Обратимое и необратимое изменение свойств полимерных материалов в процессе натурного климатического старения

Авторы

  • Дмитрий Рудольфович Низин Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН
  • Татьяна Анатольевна Низина Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН
  • Владимир Павлович Селяев Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН
  • Надежда Сергеевна Канаева Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН

DOI:

https://doi.org/10.52957/27821919_2022_1_18

Ключевые слова:

полимерные материалы, эпоксидные полимеры, влагосодержание, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, обратимые изменения, необратимые изменения, синергетические изменения

Аннотация

Представлены результаты исследования влияния влажностного состояния эпоксидных полимеров на изменение их упруго-прочностных характеристик в процессе натурного климатического старения в умеренно-континентальном климате. В качестве объекта исследования выбран полимерный материал, полученный на основе модифицированной эпоксидной смолы Этал-247 и отвердителя Этал-45М. По результатам проведенных исследований установлено подобие кривых изменения предела прочности образцов при растяжении в предельных равновесно-влажностных состояниях – высушенном и влагонасыщенном. В зависимости от длительности натурного климатического старения, диапазон варьирования предела прочности образцов при растяжении в предельных влажностных состояниях составляет от 14 до 33% от значения предела прочности в высушенном состоянии. Выявлен и количественно оценен синергетический эффект между необратимыми структурными изменениями полимерной матрицы, происходящими под действием факторов окружающей среды, и сорбированной влагой, выражающийся как в расширении, так и сужении диапазона обратимого влияния влаги. Установлено, что для поздних этапов натурного климатического старения образцов эпоксидных полимеров на основе эпоксидной смолы Этал-247 и отвердителя Этал-45М характерно возникновение точки максимума относительных удлинений при растяжении, не совпадающей при этом с точкой, соответствующей высушенному состояния.

Библиографические ссылки

Abdelkader Dehbi, Abdel-Hamid I. Mourad, Amar Bouaza Degradation assessment of LDPE multilayer films used as a greenhouse cover: Natural and artificial aging impacts // Journal of Applied Polymer Science. 2011. Vol. 124, no. 4. P. 2702-2716.

Ефимов В.А., Кириллов В.Н., Добрянская О.А., Николаев Е.В., Шведкова А.К. Методические вопросы проведения натурных климатических испытаний полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2010. № 4(17). С. 25-31.

Lettieri M., Frigione M. Natural and artificial weathering effects on cold-cured epoxy resins // Journal of Applied Polymer Science. 2011. Vol. 119, no. 3. P. 1635-1645.

Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. I. Механизмы старения // Деформация и разрушение материалов. 2010. № 11. С. 19–27.

Startsev O.V., Krotov A.S., Golub P.D. Effect of climatic and radiation ageing on properties of glass fiber reinforced plastic VPS-7 // International journal of polymeric materials. 1998. Vol. 41, no. 3–4. P. 263–273.

Kablov E.N., Startsеv V.O. Climatic aging of aviation polymer composite materials: I. influence of significant factors // Russian metallurgy (Metally). 2020. No. 4. P. 364-372.

Старцев В.О. Методы исследования старения полимерных связующих // Клеи. Герметики. Технологии. 2020. №9. С. 16-26.

Бабенко Ф.И., Герасимов А.А. Механизмы разрушения и прочность конструкционных пластмасс в холодном климате с учетом старения // Наука и образование. 2006. № 1. С. 84–87.

Реутов А.И. Прогнозирование климатической стойкости полимерных материалов, применяемых в строительстве // Вестник ТГАСУ. 2009. № 2. С. 127–141.

Nizin D.R., Nizina T.A., Selyaev V.P., Chernov A.N., Gorenkova A.I. Natural Climatic Aging of Epoxy Polymers Tasking into Account the Seasonality Impact // Key engineering materials. 2019. Vol. 799. P. 159-165.

Климатические испытания строительных материалов / под общ. ред. О.В. Старцева, В.Т. Ерофеева, В.П. Селяева. М.: Изд-во АСВ, 2017. 558 с.

Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях. М.: Химия, 1982. 224 с.

Старцев В.О., Низина Т.А. Обратимое воздействие влаги на механические свойства эпоксидных полимеров при климатическом старении // Фундаментальные исследования и последние достижения в области защиты от коррозии, старения и биоповреждений материалов и сложных технических систем в различных климатических условиях: материалы конф. / ФГУП ВИАМ. 14-15 июля 1916 г., г. Геленджик. URL: https://conf.viam.ru/conf/194/proceedings.

Startsev V.O., Lebedev M.P., Khrulev K.A., Molokov M.V., Frolov A.S., Nizina T.A. Effect of outdoor exposure on the moisture diffusion and mechanical properties of epoxy polymers // Polymer testing. 2018. Т. 65. P. 281-296.

Старцев В.О., Плотников В.И., Антипов Ю.В. Обратимые эффекты влияния влаги при определении механических свойств ПКМ при климатических воздействиях // Труды ВИАМ. 2018. № 5. С. 110-118.

Низина Т.А., Селяев В.П., Низин Д.Р. Климатическая стойкость эпоксидных полимеров в умеренно континентальном климате: монография. Саранск: Изд-во Мордов. гос. ун-та, 2020. 188 с.

Низина Т.А., Низин Д.Р., Канаева Н.С., Климентьева Д.А., Порватова А.А. Влияние влажностного состояния на кинетику накопления повреждений в структуре образцов эпоксидных полимеров под действием растягивающих напряжений // Эксперт: теория и практика. 2022. № 1. С. 37-45.

Загрузки

Опубликован

2022-03-25

Как цитировать

Низин, Д. Р., Низина, Т. А., Селяев, В. П. и Канаева, Н. С. (2022) «Обратимое и необратимое изменение свойств полимерных материалов в процессе натурного климатического старения», Умные композиты в строительстве. Yaroslavl, Russia, 3(1), с. 18. doi: 10.52957/27821919_2022_1_18.

Выпуск

Раздел

Строительные материалы и изделия

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)