Дослідження впливу дрібнодисперсних добавок на основі титану на підвищення когезійної та адгезійної міцності епоксидно-полімерних композитів

Abstract

Досліджено вплив дисперсного порошкового наповнювача на фізико-механічні властивості модифікованої ультразвуковою обробкою вихідної епоксидної матриці. Змінюючи вміст наповнювача від 5% до 60% (мас.), виявлено оптимальну концентрацію для формування епоксидних композитів з поліпшеними механічними властивостями. Введення наповнювача у кількості 5 % (мас.) приводить до максимуму значення ударної в’язкості (W = 18,47 кДж/м2), в той час, коли значення руйнівних напружень при згинанні мають найнижчий рівень σзг = 51,75 МПа. Доведено, що наповнення композитів дисперсними частками у кількості q = 10 % (мас.) забезпечує підвищення руйнівних напружень при згинанні до σзг = 74,85 МПа та ударної в’язкості до W = 17,42…18,47 кДж/м2. Подальше збільшення вмісту наповнювача в складі композиту до 20 – 60 % призводить до деякого зменшення величини руйнівних напружень, рівень яких, однак, все ще помітно перевищує рівень міцності вихідної матричної фази. Найбільше значення адгезійної міцності σa = 33,4 МПа досягається при введенні 20 % (мас.) дисперсного наповнювача, але при даному наповненні залишкові напруження становлять 0,34 МПа. При введенні модифікатора у кількості q = 10 % (мас.) адгезійна міцність при відриві – σa = 28,6 МПа, що вище у 1,15 рази за значення вихідної епоксидної смоли. Водночас слід зазначити, що введення модифікатора у кількості q = 10 мас.ч. зумовлює зниження залишкових напружень від σres = 1,4 МПа (для вихідної епоксидної матриці) до σres= 1,0 МПа. Збільшення вмісту дисперсної складової до q = 40-60 % (мас.) призводить до помітного зменшення рівня адгезійної міцності, а також до зростання залишкових напружень, які становлять σres = 0,62…0,69 МПа відповідно.