По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 537: 621.21

Исследование влияния модифицирования малыми добавками фенилендиаминов

Филонович А. В. д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск
Губанов О. М. канд. техн. наук, доцент, руководитель проектов по разработке новых видов продукции, Группа компаний НЛМК, ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», Липецк
Алымов Д. С. аспирант, Юго-Западный государственный университет, Курск
Гадалов В. Н. д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск

Представлены исследования механических электрофизических свойств полимеров и их модификаций при одновременном воздействии электрических разрядов и механического усилия. В работе приведены результаты экспериментальных исследований электрофизической и механической прочности, температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь, удельного объемного электрического сопротивления и относительной деформации при разрыве новых пленочных полимерных материалов, полученных на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) со смесью добавок фенилендиамина ОФД и ФИ. Содержание добавок варьировалось в пределах по (0,03–0,5) масс. %. Установленное повышение электрофизических характеристик (увеличение стойкости к воздействию высокого электрического поля) пленки ПЭВД с введением по 0,1 масс. % химических добавок ФИ и с последующей трехкратной ориентационной вытяжкой можно увязать с уменьшением концентрации носителей зарядов и их подвижностей, а также увеличением степени кристалличности и плотности упаковки полимерных цепей, при котором затрудняется протекание ионизационных процессов при заданной напряженности высокого электрического поля. Показано, что уменьшение электрофизических характеристик изученных полимерных материалов при наличии растягивающих механических усилий приводит к накоплению в них объемных зарядов и образованию субмикротрещин.

Литература:

1. Лосев И.П. Химия синтетических полимеров [Текст] / И. П. Лосев, Е. Б. Тростянский. — Москва: Химия, 1971. — 617 с.

2. Эмаль ВЛ-515. ТУ6‑10‑1052‑75. Эл. ресурс. URL: www.nanokras.ru. (дата обращения: 29.05.2021)

3. Фторопластовая суспензия Ф-2МСД. Эл. ресурс. URL: www.ytorpolymer.ru. (дата обращения: 29.05.2021).

4. Канцельсон, М. Ю. Пластические массы: справочник [Текст] / М. Ю. Канцельсон, Г.А. Балаев. — Москва: Химия, 1976. — 456 с.

5. Разенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. — Москва: Химия, 1977. — 352 с.

6. ГОСТ 5826–78. Реактивы м-фенилендиамин. Технические условия.

7. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. — Москва: Химия, 1978. — 544 с.

8. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: справочник [Текст] / А.А. Абрамзон, под ред. Г. М. Гаевого. — Москва: Химия, 1979. — 376 с.

9. Ферричио Т.Х. Основные примеры выбора и использования дисперсных наполнителей [Текст] / Т. Х. Ферричио. Под редакцией М.И. Ричардсона, перевод с английского. — Москва: Химия, 1980. — 472 с.

10. Кацнельсон М.Ю. Полимерные материалы: справочник [Текст] / М.Ю. Кацнельсон, П.А. Балаев. — Москва: Химия, 1982. — 317 с.

11. Чернин И.З. Эпоксидные полимеры и композиции [Текст] / И. З. Чернин, Ф.М. Смехов, Ю.Э. Жердев. — Москва: Химия, 1982. — 232 с.

12. Аскадский А. А. Химическое строение и физические свойства полимеров [Текст] / А. А. Аскадский, Ю.И. Матвеев. — Москва: Химия, 1983. — 248 с.

13. Иванов Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. — Москва: Металлургия, 1986. — 175 с.

14. Абрамзон А.А. Поверхностно активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение. — Москва: Химия, 1988. — 350 с.

15. Поляков А. В. Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза [Текст] / А.В. Поляков, Д.И. Дунтов, А. Е. Софиев. — Москва: Химия, 1988. — 200 с.

16. Грасси, Н. Деструкция и стабилизация полимеров [Текст] / Н. Грасси, Дж. Скотт. — Москва: Мир, 1988. — 140 с.

17. Берлин А.А. Принципы создания композиционных полимерных материалов [Текст] / А. А. Берлин, С. А. Вольфсон, В. Г. Ошмян, Н.С. Ениколопов. — Москва: Химия, 1990. — 238 с.

18. Васильева В. В. Композиционные материалы: справочник / В. В. Васильева, Ю.М. Тарнапольского. — Москва: Лабиринт, 1994. — 367 с.

19. Гуль В. Е. Структура и механические свойства полимеров [Текст] / В. Е. Гуль, В.Н. Кулезнев. — Москва: Лабиринт, 1994. — 367 с.

20. Бунаков В. А. Армированные пластики [Текст] / В. А. Бунаков, Г. С. Головкин, Г. П. Машинская [и др.]. Под редакцией Г. С. Головкина, В.И. Семёнова. — Москва: Изд-во МАИ, 1997. — 404 с.

21. Рахманкулов Д.Л. Ингибиторы коррозии. Основы теории и практики применения. — Уфа: Гос. изд-во научн.‑техн. литературы «Реактив», 1997. — Т. 1. — 296 с.

22. Специальные полимерные материалы и покрытия. ГОСТ В26471–85, ГОСТ В51035–

97. Эл. ресурс. URL: www.nikimtatomstroy.ru (дата обращения: 29.05.2021).

23. Панщин Ю. П. Фторопласты [Текст] / Ю. П. Панщин, К. Ц. Дунаевский [и др.]. — Москва: Химия, 1999. — 196 с.

24. Охлопкова Ю.П. Пластики, наполненные ультрадисперсными неорганическими соединениями [Текст] / А. А. Охлопкова, А. В. Виноградов // Гомель: Изд-во ИММС НАНБ, 1999. — 180 с.

25. Smiley R. A . Phenylene — and Toluenediamine // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — Wiley. — 2000. — doi:10.1002124356007. a19. — 405 p.

26. Симонов-Емельянов И.Д. Классификация дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов по типу решеток и структурному принципу [Текст] / И.Д. Симонов-Емельянов // Клеи. Герметики. Технологии. — 2000. — №1. — С. 8–13.

27. Помагайло А. Д. Наночастицы металла в полимерах [Текст] / А. Д. Помагайло, А. С. Розенберг, И. Е. Уфлянд. — Москва: Химия, 2000. — 672 с.

28. Лиопо В. А. Особенности строения полимерных композитов, модифицированных углеродными добавками [Текст] / В.А. Лиопо, В.А. Струк, Е.В. Овчинников [и др.] // Вестник Гродненского госуд. ун-та: Серия 2. — 2000. — №1. — С. 47–53.

29. Кузнецов Ю.И. Современное состояние теории ингибирования коррозии металлов // Защита металлов. — 2002. — Т. 38, №2. — С. 122–131.

30. Tonosaki T. Effect of the protonation level of PoPD on the ac impedance of humidity — sensitive PoPD / poly (vinyl alcohol) composite films / T. Tonosaki, T. Oko, K. Jsomusa, K. Ogura / Journal Electroanalytical Chemistry, 2002. 520. p. 89–93.

31. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. — Москва: Академия, 2003. — 368 с.

32. Кузнецов Ю.И. Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах // Успехи химии. — 2004. — Т. 73, №1. — С. 79–93.

33. Бузник В. М. Металлополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение) [Текст] / В.М. Бузник, В.М. Фомин, А.П. Алхимов [и др.] // Новосибирск: Издво СО РАН, 2005. — 215 с.

34. Зинченко Г.В. Ингибирование коррозии стали композициями фосфатов и окислителей. Диссерт. канд. хим. наук. Спец. 05.17.03. — Москва: ИОН РАН, 2006. — 132 с.

35. Уайт Д. Л. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины [Текст] / Д.Л. Уайт, Д.Д. Чой. — ЦОП Профессия, 2006. — 240 с.

36. Авдейчик С. В. Полимерсиликатные машиностроительные материалы: физикохимия, технология, применение [Текст] / С. В. Авдейчик, В. А. Лиапо, В. Я. Прушак, В.А. Струк. — Минск: Технология, 2006. — 427 с.

37. Кулезнев В.А. Химия и физика полимеров [Текст] / В. Н. Кулезнев, В. А Шершнев. — Москва: Колос, 2007. — 367 с.

38. Штаньский Д.В. Многофункциональные наноструктурированные пленки [Текст] / Д.В. Штаньский // Успехи химии. — 2007. — Т. 76, №5. — С. 501–509.

39. Раков Э. Г. Получение тонких углеродных нанотрубок каталитическим пиролизом на носителе [Текст] / Э. Г. Раков // Успехи химии. — 2007. — Т. 76, №1. — С. 3–26.

40. Киричек А.В. Эпиламирование — нанотехнология для повышения эффективности механической обработки: справочник [Текст] / А. В. Киричек, Е.А. Звягина // Инженерный журнал. — 2007. — №2. — С. 15–18.

41. Панфилов Ю. В. Нанотехнологии в инженерии поверхности: справочник / Ю. В. Панфилов // Инженерный журнал. — 2007. — №1. — С. 14–24.

42. Li X.G. Synthesis, film-forming and electronic properties of o-phenylenediamine copolymecs displaying an uncommon tricolor / X. G. Li, H. Y. Wang, M. R. Huang // Macromolecules, 2007, 40. — p. 1489–1496.

43. Авдейчик С.В. Триботехнические технологии функциональных композитных материалов. Модельные представления [Текст] / С.В. Авдейчик, В.И. Кравченко, Ф.Г. Ловшенко [и др.]. — Гродно: ГГАУ, 2007. — 318 с.

44. Овчинников Е.В. Тонкие пленки фторсодержащих олигомеров: основы синтеза, свойства и применение [Текст] / Е.В. Овчинников, В. А. Струк, В. А. Губанов. — Гродно: Издво ГГАУ, 2007. — 326 с.

45. Фахретдинов П. С. Ингибиторы коррозии из ряда аминов и аммониевых соединений на основе α-олефинов и оксиэтилированных нонилфенолов [Текст] / П.С. Фахретдинов, Д.Н. Борисов, Г.В. Баранов [и др.] // Нефтегазовое дело. — 2008.

46. Брыляков К. П. Постметаллоценовые катализаторы полимеризации олефинов // Успехи химии. — 2007. — Вып. 76, № 3. — С. 279–304.

47. Крыжановский В. К. Производство изделий из полимерных материалов [Текст] / В. К. Крыжановский [и др.]. — СанктПетербург: Профессия, 2008. — 464 с.

48. Калинчев Э.Л. Прогрессивные технологии стабилизации полимерной продукции [Текст] / Э.Л. Калинчев [и др.] // Полимерные материалы. — 2008. — Т. 7. — С. 3–14.

49. Кербер М.Л. Полимерные конструкционные материалы: структура, свойства, технологии [Текст] / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г. С. Головкин [и др.]. — Санкт-Петербург: Профессия, 2008. — 560 с.

50. Мищенко С.В. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение [Текст] / С.В. Мищенко, А.Г. Ткачев. — Москва: Машиностроение, 2008. — 320 с.

Создание новых полимерных материалов с улучшенными электрофизическими и механическими свойствами и их применение в различных отраслях техники является важной задачей современного материаловедения [1–22].

В работе приведены результаты экспериментальных исследований электрофизической и механической прочности, температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь, удельного объемного электрического сопротивления и относительной деформации при разрыве новых пленочных полимерных материалов, полученных на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) со смесью добавок фенилендиамина ОФД и ФИ. Содержание добавок варьировалось в пределах по (0,03–0,5) масс. %.

Объектами изучения служили следующие материалы.

ПЭВД 158 — полиэтилен высокого давления — мягкий и пластичный материал в гранулах, который получают путем полимеризации в трубчатых реакторах и реакторах с перемешивающими устройствами. Полиэтилен — (–CH2 – CH2–) n продукт полимеризации бесцветного газа этилена, относящийся к кристаллизующимся полимерам низкой плотности, получаемым в процессе полимеризации при высоком давлении, содержащий (55…65) % кристаллической фазы [6, 8, 11, 23–29].

Фенилендиамин (ФД) — органическое вещество с формулой 1,1– C6H4(NH2) 2 имеет три изомера — один из них о-фенилендиамин (ОФД) с формулой 1,2–C6H8N2; рациональная формула — C6H4(NH2) 2; ароматический диамин — синоним — диаминобензол.

В промышленности о-фенилендиамин получают восстановлением 2‑нитроанилина, который синтезируют аминированием 2‑нитрохлор-бензола. Восстановление можно проводить под действием различных реагентов, например порошка железа, гидразина или сероводорода. Промышленный метод предполагает использование палладиевого катализатора [1, 3, 11, 30–41]. Также о-фенилендиамин можно получать аминированием 1,2‑дихлорбензола или аминированием анилина.

Для Цитирования:
Филонович А. В., Губанов О. М., Алымов Д. С., Гадалов В. Н., Исследование влияния модифицирования малыми добавками фенилендиаминов. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов. 2021;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: