Анотація до роботи:

Чихіра І.В. Розробка епоксидних композитних матеріалів для покриттів, модифікованих ультразвуковим полем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 – матеріалознавство. – Луцький державний технічний університет, м. Луцьк, 2006.

Вперше встановлено і обґрунтовано позитивний вплив комплексної ультразвукової обробки на попередній стадії формування композитів, суть якої полягає в обробленні окремо епоксидної композиції на повітрі, а волокнистого наповнювача у водному середовищі. Доведено, що застосування такої обробки з подальшим введенням твердника, при оптимальному вмісті дисперсного наповнювача феромагнітної природи – газової сажі, на 20…35 % підвищує адгезійну, когезійну міцність і модуль пружності епоксидних КМ, незалежно від хімічної природи волокон тканини. Розроблено адгезійний шар, що першим наноситься на металеву основу, який містить 60 мас. ч. діоксиду титану та 40 мас. ч. коричневого шламу на 100 мас. ч епоксидної смоли ЕД-20.

Розроблено технологію формування епоксикомпозитів з використанням комплексної ультразвукової обробки волокнистого наповнювача у водному середовищі та епоксидних композицій з дисперсними частками на повітрі. На основі проведених досліджень розроблено нові багатошарові захисні покриття для захисту технологічного устаткування від корозії та спрацювання.

1. Розроблено гібридні композитні матеріали на основі епоксидних смол, наповнені волокнистими і дисперсними наповнювачами, та покриття з високими експлуатаційними характеристиками за допомогою ультразвукового оброблення зв’язувача і наповнювачів, досліджено процеси структуроутворення при їх формуванні, а також технологічні умови їх виготовлення.

2. Експериментально встановлено оптимальний склад оброблених ультразвуком композицій, які містять дисперсні наповнювачі та волокнисті наповнювачі, окремо оброблені ультразвуком у водному середовищі. Вперше встановлено, що такий спосіб оброблення наповнювачів дозволяє поліпшити міжфазну взаємодію інґредієнтів і сприяє підвищенню на 30…35% їхньої когезійної міцності.

3. Методом дослідження динамічних механічних характеристик вивчено кінетику тверднення композиції з оптимальним вмістом газової сажі, оксидів хрому та алюмінію (50 мас.ч. на 100 мас.ч. епоксидної смоли ЕД-20) і встановлено зменшення тангенса кута механічних втрат на 10…15 % і збільшення ширини його піка у 1,8…2,0 рази, що свідчить про зростання ступеня зшивання матриці та, відповідно, підвищення адгезійної міцності на 20…25%.

4. Вперше доведено, що ультразвукове оброблення інґредієнтів композитів забезпечує суттєве зниження їх повзучості в умовах статичного навантаження. Встановлено, що коефіцієнт і швидкість повзучості зменшуються у 2,0…3,0 рази, абсолютне значення прогину зразка після початкового навантаження у 1,8…2,0 рази, а відносна деформація матеріалу протягом усього часу досліджень у 1,6…2,0 рази порівняно з необробленими матеріалами. Найвищу когезійну міцність і найнижчу повзучість мають епоксикомпозити, наповнені газовою сажею, армовані скляною і базальтовою тканинами, та оброблені ультразвуком, порівняно з матеріалами, які містять вуглецеву тканину. Вплив ультразвуку є визначальним фактором у поліпшенні експлуатаційних характеристик покриттів на основі розроблених композитів.

5. Визначено, що застосування наповнювача – суміші коричневого шламу і діоксиду титану та ультразвукове оброблення наповненої композиції на 21% підвищують електричний опір покриттів після 140 діб досліджень у середовищі 3%-ного розчину NaCl, який є підтвердженням їх високої корозійної тривкості. Встановлено, що вміст ґель-фракції у композиті зростає на 4,2%, що підтверджує механізм додаткового зшивання епоксидної матриці після оброблення ультразвуком.

6. Запропоновано багатошарові покриття з оброблених ультразвуком епоксикомпозицій, наповнених газовою сажею і армованих тканинами з мінеральних волокон, а також технологічні умови їх формування. Встановлено ефект підвищення у 1,8...2,2 рази стійкості покриття з розроблених матеріалів, які містять газову сажу і тканини з базальтових і вуглецевих волокон, до спрацювання під дією гідроабразиву. Крім того, розроблено багатошарові покриття, сформовані за спеціальними схемами з базальтової, скляної та вуглецевої тканин, призначені для застосування в агресивних середовищах промислового мастила та 3%-ого розчину NaOH.

7. Рекомендовані розроблені захисні покриття, маючи у 1,5...1,7 разів вищі фізико-механічні властивості, порівняно з відомими, дають можливість у 2,2...2,5 рази підвищити стійкість до спрацювання технологічного устаткування, завдяки чому у 3,5...4,0 рази збільшується його міжремонтний ресурс роботи. Загальний економічний ефект від впровадження захисних покриттів на підприємствах харчової і хімічної промисловості становить понад 8 тис. грн. на 150 м² поверхні.

Основний зміст дисертації викладено у таких працях:

1. Чихіра І.В. Вплив кута атаки гідроабразивної суміші на гідроабразивну стійкість епоксикомпозитів // Матеріали сьомої наукової конференції ТДТУ.- 2003. – С. 121.

Дисертантом досліджено вплив кута атаки гідроабразивної суміші на стійкість до спрацювання.

2. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Микитишин А.Г., Бадищук В.І., Чихіра І.В. Температурні релаксаційні процеси у полімеркомпозитних матеріалах // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції "Структурна релаксація в твердих тілах".- Вінниця.-2003. – С. 218-219.

Дисертантом досліджено релаксаційні процеси у полімеркомпозитних матеріалах при різних температурах.

3. Стухляк П.Д., Левицький В.В., Чихіра І.В. Вплив пластифікаторів та режимів формування на внутрішні напруження епоксикомпозитних матеріалів // Матеріали восьмої наукової конференції ТДТУ.- Тернопіль.- 2004.- С.87.

Особистий внесок автора полягає у дослідженні впливу вмісту інградієнтів композиту та температурно-часових параметрів формування наповнених систем на внутрішні напруження у покриттях.

4. Стухляк П.Д., Левицький В.В., Чихіра І.В. Фізична модифікація епоксикомпозитних матеріалів // Тези доповідей III Міжнародної науково-технічної конференції "Композиційні матеріали". – К.: Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут".-2004. – С. 129.

Автором вивчено вплив модифікації наповнювача на руйнівне напруження при згинанні епоксикомпозитів.

5. Стухляк П.Д., Бадищук В.І., Чихіра І.В. Вплив ультрафіолетової і магнітної обробки на повзучість епоксикомпозитів, на основі ЕД-20, що містять дисперсні феро-, пара- та діамагнетичні дисперсії // Матеріали девятої наукової конференції ТДТУ.- Тернопіль:ТДТУ.- 2005. – С.106.

Внесок автора полягає у дослідженні повзучості композитів, наповнених частками різної магнітної природи.

6. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В., Микитишин А.Г. Вплив ультразвукової обробки волокон у водному середовищі на релаксаційні процеси // Хімічна промисловість України.-2005.-№3.-С.29-34.

Дисертантом визначено вплив ультразвукової обробки на швидкість зшивання епоксидної матриці, що містить волокнисті і дисперсні наповнювачі.

7. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Чихира И.В. Исследование релаксационных процессов при формировании эпоксикомпозитов после обработки ультразвуком // Поликомтриб-2005: Тезисы докладов международной научно-технической конференции.-Гомель: ИММС НАНБ.- 2005.-С.322-323.

Автором визначено вплив ультразвукової обробки композицій з дисперсними наповнювачами на когезійні характеристики епоксикомпозитів.

8. Патент № 6884. Україна, МПК С09D163/00. Епоксикомпозитне покриття / М.В. Буряк, А.В.Букетов, П.Д. Стухляк, О.В. Тотосько, І.О. Чихіра, М.А. Долгов (Україна). – № 20041210409; Заявл. 17.12.2004; Опубл. 16.05.2005, Бюл. №5. –6 с.

Дисертантом досліджено внутрішні напруження розробленого покриття і прототипу.

9. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В., Золотий Р.З. Вплив ультразвукової обробки на зносостійкість епоксикомпозитів з “гібридним” наповнювачем // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції “Сучасні проблеми механіки”.-Львів: ЛНТУ ім.І.Франка.-2005.-С.26-27.

Внесок автора полягає у дослідженні впливу ультразвукової обробки епоксидних композицій і волокнистого наповнювача на стійкісить до спрацювання КМ.

10. Букетов А.В., Бадищук В.І., Левицький В.В., Чихіра І.В. Вплив зовнішньої модифікації бідисперсного наповнювача на формування покриттів з високими адгезійними характеристиками // Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу - 2005”.-Дніпропетровськ: Наука і освіта.-2005.-Т.9.-С.42-44.

Внесок автора полягає у дослідженні впливу дисперсного наповнювача на адгезійні властивості покриттів.

11. Букетов А.В., Чихіра І.В., Бадищук В.І., Добротвор І.Г. Дослідження впливу природи наповнювача і ультразвукової обробки на крайовий кут змочування епоксидних композицій // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании”.- Одесса: Черноморье.-2005.-Т.3.-С.49-50.

Внесок автора полягає у дослідженні впливу природи наповнювача на крайовий кут змочування епоксидних композицій.

12. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В. Дослідження фізико-механічних властивостей модифікованих ультразвуковим полем епоксипластів, що містять “гібридний” наповнювач // Вопросы химии и химической технологи.- 2005.- № 6. -С. 122-128.

Автором досліджено вплив ультразвукової обробки на когезійні характеристики композитних матеріалів.

13. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В., Сай В.З. Вплив ультразвукової обробки на фізико-хімічні процеси у поверхневих шарах епоксикомпозитів // Процеси механічної обробки в машинобудуванні.- Житомир: ЖДТУ.–2005.-Випуск 1.-С.3-19.

Дисертантом досліджено вплив ультразвукової обробки епоксидних композицій на кінетику зшивання матеріалу у присутності волокон.

14. Патент №6883. Україна, МПК C09D163/00. Спосіб отримання епоксикомпозитного покриття / М.В.Буряк, А.В. Букетов, П.Д. Стухляк, О.В. Тотосько, І.В. Чихіра, В.З. Сай (Україна). – №2004120406; заявл. 17.12.2004; опубл. 16.05.2005, бюл. №5. – 6 с.

Дисертантом досліджено температурно-часові режими отримання покриття.

15. Чихіра І.В. Вплив ультразвукового поля на реологічні властивості епоксикомпозитів // Вісник Тернопільського державного технічного університету.- 2006.- Т. 11, № 1. – С. 44-51.

Автором досліджено вплив ультразвукового поля на реологічні властивості епоксикомпозитів.

16. Букетов А., Чихіра І., Бадищук В. Дослідження фізико-механічних властивостей модифікованих ультразвуком епоксикомпозитів в умовах статичного навантаження // Матеріали десятої наукової конференції ТДТУ.- Тернопіль:ТДТУ.- 2006. – С.134.

Внесок автора полягає у дослідженні повзучості епоксикомпозитів при попередній ультразвуковій обробці волокнистого наповнювача.

17. Букетов А.В., Чихіра І.В., Добротвор І.Г., Золотий Р.З. Дослідження впливу наповнювачів після термообробки на діелектричні властивості епоксикомпозитів // Матеріали II міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні наукові дослідження-2006” - Дніпропетровськ: Наука і освіта.- 2006. –Т.41.- С.48-50.

Дисертантом досліджено вплив термообробки наповнювача на когезійні властивості композитних матеріалів.

18. Букетов А.В., Чихіра І.В., Добротвор І.Г., Золотий Р.З. Вплив природи наповнювача і ультразвукової обробки компонентів на характеристики повзучості композитів // Матеріали II міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні наукові дослідження-2006”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта.- 2006. –Т.33.-С.39-41.

Дисертантом досліджено вплив ультразвукової обробки композицій з дисперсним та влолокнистим наповнювачами на повзучість епоксикомпозитів у аґресивних середовищах.

19. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В., Добротвор І.Г., Кальба Є.М. Дослідження стійкості до спрацювання епоксикомпозитів, що містять модифікований ультразвуком “гібридний” наповнювач // Матеріали ХІІІ міжнародного колоквіуму “Механічна втома металів”. - Тернопіль: ТДТУ.- 2006. – С.498-503.

Дисертантом досліджено вплив ультразвукової обробки волокнистого наповнювача на стійкість до спрацювання епоксикомпозитів при різних кутах атаки гідроабразивної суміші.

20. Патент №17390. Україна, МПК(2006)C09D 5/08. Спосіб отримання епоксикомпозитного корозійностійкого покриття / А.В. Букетов, П.Д. Стухляк, І.В. Чихіра, М.А. Долгов, Р.З. Золотий, І.Г.Добротвор (Україна). – №u200604088; заявл. 13.04.2006; опубл. 15.09.2006, бюл. №9. – 6 с.

Дисертантом досліджено температурно-часові режими отримання епоксикомпозитного покриття, при попередній ультразвуковій обробці епоксидного олігомера.

21. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Чихіра І.В. Вплив ультразвукової обробки на корозійну тривкість епоксикомпозитних покриттів // Спецвипуск журналу “Фізико-хімічна механіка матеріалів”-2006.-Т.2,№5, - С.814-819.

Дисертантом досліджено вплив ультразвукової обробки епоксидних композицій на корозійну тривкість захисних покриттів у середовищі 3-% розчин хлориду натрію.

22. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Добротвор І.Г., Чихіра І.В. Дослідження впливу волокнистого наповнювача на процеси релаксації епоксикомпозитів // Матеріали І Міжнародної науково-практичної конференції “Наука: теорія та практика-2006”.-Дніпропетровськ: Наука і освіта.-2006.-Т.3.-С.79-81.

Дисертантом досліджено вплив міжфазної взаємодії на релаксаційні процеси у епоксикомпозитах, що армовані скляним, вуглецевим та базальтовим волокном.

23. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В., Добротвор І.Г. Дослідження повзучості модифікованих ультразвуком епоксикомпозитів, що містять “гібридний” наповнювач // Наукові нотатки.- Луцьк: ЛДТУ. – 2006.-Випуск 18.-С.30-36.

Дисертантом досліджено повзучість епоксикомпозитів, які піддавались впливу ультразвукової обробки на попередній стадії формування.

24. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Чихіра І.В. Вплив технології формування на повзучість у агресивних середовищах епоксикомпозитів, що містять дисперсний і волокнистий наповнювач // Вісник Тернопільського державного технічного університету.- 2006.- Т. 11, № 4. – С. 50-54.

Дисертантом досліджено вплив технології формування полімеркомпозитних матеріалів на їх повзучість у агресивних середовищах.