспективы создания радиационно-защитных полимерных композитов для космической техники в Белгородской области // В сборнике: Белгородская область: прошлое, настоящее, будущее Материалы областной научно-практической конференции в 3-х частях. 2011. С. 192-196.
8. Черкашина Н.И., Павленко В.И., Едаменко А.С., Матюхин П.В. Исследование влияния вакуумного ультрафиолета на морфологию поверхности нанонаполненных полимерных композиционных материалов в условиях, приближённых к условиям околоземного космического пространства // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 130.
9. Черкашина Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета на полимерные нанокомпозиты // В сборнике: Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения) Материалы Международной научно-практической конференции. 2010. С. 246-249.
10. Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Ястребинская А.В., Черкашина Н.И. Модифицированные железооксидные системы эффективные сорбенты радионуклидов // Перспективные материалы. 2013. № 5. С. 39-43.
11. Павленко В.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2011. - №3. - С. 113-116.
12. Черкашина Н.И., Карнаухов А.А., Бурков А.В., Сухорослова В.В. Синтез высокодисперсного гидрофобного наполнителя для полимерных матриц // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 156-159.
13. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Yastrebinskaya A.V., Matyukhin P.V., Kuprieva O.V. Using the high-dispersity [alpha]-Al2O3 as a filler for polymer matrices, resistant against the atomic oxygen // World Applied Sciences Journal. 2013. Т. 25. № 12. С. 1740-1746.
14. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D., Novikov L.S., Chernik V.N., Bondarenko G.G., Gaidar A.I. Experimental and physicomathematical simulation of the effect of an incident flow of atomic oxygen on highly filled polymer composites // Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Т. 4. № 2. С. 169-173.
15. Павленко В.И., Прозоров В.В., Лебедев Л.Л., Слепоконь Ю.И., Черкашина Н.И. Повышение эффективности антикоррозионной обработки ядерного энергетического оборудования путем пассивации в алюминийсодержащих растворах // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 4. С. 67-70.
16. Matyukhin P.V., Pavlenko V.I., Yastrebinsky R.N., Cherkashina N.I. The high-energy radiation effect on the modified iron-containing composite material // Middle East Journal of Scientific Research. 2013. Т. 17.№9. С. 1343-1349.
17. Черкашина Н.И. Моделирование воздействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 122.