Багатофункціональні полімерні композити для устаткування нафтогазовидобувного комплексу
DOI:
https://doi.org/10.31471/2311-1399-2022-2(18)-45-52Ключові слова:
епоксидна матриця, математичне планування експерименту, модуь пружності, руйнівні напруження при згині.Анотація
Для проведення ремонту трубопровідного транспорту розроблений полімерний адгезив, що забезпечує
високі показники адгезійної міцності. Для його формування використовували епоксидний діановий олігомер
марки ЕД-20 і наповнювач рослинного походження дисперсністю 400–600 нм за вмісту q = 0.050–
0.500 мас.ч. (на 100 мас.ч. епоксидного олігомеру ЕД-20). Для зшивання епоксидного зв’язувача
використано твердник поліетиленполіамін ПЕПА (q = 10 мас.ч.). Показано, що максимальним значенням
адгезійної міцності при відриві (σа = 33.6 МПа), зсуві (
а = 11.2 МПа) і мінімальним значенням залишкових
напружень (σres = 0.80–0.88 МПа) характеризуються матеріали, що містять наповнювач рослинного
походження q = 0.075–0.100 мас.ч. Проведено комплексні дослідження фізико-механічних властивостей, за
результатами яких встановлено оптимальний вміст наповнювача у реактопластичній матриці, який
становить q = 0.075–0.100 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидного олігомеру ЕД-20 і 10 мас.ч. твердника ПЕПА.
Такі композити характеризуються механічними властивостями при згині: руйнівні напруження σfl = 102.9–
118.7 MПа, модуль пружності Е = 3.0–3.2 ГПа. Методом математичного планування експерименту
встановлено вміст різнодисперних добавок у епоксидному зв’язувачі ЕД-20. Це дозволило отримати
полімерні покриття з комплексом поліпшених механічних властивостей: σfl = 107.3 MПа, E = 4.6 ГПа.
Завантаження
Посилання
Buketov, AV, Sapronova, AV, Braila, MV,
Sotsenko, VV, Yurenin, KYu & Antonio, B 2018, ‘Polymer
composites for improving the resource of pipeline transport’,
Journal of Hydrocarbon Power Engineering, vol. 5, iss. 2,
рр. 63–68.
Kolosov, AE, Sivetskii, VI, Kolosova, EP, Vanin,
VV, Gondlyakh, AV, Sidorov, DE [et al.] 2019, ‘Use of
Physicochemical Modification Methods for Producing
Traditional and Nanomodified Polymeric Composites with
Improved Operational Properties’, International Journal of
Polymer Science, vol. 2019, pp.1–18.
https://doi.org/10.1155/2019/1258727.
Panda, A, Dyadyura, K, Valíček, J, Harničárová, M,
Kušnerová, M, Ivakhniuk, T, Hrebenyk, L, Sapronov, O,
Sotsenko, V, Vorobiov, P, Levytskyi, V, Buketov, A,
Pandová, I 2022, ‘Ecotoxicity Study of New Composite
Materials Based on Epoxy Matrix DER-331 Filled with
Biocides Used for Industrial Applications’, Polymers,
(16):3275.
Kuzhir, P, Paddubskaya, A, Plyushch, A, Volynets,
N, Maksimenko, S, Macutkevic, J, Kranauskaite I, Banys J,
Ivanov E, Kotsilkova R, Celzard A, Fierro V, Zicans J,
Ivanova T, Merijs Meri R, Bochkov I, Cataldo A, Micciulla F,
Bellucci S, Lambin P 2013, ‘Epoxy composites filled with
high surface area-carbon fillers: Optimization of
electromagnetic shielding, electrical, mechanical, and thermal
properties’, Journal of Applied Physics, 114(16), 164304.
Sapronov, ОО, Sotsenko, VV, Antonio, B,
Smetankin, SO & Yurenin, KYu 2020, ‘Polymeric materials
based on epoxy oligomer DER-331 and hardeners of different
physical and chemical nature for repairing of gas production
equipment’, Journal of Hydrocarbon Power Engineering,
vol. 7, iss. 2, рр. 54–60. DOI: 10.31471/2311-1399-2020-
(14)-54-60.
Sapronov, O, Buketov, A, Sapronova, L & Vorobiov,
P 2022, Development of epoxy composites resistant to impact
loads. Advanced polymer materials and technologies: recent
trends and current priorities: multi-authored monograph /
edited by V. Levytskyi, V. Plavan, V. Skorokhoda,
V. Khomenko, Lviv Polytechnic National University, Lviv,
рр. 41–47. [in Ukrainian]
Kershenbaum, YaM & Protasov, VN 1970,
Restoration of Petroleum-Industry Equipment with Glued
Connections, Nedra, Moscow. [in Russian]
Prabhakar, MN., Shah Atta Ur Rehman, Rao KC &
Song, J 2015, ‘Mechanical and Thermal Properties of Epoxy
Composites Reinforced with Waste Peanut Shell Powder as a
Bio-filler’, Fibers and Polymers, vol. 16, no. 5, рр. 1119–
George, BR, Bockarie, A, Bieak, N, Evazynajad, A,
Kar, A, Veluswamy, S & McBride, H 2000, The Ninth Annual
Conference on Recycling of Fibrous Textile and Carpet Waste.
Vorobiov, P 2022, ‘Influence of content of discrete
fibers in epoxy binders on indicators of adhesive and cohesion
strength of coatings’, Scientific journal "METALLURGY",
no.1, рр. 21–29.
Sapronov, О, Vorobiov, P, Sapronova, L & Brailo,
V 2022, ‘Influence of organic content fibrous additives of
natural and synthetic origin on the properties of epoxy
protective coatings’, Scientific journal "METALLURGY",
no.1, рр. 56–66.
Declaration of Patent for Invention 35660 Ukraine,
IPC B29C61/00, B29C61/08, C08L63/00, C08J3/28,
C09J3/08, A method of fabricating couplers possessing
thermal stability / Sheludchenko, VI & Klyavlin, VV,
no. 200042473, appl. April 28, 2000, publ. April 16, 2001,
Biull., no. 3. [in Ukrainian]
Buketov, AV, Dolgov, NA, Sapronov, AA &
Nigalatii, VD 2018, ‘Adhesive pull and shear strength of
epoxy nanocomposite coatings filled with ultradispersed
diamond’, Strength of Materials, Vol. 50, no. 3, рр. 425–431.
Buketov, A., Maruschak, P, Sapronov, O,
Zinchenko, D, Yatsyuk, V & Panin, S 2016, ‘Enhancing
performance characteristics of equipment of sea and river
transport by using epoxy composites’, Transport, vol. 31,
iss. 3, рр. 333–342.
Brailo, MV, Buketov, AV, Yakushchenko, SV,
Sapronov, OO & Dulebova, L 2018, ‘Optimization of contents
of two-component polydispersed filler by applying the
mathematical design of experiment in forming composites for
transport repairing’, Bulletin of the Karaganda University.
“Mathematics” series, no. 1 (89), рр. 93–104.
Buketov, АV, Brailo, MV, Stukhlyak, DP,
Yakushchenko, SV, Sapronov, OO, Cherniavskyi, VV,
Husiev, VM, Dmitriev, DА, Yatsyuk, VM, Bezbakh, ІІ &
Negrutsa, RYu 2018, ‘Optimization of components in
development of polymeric coatings for restoration of transport
vehicles’, Bulletin of the Karaganda University.
“Mathematics” series, no. 4 (92), рр. 119–131.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право
.png)
.png){kind=logo}
