ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАПОЛНЕННЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫМИ ИНГРЕДИЕНТАМИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены результаты исследований физико-механических свойств коррозионностойких эпоксидных композиционных полимерных покрытий, наполненных органоминеральними ингредиентами. Установлено, что адгезинная прочность, микротвордость, разрывная прочность, прочность на изгиб и прочность на сжатие, завися от содержания напелнителей, в частности дисульфида молибдена, сурика, свинца, цемента, цинкового порошка, алюминиевой пудры, железного порошока, графита, слюды и талька, имееют экстремальный характер, проходя через максимум.

Самое высокое значение адгезионной прочности, микротвердости, прочности на разрыв, прочности на изгиб и прочности на сжатие покровной пленки эпоксидных покрытий имеют наполненные дисульфидом молибдена, наименьшее значение адгезионной прочности, микротвердости прочности на разрыв, на изгиб и на сжатие эпоксидной у покровной пленки наблюдается у наполненных тальком. Остальные эпоксидные покрытия, наполненные свинцом, цементом, цинковым порошком, алюминиевой пудрой, железным порошковом, графитом, слюдой, значение их физико-механических свойств находится посередине.

Анализируя результаты исследований можно отметить, что максимальное значение адгезионной прочности, микротвердости, прочности на разрыв, прочности на изгиб и прочности на сжатие наполненных композиционных эпоксидных покрытий, кроме железного порошка, находится в пределах 15-20 масс.ч., а значение указанных свойств у покрытий с железным порошком в пределах при 150-200 масс.ч.

ABSTRACT

This article presents the results of studies of the most important physical and mechanical properties of corrosion-resistant epoxy composite polymer coatings filled with organomineral ingredients. It has been established that the high fez strength, micro-hardness, tensile strength, bending strength and compressive strength from the contents of the filler-molybdenum disulfide, meerkat, lead, cement, zinc powder, aluminum powder, iron powder, graphite, mica and talc have an extreme character passing through the maximum.

The highest values of adhesive strength, microhardness, tensile strength, bending strength, and compressive strength of epoxy coating coating films are filled with molybdenum disulfide, the lowest values of adhesive strength, microhardness of tensile strength, bending strength and compressive strength of epoxy coating film are observed filled with talc. The remaining epoxy coatings filled with meerkat, lead, cement, zinc powder, aluminum powder, iron powder, graphite, mica, the value of physical and mechanical properties is in the middle.

Analyzing the research results, it can be noted that the maximum value of adhesive strength, microhardness, tensile strength, bending strength and compressive strength of filled composite epoxy coatings is within the limits, except for iron powder 15-20 wt.h., and the value of these properties for iron powder coatings at 150-200 wt.h. of the latter.

Ключевые слова: эпоксидная смола, дисульфид молибден, свинец, цемент, цинковый порошок, алюминиевая пудра, железный порошок, графит, слюда, тальк, полиэтилполиамин, дибутилфталат, газоконденсанты, адгезия, микротвердость.

Keywords: Epoxy resin, molybdenum disulfide, meerkat, lead, cement, zinc powder, aluminum powder, iron powder, graphite, mica, talc, polyethyl polyamine, dibutyl phthalate, gas condensants, adhesion, microhardness.

Введение. В миром масштабе, в том числе в Узбекистане, антикоррозионные композиционные полимерные материалы и покрытия на основе эпоксидных смол для рабочих органов машин и механизмов с использованием различных эмалей, красок, мастик, растворов полимеров, а также органоминеральных ингредиентов эффективно используются для их защиты, где особое внимание уделяется применению местного сырья в качестве наполнителей при производстве композиционных полимерных покрытий[1-4].

Однако из анализа современных литературных источников и существующих работ, следует отметить, что вопросы повышения работоспособности и долговечности деталей сельскохозяйственных машин, механизмов и оборудований путем разработки и применения в их рабочих органах композиционных полимерных материалов и покрытий на их основе, обладающих высокими физико-механическими и коррозионно-механически-стойкими свойствами, недостаточно решены. Это связано со сложностями, связанными с комплексным изучением физико-механических и антикоррозионных свойств композиционных полимерных материалов и покрытий из них, работающих в агрессивных средах сельскохозяйственных машин и механизмов.

В этом аспекте разработка эффективных составов и получение антикоррозионных композиционных полимерных материалов и покрытий на их основе, эксплуатирующийся в условиях агрессивно-механических воздействий, является особо актуальным.

Целью исследования является исследование важнейших физико-механических свойств антикоррозионных композиционных полимерных материалов и покрытий на их основе, наполненных органоминеральными ингредиентами, для применения в рабочих органах сельскохозяйственных машин и автомобилей для защиты от коррозионно-механических воздействий.

Объекты исследования: в качестве объектов исследования были выбраны полимерные связующие на основе эпоксидной смолы ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, дисульфида молибдена, сурик, свинца, цемента, цинкового порошка, алюминиевой пудры, железного порошка, графита, слюды, талька. В качестве отвердителя - полиэтилполиамин (ПЭПА), а в качестве пластификатора дибутилфталат (ДБФ). В качестве агрессивных сред использованы газоконденсанты и бензин марки А80.

Результаты исследований и их анализ. При исследовании коррозионностойких свойств, то есть химического сопротивления исходных и наполненных композиционных эпоксидных полимерных материалов, применяемых в качестве покрытия, важным критерием оценки их химической стойкости принимают изменение физико-механических свойств в условиях воздействия в агрессивных средах для применения полимерных покрытий в рабочих органах сельскохозяйственных машин и механизмов и автомобилей. Основными физико-механическими свойствами являются адгезионная прочность, микротвердость, прочность на изгиб и сжатие. Особенно эффективно применение этих критериев при оценке защитных коррозионностойких свойств исходных и композиционных полимерных покрытий, так как адгезия, микротвердость, прочность на изгиб и сжатие являются комплексной оценкой целого ряда эксплуатационных свойств, таких как диффузионная проницаемость, внутреннее напряжение, работоспособность и долговечность.

В связи с этим в данном параграфе приведены результаты исследований адгезионной прочности, микротвёрдости, прочности на разрыв, на изгиб и на сжатие покрытий эпоксидных композиций ЭД-20 с органоминеральными ингредиентами.

На рис. 1 приведена зависимость адгезионной прочности эпоксидных покрытий от содержания различных органоминеральных наполнителей.

тальк

Рисунок 1. Зависимость адгезионной прочности эпоксидных покрытий от содержания различных наполнителей.

Как видно из кривых рис. 1, адгезионная прочность эпоксидных покрытий с увеличением содержания наполнителей у всех рассмотренных наполнителей, в основном имеет экстремальный характер, проходя через максимум. Самую высокую адгезионную прочность имеют эпоксидные покрытия, наполненные дисульфидом молибдена 15-20 масс.ч., а низкие значения адгезионной прочности имеют эпоксидные покрытия, наполненные 15-20 масс.ч. тальком. Остальные эпоксидные покрытия, наполненные суриком, свинцовым, цементом, слюдой, по значению их адгезионной прочности находится в промежуточном состоянии.

На рис. 2 приведена зависимость микротвердости эпоксидного покрытия от содержания различных наполнителей.

сурти сницоний

Рисунок 2. Зависимость микротвердости эпоксидных покрытий от содержания различных наполнителей

Как видно из кривых рис. 2, микротвердость эпоксидных покрытий с увеличением содержания наполнителей у всех покрытий наполненных эпоксидных композиций, как и у адгезионной прочности, с увеличением содержания наполнителей микротвёрдость повышается и максимум наблюдается при содержании наполнителей в пределах 15-20 масс.ч.  В дальнейшем из кривых рисунка 2 видно, что максимальное значение микротвердости стабилизируются. Как и у адгезионной прочности, наибольшее значение микротвердости наблюдается у эпоксидных покрытий, наполненных дисульфидом молибдена, а наименьшие - наблюдается у эпоксидных покрытий, наполненных тальком. А у остальных наполненных эпоксидных покрытий значение микротвердости находится в промежуточном состоянии.

цемент

Рисунок 3. Зависимость прочности на разрыв эпоксидной покрывной пленки от содержания различных наполнителей

цинковый порошок

Рисунок 4. Зависимость прочности на изгиб эпоксидной покрывной пленки от содержания различных наполнителей

алюминий пудра

Рисунок 5. Зависимость прочности на сжатие эпоксидной покрывной пленки от содержания различных наполнителей

Зависимость прочности на разрыв, прочности на изгиб и прочности на сжатие от содержания органоминеральных наполнителей показаны на рисунках 3, 4 и 5. Из кривых рис. 3, 4 и 5 видно, что у всех рассмотренных эпоксидных покрытий прочностные свойства на разрыв, на изгиб и на сжатие с увеличением содержания наполнителей до определенного значения наполнителя увеличиваются, после чего или стабилизируются, или несколько снижаются. Так, высокие значения прочности на разрыв наблюдаются в пределах 25 масс.ч., а высокие значения прочности на изгиб наблюдаются в пределах 10-15 масс.ч., а высокие значение прочности на сжатие наблюдаются при 15-20 масс.ч. наполнителей.

Самые высокие значения прочности на разрыв прочности на изгиб, и прочности на сжатие покровные пленки эпоксидных покрытий имеют наполненные дисульфидом молибденом, наименьшие значения прочности на разрыв, на изгиб и на сжатие эпоксидной покровной пленки наблюдаются у наполненных тальком. Остальные эпоксидные покрытия, наполненные суриком, свинцом, цементом, цинковым порошком, алюминиевой пудрой, железным порошковом, графитом, слюдой значение их физико-механических свойств находятся посередине.

Анализируя результаты исследований, приводнённые на рис. 1, 2 и 3, 4, 5 можно отметить, что максимальное значение адгезионной прочности, микротвердости, прочности на разрыв, прочности на изгиб и прочности на сжатие наполненных композиционных эпоксидных покрытий находится в пределах 15-20 масс.ч., а значение указанных свойств у покрытий с железным порошком при 150-200 масс.ч.

Таким образом для разработки антикоррозионностойких композитных эпоксидных полимерных материалов и покрытий из них, эксплуатирующийся при взаимодействии с бензином, газоконсатом и другими нефтепродукциями, были выбраны следующие наполнители: дисульфид молибдена, железный порошок, цинковый порошок, алюминиевая пудра и графит.

Выводы. Исследованы коррозионностойкие свойства разработанных композиционных эпоксидных полимерных покрытий при обработке их в газоконсате и в бензине марки А80. Установлено, что все физико-механические свойства, адгезионная прочность, микротведость, прочность на изгиб и прочность на сжатие с увеличением времени обработки в газоконденсате и в бензине марки А80 имеет тенденцию монотонного снижение до 205 часов, а затем кривые стремятся к стабилизации.

Таким образом, необходимо отметить, что важнейшие физико-механические свойства наполненных композиционных эпоксидных полимерных покрытий, обработанные ускоренным методом в течение 300 часов в среде газокондесата и бензин марки А80 имеет в 1,5-2,0 раза больше, чем ненаполненных бинарными наполнителями. Высокие значения физико-механических свойств, являющихся критерием оценки коррозионностойкости созданных композиционных полимерных материалов и покрытий на их основе, обеспечивают им высокую работоспособность и долговечность в эксплуатационных условиях в агрессивной среде.

Список литературы:

1. Тищенко Г.П. Современные лакокрасочные материалы и технология их применения. М.: МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1987, 120 с.
2. Моисеев Ю.В., Заиков Т.Е. Химическая стойкость полимеров в агрессивных средах. М.: Химия, 1979, 245 с.
3. Белый В.А., Довягло В.А. и др. Полимерные покрытия. Минск, Наука и техника, 1976, 414 с.
4. Алибеков Р.С., Дюсебеков Б.Д., Ходжаев О.Ф. Модифицирование ржавчины с помощью антикоррозионных покрытий на основе госсиполовой смолы // Узб. хим. Журнал. -2001. -№ 5.-С. 18-20.
5. Негматов Ш.С., Каримов Н.Н., Гулямов Г. Возможности загорания хлопка-сырца при его взаимодействии с рабочими органами хлопковых машин // Композиционные материалы. - Ташкент, 2007.- № 1. – С.85-86.
6. Негматов С.С Технология получения полимерных покрытий- Ташкент, Узбекистан, 1975. -232 с.
7. Белий В.А. и др. Тонкослойные полимерные покрытия.- Минск: Наука и техника, 1976.-416 с
8. Зубов П. И., Структура и свойства полимерных покрытий. М.:Химия, 1982, 113с. Сухарева Л. А„ Воронков В. А., Зубов П, И. — Коллоид. ж., 1971, т. 33, с. 592.
9. Негматов, С. С., Масодиков, К. Х. У., Абед, Н. С., Улмасов, Т. У., Негматов, Ж. Н. У., Туляганова, В. С., ... & Мамасолиев, Э. М. (2023). Исследование влияния внутренних напряжений на долговечность полимерных и лакокрасочных материалов и возможности их понижения различными технологическими приемами с целью повышения срока службы получаемого покрытия. Universum: технические науки, (7-2 (112)), 5-11.
10. Юлдашев Н.Х. Разработка технологии получения антикорро­зионных покрытий на основе местного сырья. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ташкент. 2004.-С. 18.
11. Юлдашев Н.Х., Жуманиязов М.Ж., Дюсебеков Б.Д., Ходжаев О.Ф. Технология получения антикоррозионной композиции на основе местного сырья. // Журнал «Композиционные материалы». 2002. №3.-С.53- 54.
12. Soliyev Rustamjon Xakimjonovich, Imomnazarov Sarvar Qoviljanovich, Shotmonov Davron Samarbekovich. DEVELOPING EFFECTIVE COMPOSITIONS OF CERAMIC MASSES FOR THE PURCHASE OF SANITARY BUILDINGS ON THE BASIS OF LOCAL RAW MATERIALS WITH HIGH PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES. 2022/5/28.62-69с.
13.  Абдужалил Саттарович Полвонов, Давронбек Самарбекович Шотмонов, Нодиржон Абдужалил Угли Абдусаттаров. Теоретические предпосылки повышения долговечности постелей коренных подшипников в зависимости от теплопроводности соединений. 2019. 23-29с