УПРАВЛІННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЮ ЗАСОБІВ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ ВНАСЛІДОК ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРМОСТІЙКИХ ЕПОКСИКОМПОЗИТІВ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.67.20242Ключові слова:
транспорт, композит, властивості, експлуатація, полімер, покриттяАнотація
Полімерні композитні матеріали широко використовуються у водному транспорті у вигляді корозійностійких та зносостійких композитів й захисних покриттів. Водночас, вчені зараз проводять низку досліджень для створення матеріалів з покращеними властивостями, зокрема теплофізичними. Актуальним на теперішній час є наповнення епоксидної матриці модифікуючими добавками. Останні, як правило, фізично та хімічно активні для взаємодії з макромолекулами епоксидної смоли, що дозволяє створювати міцнозшиту структуру гомогенної системи під час полімеризації.
Вважалося, що перспективним є використання 2,4-діаміноазобензол-4'-карбонової кислоти як модифікуючої добавки. Така добавка характеризується наявністю активних груп, які можуть взаємодіяти з ланцюгами епоксидної смоли на мікрорівні під час структуроутворення матеріалів. Цей фактор забезпечує покращення теплофізичних властивостей розроблених матеріалів для морського й річкового транспорту.
У цій роботі оптимальну концентрацію модифікатора в епоксидній смолі було визначено за критеріями термічних характеристик. Встановлено, що для отримання композитного матеріалу з покращеними теплофізичними властивостями необхідно до епоксидного полімеру в присутності 100 мас.ч. епоксидного олігомеру додавати модифікуючу добавку 2,4-діаміноазобензол-4'-карбонову кислоту в концентрації 0,5-1,5 мас.ч. Це забезпечує підвищення термостійкості порівняно з ненаповненою епоксидною матрицею з 342 К до 357-359 К, а температури склування з 328 К до 344-347 К. Обґрунтовано, що це пов'язано з інтенсифікацією релаксаційних процесів у розроблених матеріалах. Також, завдяки наявності модифікуючої добавки в полімері на одиницю об'єму матеріалів утворюються нові хімічні та фізичні зв'язки між структурними елементами складових композиту.
Посилання
Cho Soo Hyoun, Scott R., Paul V. Self‐healing polymer coatings. Advanced Materials. 21 (6), 645-649 (2009) doi.org/10.1002/adma.200802008
Shaffer E.O., McGarry F.J., Lan Hoang. Designing reliable polymer coatings. Polymer Engineering & Science. 36 (18), 2375-2381 (1996) doi.org/10.1002/pen.10635
Momber A., Irmer M., Gluck N. Performance characteristics of protective coatings under low-temperature offshore conditions. Part 1: Experimental set-up and corrosion protection performance, Cold Reg. Sci. Technol. 127, 109-114 (2016) DOI:10.1016/j.coldregions.2016.04.
Diniz F.B., De Andrade G.F., Martins C.R., De Azevedo W.M. A comparative study of epoxy and polyurethane based coatings containing polyaniline-DBSA pigments for corrosion protection on mild steel. Prog. Org. Coat. 76 (5), 912-916 (2013) doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013.02.010
Zhou C., Lu X., Xin Z., Liu J., Zhang Y. Hydrophobic benzoxazine-cured epoxy coatings for corrosion protection. Prog. Org. Coat. 76, 1178-1183 (2013) DOI:10.1016/j.porgcoat.2013.03.013
EEXI and CII - ship carbon intensity and rating system. URL: https://www.imo.org/en/ourwork/environment/pages/eexi.aspx (access data 24.08.2025)
Sapronov O., Buketov A., Kim B., Vorobiov P., Sapronova L. Increasing the Service Life of Marine Transport Using Heat-Resistant Polymer Nanocomposites. Materials. 17, 1503 (2024) doi.org/ 10.3390/ma17071503
Momber A., Irmer M., Gluck N. Performance characteristics of protective coatings under low-temperature offshore conditions. Part 2: Surface status, hoarfrost accretion and mechanical properties, Cold Reg. Sci. Technol. 127, 109-114 (2016) DOI:10.1016/j.coldregions.2016.04.
Buketov A.V., Shulga Yu.M., Fesenko I.P., Bezbakh O.M., and Pastukh O.A. Increasing the Lifetime of Water Transportation Vehicles by Using Multifunctional Composites with a Polymer Matrix, Ultradisperse Diamond, and Discrete Fibrous Filler. Journal of Superhard Materials. 46 (1), 40–54 (2024) DOI: 10.3103/S1063457624010027
Mohan P. A critical review. The modification, properties, and applications of epoxy resins. Polym. Plast. Technol. Eng. 52, 107–125. (2012) doi.org/10.1080/03602559.2012.727057
Paluvai N.R., Mohanty S., Nayak S.K. Synthesis and Modififications of Epoxy Resins and Their Composites: A Review. Polymer-Plastics Technology and Engineering. 53. 1723–1758 (2014) DOI:10.1080/03602559.2014.919658
Akimov A.V., Buketov A.V., Sapronov A.A., Yakushchenko S.V., Smetankin S.A. Development of polymer composites with improved thermophysical properties for shipbuilding and ship repair. Composites: Mechanics, Computations, Applications. 10(2), 117-134 (2019) doi: 10.1615/CompMechComputApplIntJ.2018026989
Brailo M., Buketov A., Yakushchenko S., Vynar V., Kobelnik O. The investigation of tribological properties of epoxy-polyether composite materials for using in the friction units of means of sea transport. Materials Performance and Characterization. 7(1), 275–299 (2018) doi:10.1520/MPC20170161 / available online atwww.astm.org).
Buketov A., Sapronov O., Brailo M.,... Sapronova A., Sotsenko V. The use of complex additives for the formation of corrosion- and wear-resistant epoxy composites. Advances in Materials Science and Engineering. 8183761 (2019) doi.org/10.1155/2019/8183761
Stukhlyak P.D., Buketov A.V., Panin S.V., Maruschak P.O., Moroz K.M., Poltaranin M.A., Vukherer T., Kornienko L.A., Lyukshin B.A. Structural fracture scales in shock-loaded epoxy composites. Physical Mesomechanics. 18 (1), 58-74 (2015) doi.org/10.1134/S1029959915010075.
