По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 669.14:621.785.52 DOI:10.33920/pro-2-2101-04

Многофункциональные герметики на основе жидких каучуков с повышенными физико‑механическими свойствами

Гадалов В.Н., д-р техн. наук, профессор, e-mail: Gadalov – VN@yandex.ru, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94
Скрипкина Ю.В., канд. техн. наук, доцент, e-mail: Julia skr@mail.ni Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94
Петренко В.Р., д-р техн. наук, профессор, e-mail: petrenko@vorstu.ru Воронежский государственный технический университет, Воронеж, 394006, ул. 20-летия Октября, д. 84,
Губанов О.М., канд. техн. наук, руководитель проектов по разработке новых видов продукции, e-mail: gubanov_oleg81@mail.ru Группа компаний НЛМК, ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», Липецк, 398040 площадь Металлургов, д. 2
Макарова И.А., аспирантка, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305040, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 94, , e-mail: makarova.mia@yandex.ru

Представлены сведения о композиционных материалах (эластомерах) на основе жидкого изопренового каучука с оксидно-зо-линил-карбанатизоцианатными гетероцепными полярными блоками с повышенными физико-механическими свойствами. Разработанные эластомерные материалы обладают комплексом высоких физико-механических характеристик, являются стойкими к растворам минеральных кислот и щелочей, показали высокую устойчивость к абразивному и гидроабразивному износу, а также могут быть использованы для защиты технологического оборудования от влияния агрессивных растворов в химической, горнообогатительной, гидрометаллургической отраслях промышленности, в качестве герметиков, защитных покрытий, конструкционных изделий и др.

Литература:

1. Лабутин, А.Л. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков. — Ленинград: Химия, 1982. — 213 с.

2. Хакимуллин, Ю.Н. Герметики на основе полисульфидных олигомеров: синтез, свойства, применение / Ю.Н. Хакимуллин [и др.]. — Москва: Наука, 2007. — 301 с.

3. Перова, М.С. Герметизирующие композиции на основе бутилкаучука, модифицированные реакционноспособными олигомерами / М.С. Перова, К.А. Антипов, Р.Ю. Галимзянова [и др.] // Клей. Герметик. Технологии. — 2011. — №6. — С. 9–12.

4. Бондалетова, Л.И. Полимерные композиционные материалы / Л.И. Бондалетова, В.Г. Бондалетов. — Томск: Изд-во ТПИ, 2013. — 118 с.

5. Цвайфель, Х. Добавки к полимерам: справочник / Х. Цвайфель, Р.Д. Маер, М. Шилер. — СПб.: ЦОП «Профессия», 2010. — 1144 с.

6. Помогайло, А.Д. Наночастицы металла в полимерах / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, И.Е. Уфлянд. — Москва: Химия, 2000. — 672 с.

7. Имамутдинов, И.В. Герметик на основе эластомеров / И.В. Имамутдинов, Р.Ю. Галимзянова, Ю.Н. Хакимуллин // Вестник технологического университета. — 2015. — Т. 18, №6. — С. 69–74.

8. Гадалов, В.Н. Использование электроэрозионных порошков в композиционных электрохимических покрытиях при упрочнении и восстановлении деталей машин / В.Н. Гадалов, Е.А. Филатов, И.А. Макарова // Ремонт. Восстановление. Модернизация. — 2017. — № 11. — С. 46–48.

9. Гадалов, В.Н. Химико-термическая и электрофизическая обработка сплавов и покрытий / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, А.В. Ляхов. — Москва: АРГАМАК-МЕДИА, 2017. — 388 с.

10. Гадалов, В.Н. Применение композиционных покрытий, полученных различными технологиями для повышения эксплуатационных свойств инструмента и деталей специального назначения / В.Н. Гадалов, А. Е. Гвоздев, Е.А. Филатов [и др.] // Известия Тульского госуд. ун-та. Технические науки. — 2017. — №11–2. — С. 141–153.

11. Гадалов, В.Н. Исследование и разработка методов повышения надежности и работоспособности деталей ЦПГ дизелей многофункциональными покрытиями / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, И.А. Макарова [и др.] // Автомобильная промышленность. — 2018. — №6. — С. 27–30.

12. Литвинов, М.Ю. Жидкие каучуки: учебное пособие / М.Ю. Литвинов, И.И. Осовская. — ВШТЭ СПб., 2019. — 32 с.

13. Гадалов, В.Н. Закономерности формирования структуры частиц порошковых композиций на основе алюминия, получаемых механическим реакционным легированием / В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков [и др.] // Материаловедение. — 2019. — №7. — С. 24–29.

14. Симонов-Емельянов, И.Д. Классификация дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов по типу решеток и структурному принципу / И.Д. Симонов-Емельянов // Клей. Герметик. Технологии. — 2020. — №1. — С. 8–13.

15. Заикин, А.Е. Повышение адгезии между компонентами смеси полиэтилен-полихлоропрен под действием наполнителей / А.Е. Заикин, А.Р. Ахметов // Клей. Герметик. Технологии. — 2020. — №2. — С. 2–7.

16. Мурашов, В.В. Диагностика полимерных композиционных материалов в деталях и конструкциях акустическими методами [Текст] / В.В. Мурашов, А.В. Славин // Клей. Герметик. Технологии. — 2020. — №2. — С. 26–33.

17. Гадалов, В.Н. Исследование механических и эксплуатационных свойств конструкционных сталей с боридными, цианированными и гальваническими покрытиями [Текст] / В.Н. Гадалов, И.А. Макарова, А.В. Филонович [и др.] // Известия Тульского госуд. ун-та. Технические науки. — 2020. — №5. — С. 374–384.

18. Гадалов, В.Н. Повышение эффективности работы деталей и инструмента многоцелевого назначения / В.Н. Гадалов, А.В. Ляхов, И.А. Макарова // Главный механик, 2020. — №6 (202). — С. 35–44.

19. Гадалов, В.Н. Композиционные порошковые покрытия специального назначения / В.Н. Гадалов, Е.А. Филатов, И.А. Макарова [и др.] // Главный механик. — 2020. — №7 (203). — С. 32–36.

20. Филонович, А.В. Металлополимерные композиты с ультра- и нанодисперсными частицами [Текст] / А.В. Филонович, Е.А. Филатов, В.Н. Гадалов [и др.] // Главный механик, 2020. — №9 (205). — С. 20–28.

21. Гадалов, В.Н. Электролитические железофосфорные покрытия с наполнителем из карбида вольфрама, а также железомолибденовые и железовольфрамовые покрытия / В.Н. Гадалов, Е.А. Филатов, И.А. Макарова // Современное состояние и перспективы развития науки и образования. Сб. статей III межд. НПК (Петрозаводск, РФ, 16.09.2020) — Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2020. — С. 55–66.

22. Макарова, И.А. Изучение формирования нанокомпозиционных фторопластовых тонкостенных покрытий на металлических подложках различной природы с использованием атомно-силовой микроскопии / И.А. Макарова, А.В. Филонович, В.Н. Гадалов [и др.] // Главный механик, 2020. — № 10 (206). — С. 34–45.

23. Гадалов, В.Н. О влиянии режима электроискрового легирования на кинетику массопереноса материала легирующего электрода на титановые сплавы для лопаток паровых турбин / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, И.В. Ворначева // Ремонт. Восстановление. Модернизация. — 2020. — № 10. — С. 38–43.

24. Гадалов, В.Н. Исследование структуры фазового состава и физико-механических свойств модифицированных отливок из жаропрочного сплава ЖС3ДК [Текст] / В.Н. Гадалов, И.А. Макарова, А.Е. Гвоздев [и др.] // Заготовительные производства в машиностроении. — 2020. — Т. 18, № 10. — С. 435–445.

25. Гадалов, В.Н. Изучение закономерностей изменения акустических характеристик в зависимости от параметров микроструктуры и разработка электроакустического критерия предельного состояния / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, О.Н. Болдырева [и др.] // Главный механик, 2020. — № 10 (206). — С. 31–43.

26. Гадалов, В.Н. Материаловедение и металловедение сварки: учебник / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, С.В. Сафонов [и др.]. — Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. — 308 с.

Защита технологического оборудования в условиях контакта с коррозионноактивными средами является одной из наиболее важных проблем современного производства. Для защиты металлов от коррозии широко используют новые технологии и различные полимерные композиционные материалы [1–22], в частности на основе синтетических каучуков [1, 2], благодаря их высокой стойкости к коррозионноактивным средам, в первую очередь к кислотам, щелочам и солям.

Известно, что карбоцепные каучуки отличаются значительно большей стойкостью к действию кислот, щелочей, окислителей, чем гетероцепные каучуки. В то же время некоторые гетероцепные эластомеры значительно превосходят карбоцепные по износостойкости, сопротивлению влиянию активных растворителей. Введение в каучуки гетероцепных полярных блоков дает возможность для получения герметизирующих полимерных материалов с новыми свойствами, не достижимыми при использовании каждого типа вышеупомянутых эластомерных материалов.

В работе разработаны жидкие реакционноспособные каучуки с оксадиазолинилкарбанатизоцианатными группами следующего строения (рис. 1).

Заменой радикалов R1 и R2 регулируется время жизни и отвердения полимерных композиций на их основе. При использовании в качестве отверждающих агентов диолов и диаминов разной химической природы разработаны полимерные композиции, которые могут быть использованы в качестве липких клеев, связующих для высоконаполненных систем, герметизирующих составов, конструкционных материалов и др.

Рис. 1. Формула жидких реакционноспособных каучуков (R: –C4H6–C5 H8; n = (30–80); R1,2 –Alk.)

Разработанные эластомеры характеризуются высокими физико-механическими свойствами (сопротивление разрыву 6…25 МПа, относительное удлинение 250…1000 %, твердость по Шору А 50…95 усл. ед., хорошей адгезией к металлам 20,0…22,0 кгс/см2, которые определяются соотношением эластичного и жесткого блоков. Материалы характеризуются набуханием в 10…100 раз меньшим, чем уретановые эластомеры на основе полиэфиров, за счет гидрофобности диеновых блоков в составе полимерной цепи. Стойкость эластомеров к действию растворов кислот и щелочей определяли путем сравнения физико-механических свойств (прочность и относительное удлинение) до и после взаимодействия с агрессивными средами, при температуре 22 ± 2 °С на протяжении 1000 часов. Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 1.

Для Цитирования:
Гадалов, Скрипкина, Петренко, Губанов, Макарова, Многофункциональные герметики на основе жидких каучуков с повышенными физико‑механическими свойствами . Главный механик. 2021;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: