Анотація до роботи:

Тотосько О.В. Розробка епоксикомпозитних покриттів, модифікованих електроіскровим гідроударом, з поліпшеними експлуатаційними характеристиками. – 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 електроіскрового гідроудару на експлуатаційні характеристики епоксикомпозитів, наповнених полідисперсними наповнювачами різної магнітної природи. Доведено, що використання електроіскрової обробки епоксидної смоли з подальшим введенням пластифікатора, твердника та бідисперсного наповнювача з оптимальним вмістом забезпечує підвищення фізико-механічних і теплофізичних властивостей композитів на 10…20%, а адгезійних – на 20…38%. За допомогою спеціально розробленої методики досліджено кінетику зростання внутрішніх напружень на різних етапах формування композитів. Розроблено технологію формування епоксикомпозитних матеріалів і покриттів на їх основі.

Розроблено технологію модифікації електроіскровим леґуванням основи з подальшою обробкою електроіскровим гідроударом інґредієнтів епоксидної матриці. На основі проведених досліджень створено і впроваджено нові двошарові полімеркомпозитні покриття для захисту від корозії технологічного устаткування різних галузей промисловості України.

1. Експериментально встановлено, що попередня обробка композицій електроіскровим гідроударом приводить до збільшення адгезійної міцності епоксикомпозитних матеріалів на 20…38%, внаслідок кращої міжфазної взаємодії компонентів системи. Запропоновано три варіанти технології обробки компонентів матриці електроіскровим гідроударом. Найкращі характеристики мають композитні матеріали після обробки електроіскровим гідроударом смоли ЕД-20 з подальшим введенням у визначеному порядку пластифікатора, наповнювача і твердника.

2. Встановлено кінетику зростання внутрішніх напружень у досліджуваних композитах залежно від температури, хімічної природи і вмісту наповнювачів. Показано, що попередня обробка епоксидної смоли електроіскровим гідроударом приводить до підвищення внутрішніх напружень в епоксикомпозитах у 1,2…1,7 рази, за рахунок утворення матеріалу з більше зшитою структурою. Встановлено, що коефіцієнт зростання внутрішніх напружень зменшується на 13...72% у оброблених електроіскровим гідроударом композитах.

3. Показано, що в усіх випадках після обробки оліґомера електроіскровим гідроударом, залежно від хімічної природи часток коефіцієнт Пуассона композитів зменшується на 2...31%. Експериментально встановлено оптимальне підвищення руйнівного напруження при стисканні та ударної в’язкості у 1,2...2,0 і 1,6...1,8 рази, відповідно, при вмісті наповнювачів 80 мас.ч. на 100 мас.ч. Попередня модифікація гетерогенних композицій електроіскровим гідроударом забезпечує як підвищення ступеня зшивання матриці у поверхневих шарах навколо наповнювача, так і рівномірність розподілу напружень в об'ємі полімеру. Це поліпшує пружні властивості матеріалу при динамічних навантаженнях.

4. Вперше встановлено, що введення бідисперсного наповнювача забезпечує зменшення танґенса кута діелектричних втрат на 10…15%, а також його зміщення в область вищих температур на 7…10 К, порівняно з полімерною матрицею. Методами ЕПР-, ІЧ-спектроскопії та електронної мікроскопії показано, що взаємодія магнітного поля часток наповнювача та активних радикалів, утворених в результаті модифікації зовнішніми полями матриці, забезпечує високий ступінь зшивання матриці у поверхневих шарах, що поліпшує експлуатаційні характеристики досліджуваних композитів.

5. Експериментально встановлено зростання адгезійної і когезійної міцності системи “покриття – основа” у 1,5…1,8 рази внаслідок обробки епоксидного оліґомера електроіскровим гідро ударом, порівняно з необробленим. Показано, що модуль пружності після модифікації зростає у 1,6…2,0 рази, а абсолютна деформація зменшується на 18…24%. Попередня обробка електроіскровим гідроударом епоксикомпозитів, які містять бідисперсні частинки B₄C і Cr₂O₃, а також SiC і Аl₂O₃, забезпечує зменшення відносної деформації матеріалу покриття у 3,0…3,5 рази порівняно з необробленими матеріалами.

6. Показано ефективність застосування обробки матриці електроіскровим гідроударом з подальшим введенням бідисперсного наповнювача з оптимальним вмістом, що дозволяє підвищити опір захисних покриттів на 0,93...1,24 Омсм², а також забезпечує значне зменшення ємності на 29...51 ПФ/см². Використання у розроблених покриттях додаткового адгезійного шару забезпечує поліпшення адгезії полімеркомпозитів до металевої основи, а відповідно поліпшення фізико-механічних і антикорозійних властивостей технологічного устаткування.

7. Експериментально в промислових умовах випробувано та підтверджено високу корозійну тривкість полімеркомпозитних покриттів на основі модифікованої електроіскровим гідроударом епоксидної матриці та бідисперсного наповнювача – фериту і газової сажі. Впровадження розроблених покриттів дозволило збільшити міжремонтний період роботи у 3,5…4,0 рази, підвищити корозійну стійкість обладнання у 2,2…2,4 рази. Загальний економічний ефект від впровадження становить 15448 грн. на 100 м².

Основний зміст дисертації викладено в таких працях:

1. Стухляк П., Тотосько О., Заблоцький О. Дослідження впливу електро-гідравлічного удару на властивості епоксикомпозитних матеріалів // Матеріали восьмої наукової конференції ТДТУ.- Тернопіль:ТДТУ.- 2004.- С.86.

Особистий внесок полягає у дослідженні впливу електроіскрового гідроудару на властивості епоксидної матриці.

2. Стухляк П.Д., Бадищук В.І., Тотосько О.В. Підвищення властивостей епокси-композитних матеріалів при ультрафіолетовому випромінюванні // Тези доповідей ІІІ Міжнародної науково-технічної конференції “Композиційні матеріали”.- К.:КПІ. - 2004.- С.128.

Особистий внесок полягає у дослідженні тривалості впливу ультрафіолетового опромінення на теплофізичні властивості композитних матеріалів.

3. Стухляк П.Д., Букетов А.В., Тотосько О.В., Шовкун О.П. Модифікація епоксидних матеріалів електрогідравлічним ударом // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2004. - Т.1. №1.– С.47 – 49.

Особистий внесок полягає у визначенні впливу електроіскрового гідроудару на властивості матриці.

4. Стухляк П., Букетов А., Тотосько О., Ярема І. Вплив електрогідравлічного удару на властивості епоксидної матриці// Машинознавство.-2004.-№8.-С.22-26.

Особистий внесок полягає у дослідженні впливу обробки електроіскровим гідроударом пластифікатора матриці на властивості композитів.

5. Тотосько О.В., Стухляк П.Д., Букетов А.В., Долгов М.А. Дослідження впливу електроіскрового гідроудару на адгезійно-когезійні характеристики епоксидних покриттів // Наукові нотатки.- Луцьк. -2005. - С. 222-231.

Особистий внесок полягає у дослідженні впливу легування основи на фізико-механічні властивості системи “покриття-основа”.

6. Букетов А., Золотий Р., Тотосько О. До питання дослідження поверхневих шарів з використанням оптичних методів та обробкою результатів у системі MathCad // Матеріали дев’ятої наукової конференції ТДТУ.- Тернопіль:ТДТУ.- 2005.- С.107.

Особистий внесок полягає в обробці результатів досліджень у системі MathCad.

7. Букетов А., Стухляк П., Тотосько О. Механічні властивості епоксикомпозитів при модифікації електроіскровим гідроударом // Тези доповідей “7-й Міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові”. – Львів.- 2005.- С.107-108

Особистий внесок полягає у дослідженні механічних властивостей епоксикомпозитів після обробки їх електроіскровим гідроударом.

8. Патент № 7820. Україна, МПК В03В13/04. Установка для електрогідравлічної обробки олігомерних композицій / Букетов А.В., Стухляк П.Д., Тотосько О.В., Шовкун О.П. (Україна). – № 20041109582; Заявл. 22.11.2004; Опубл. 15.07.2005, Бюл. №7.–6 с.

Особистий внесок полягає у розробці електричної схеми установки та каналу подачі композиції в установці.

9. Патент № 6883. Україна, МПК С09D163/00, C23C14/00. Спосіб отримання епокси-композитного покриття / М.В. Буряк, А.В.Букетов, П.Д. Стухляк, О.В. Тотосько, І.В. Чихіра, В.З. Сай (Україна). – № 20041210406; Заявл. 17.12.2004; Опубл. 16.05.2005, Бюл. №5. –6 с.

Особистий внесок полягає у проведенні експериментів для визначення оптимальних технологічних режимів формування композитів.

10. Патент № 6884. Україна, МПК C09D163/00. Епоксикомпозитне покриття / М.В. Буряк, А.В.Букетов, П.Д. Стухляк, О.В. Тотосько, І.В. Чихіра, М.В. Долгов (Україна). – №20041210409; Заявл. 17.12.2004; Опубл. 16.05.2005, Бюл. №5. –8 с.

Особистий внесок полягає у проведенні експерименту з метою визначення оптимального складу композитного покриття.

11. Стухляк П.Д., Добротвор І.Г., Букетов А.В., Золотий Р.З., Тотосько О.В. Розробка методики дослідження параметрів поверхневих шарів у епоксикомпозитах з використанням спектрального аналізу ділянок полімеру // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2005. - Т.1, №5.– С.92 – 98.

Особистий внесок полягає у дослідженнях параметрів поверневих шарів, а також – у обробці даних експерименту.

12. Букетов А., Стухляк П., Тотосько О. Дослідження релаксаційних процесів у епоксикомпозитах після модифікації матриці електроіскровим гідроударом // Вісник ТДТУ.-2005.-№3.-С.36-44.

Особистий внесок полягає у експериментальному дослідженні впливу електроіскрового гідроудару на релаксаційні процеси у епоксикомпозитах при контрольних температурах.

13. Букетов А.В., Стухляк П.Д., Тотосько О.В. Епоксикомпозити. Модифікація електроіскровим гідроударом // Хімічна промисловість України.-2005.-№4.-С. 39-43.

Особистий внесок полягає у проведенні досліджень з метою визначення впливу електроіскрового гідроудару на руйнівне напруження при згинанні та ударну в’язкість композитів.

14. Cтухляк П.Д., Тотосько О. В., Золотий Р.З., Добротвор І.Г. Адгезійна міцність епоксидної матриці, модифікованої електроіскровим гідроударом // Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу - 2005”.-Дніпропетровськ: Наука і освіта.-2005.-Т.9.-С.46-48.

Особистий внесок полягає у проведенні досліджень з метою визначення впливу електроіскрового гідроудару на адгезійну міцність композитів.

15. Тотосько О. Вплив на адгезійну міцність попередньої обробки композиту електроіскровим гідроударом //Вісник ТДТУ.-2005.-T.10, №4.-С.51-57.

16. Cтухляк П.Д., Золотий Р.З., Тотосько О. В., Левицький В.В. До питання модифікації методики дослідження параметрів поверхневих шарів // 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.

Особистий внесок полягає у дослідженнях параметрів поверневих шарів, а також – у обробці даних експерименту.