Издаётся с марта 1959 года
Выходит 6 раз в год
Русская версия English version
Научно-технический журнал "Химические волокна"
+7 (495) 586-08-80
 
     Поиск по сайту журнала "Химические волокна"
Поиск по сайту
Главная  |  Архив журнала "Химические волокна" 2008 год  |  "Химические волокна" №6, 2008 год  |  Влияние термообработанного базальтового волокна на структуру хемосорбционного композиционного материала на его основе
Влияние термообработанного базальтового волокна на структуру хемосорбционного композиционного материала на его основе
В.А. Александров, Н.А. Пенкина, Т.П. Устинова, Д.П. Влазнев
(Саратовский государственный технический университет)

Достижение высоких показателей эксплуатационных свойств волокнистых композитов в значительной степени зависит от обеспечения эффективного межфазного взаимодействия поверхности армирующего наполнителя с термореактивной матрицей [1]. Для повышения его активности важную роль играет специальная физико-химическая подготовка волокна.

технологии базальтовых волокон и нитей одной из заключительных операций является нанесение аппрета [2], что облегчает их последующую текстильную переработку, но приводит к закрытию пор, трещин, сглаживанию дефектов на поверхности волокнистого наполнителя и, как следствие, снижению его адгезионных свойств. В связи с этим в работе изучено влияние предварительной термообработки базальтового волокна (БВ) на формирование структуры и свойства фенолоформальдегидного катионообменного волокнистого материала (КОВМ) на его основе.

Свойства КОВМ оценивали путем определения статической обменной емкости (СОЕ) [3]. Смачиваемость базальтового волокна исследовали методом капиллярного поднятия [4]. Для изучения процессов структурообразования использовали методы дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), дифференциально-термического анализа (ДТА), инфракрасной спектроскопии (ИКС) [5].

Обработку базальтового волокна проводили в течение 1ч в интервале температуры 110-450°С (рис.1). Анализ экспериментальных данных по выбору температуры обработки волокна показал, что при температуре 350-450°С, очевидно, обеспечивается наиболее полное удаление аппретирующего состава с БВ. Это способствует обнажению пор, дефектов и трещин волокнистого наполнителя, делает более доступными кластерные структуры поверхности волокна, повышая его активность.

При этом улучшаются адгезионные свойства базальтового волокна: значительно повышается его смачиваемость мономерным составом (рис.2) и возрастает его сорбционная емкость, что приводит к увеличению доли катионообменной матрицы в композиционном материале и повышению его статической обменной емкости на 40% по сравнению с КОВМ на основе необработанного волокна (рис.1).

Для изучения влияния термообработанных базальтовых волокон на процесс синтеза олигомеров и их последующее отверждение использовали метод ДСК (табл.1).

Экспериментальные данные свидетельствуют о большей активности термообработанного волокнистого наполнителя по сравнению с исходным базальтовым волокном на стадии отверждения катионообменной фенолформальдегидной матрицы: суммарный тепловой эффект повышается примерно на 130 Дж/г. При этом, вероятно, увеличивается количество межмолекулярных связей, что подтверждают и данные ДТА (табл.2).

При практически одинаковых значениях потерь массы (Ат) и энергии активации (Е) деструкционных процессов у КОВМ на основе исследуемых волокон температура максимальных изменений смещается в область более высоких значений на 50 град для композита на основе термообработанного БВ, что может свидетельствовать о формировании более сшитой структуры в композите.

Ранее [6] была показана возможность активного адгезионного взаимодействия в системе фенолформальдегидный олигомер - базальтовое волокно по кремнекислородным и силанольным группам волокнистого наполнителя и метилольным и гидроксильным группам синтезируемой матрицы с формированием сетчатых структур уже на начальных стадиях отверждения.

Предварительная термообработка базальтового волокна, вероятно, способствует протеканию этих процессов. Об этом свидетельствуют данные ИКС исследуемых волокнистых наполнителей (рис.3). Анализ ИК-спектров исходного (кривая 1) и термообработанного (кривая 2) базальтовых волокон показывает заметное увеличение интенсивности полос поглощения, соответствующих валентным колебаниям молекул кристаллизационной воды (2920-2850 см-1), а также ленточных (1150-1000 см-1) и кольцевых (780-790 см-1) кремнекислородных структур у волокнистого наполнителя, прошедшего предварительную подготовку.

  • Предварительная термообработка базальтового волокна, используемого для синтеза фенолформальдегидного катионообменного волокнистого материала, обеспечивает повышение активности армирующей системы.
  • Следствием термообработки являются лучшие хемосорбционные свойства КОВМ на основе этого волокна.

Библиографический список
1. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. Уч. - М.: Химия, 1991. - 304 с.
2. Иващенко Е.В. // Хим. технол. 2008. Т.9. № 1 - С.16-21.
3. ГОСТ 20255.1-84 Метод определения статической обменной емкости.
4. Практикум по полимерному материаловедению. / Под ред. П.Г. Бабаевского. - М.: Химия, 1980. - 256 с.
5. Рабик Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. 4.2. / Под ред. В.В. Коршака. - М.: Мир, 1983. - 480 с.
6. Артеменко С.Е., Кадыкова Ю.А. и др. // Пласт. массы. 2005. № 12. - С.47-51.

О журнале        Новости        Редколлегия        Авторам        Библиотека        Архив издания        Контакты
Copyright © 2018 "Химические волокна"
Design by Sergey Dorodnikov
 
+7 (495) 586-08-80
 
141009, Россия, Московская обл.
г. Мытищи, а/я 217