ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ И МИКРОТВЕРДОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ

INVESTIGATION OF THE ADHESIVE STRENGTH AND MICROHARDNESS OF THE DEVELOPED ANTICORROSIVE COMPOSITE EPOXY POLYMER COATINGS
Цитировать:
ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ И МИКРОТВЕРДОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Негматов С.С. [и др.]. 2024. 4(121). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/17398 (дата обращения: 16.07.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В статье показано влияние талька, свинцового сурика, цемента, цинкового порошка, алюминиевой пудры, железного порошка, сажи, графита, кварца и дисульфида молибдена на адгезионные прочность и микротвердость антикоррозионных полимерных покрытий. Приведены ряд эффективных состав и разработанных композиционных эпоксидных материалов. При этом самые высокие коррозионностойкие свойства как адгезионная прочность, так и микротвердость, имеют покрытия из эпоксидной композиции АК-ЭКП-6, а низкие имеют покрытия из эпоксидной композиции АК-ЭКП-1 (антикоррозионное эпоксидное композиционное покрытие).

ABSTRACT

The article shows the effect of talc, lead meerkat, cement, zinc powder, aluminum powder, iron powder, carbon black, graphite, quartz and molybdenum disulfide on the adhesive strength and microhardness of anticorrosive polymer coatings. A number of effective compositions and developed composite epoxy materials are given. At the same time, both the adhesive strength and the microhardness of the coating from the epoxy composition AK-EKP-6 have the highest corrosion-resistant properties, and the coatings from the epoxy composition AK-EKP-1 (anticorrosive epoxy composite coating) have the lowest.

 

Ключевые слова: антикоррозионные покрытия, композиционные материалы, наполнители, адгезионная прочность, микротвердость.

Keywords: anti-corrosion coating, composite materials, fillers, adhesive strength, microhardness

 

Введение. На сегодняшний день рабочие органы сельскохозяйственных машин и механизмов и оборудований металлургической промышленности выходят из строя из-за коррозионно-механических воздействий. Предотвращение коррозии в этих конструкциях - одна из важных задач.

Уникальные и разнообразные свойства полимерных материалов позволили применять их в различных отраслях промышленности, в частности для защиты металлов от коррозии машин и механизмов различного назначения [1-7].

В настоящее время накоплен большой опыт в исследовании физико-механических свойств и опыт по разработке и применению полимерных композиционных полимерных материалов в машиностроении и химической промышленности, в том числе и в антикоррозионной технике металлургической промышленности [6-13]. Oднако не все полимерные материалы достаточно отвечают их требованиям. В связи с этим актуальным является создание антикоррозионных композиционных полимерных покрытий, защищающих детали машин и оборудований от коррозионно-механических воздействий.

Объект и методики исследования Учитывая незначительную усадку, возможность холодного отверждения, хорошую химическую стойкость, адгезионной и механической прочности, доступности, технологичности (реакционная способность, низкая вязкость, возможность получения конструкций сложной конфигурации без использования специальных оборудований), нами для разработки эффективных антикоррозионных композиционных материалов в качестве объекта исследования были выбраны эпоксидные олигомеры ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10587-84),

Для снижения вязкости ЭД-16 был использован хлорсодержащий эпоксидный олигомер Э-181 (ТУ 6-05-1747-76). [5-6].

Для отверждения эпоксидиановых олигомеров нами были выбраны ПЭПА - смеси алифатических аминов холодного отверждения.

Для улучшения физико-механических и антикоррозионных свойств эпоксидных композиций нами были использованы в качестве наполнителей органоминеральные ингредиенты: тальк, свинцовый сурик, цемент, цинковый порошок, алюминиевая пудра, железный порошок, сажа, графит, кварц, слюда и дисульфид молебен. В качестве агрессивной среды использован автомобильный бензин А80. Для оценки конструкционных свойств разрабатываемых материалов были получены стандартные бруски и диски в соответствии ГОСТа.

Для определения основных физико-механических свойств металлополимерных соединений были получены свободные тонкие пленки и покрытия (400-450 мкм) на различных металлических подложках.

Помол наполнителей произведен в лабораторной мельнице М - 100 до постоянного остатка (не более 5%) на сите N 008 с использованием шариков 35, 45, 55 мм с одновременной загрузкой.

Химические свойства наполнителей определяли методом анализа силикатных и карбонатных пород.

Результаты исследований и их анализ. В работе в первую очередь были проведены контрольные исследования по изучению физико-механических свойств выбранных эпоксидных олигомеров ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, результаты которых приведены в таблицы 1

Таблица 1

Физико-химические свойства эпоксидиановых олигомеров

Свойства

ЭД-16

ЭД-20

ЭД-22

Содержание эпоксидных групп, %

 

16-18

19,9-22,0

22,1-23,5

Молекулярный вес

480-540

390-430

300

Время же латинизации с отверждением при 373К, с

3,0

4,0

6,0

Условная вязкость смолы с отверждением по шари­ ковому вискозиметре

20

10

10

 

На основе результатов исследований влияния органоминеральных наполнителей на физико-механические свойства эпоксидных полимеров нами разработан ряд антикоррозионных композиционных полимерных материалов, свойства и состав которых проведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2

Состав разработанных антикоррозионных композиционных эпоксидных полимерных материалов и покрытий из них для применения в деталях сельскохозяйственных машин

Компоненты

Содержание компонентов, масс.ч

АК-ЭКП- 1

АК-ЭКП -2

АК-ЭКП -3

АК-ЭКП -4

АК-ЭКП -5

АК-ЭКП -6

Эпоксидный

Олигомер ЭД-20

100

100

100

100

100

100

Полиэтиленполиамин

ПЭПА

10

12

14

16

18

20

Дибутилфталат-ДБФ

25

23

21

19

17

15

Дисульфид молибден

10

14

18

22

26

30

Железный порошок

20

40

60

80

100

150

Цинковый порошок

5

7

9

10

11

12

Алюминиевая пудра

15

-

10

-

5

-

Графит

10

-

10

-

-

5

Примечание: А-антикоррозионные, К-композиционные, П-покрытия, ЭК-эпоксидная композиция, П-покрытия.

Таблица 3

Свойства разработанных фурано-эпоксидно-сланцевых композиционных полимерных покрытий

Материал

 покрытия

Коэффициент трения, f

Уд.пов.эл.

сопр.Ом

Микротвердость Нм, МПА

1

АФЭКС-1

АФЭКС-2

АФЭКС-3

0.62÷0.31

0.60÷0.30

0.60÷0.29

7.3*109

9.1*108

9.4*107

178

183

186

2

АФЭКС-4

АФЭКС-5

АФЭКС-6

0.53÷0.29

0.49÷0.24

0.41÷0.22

6.4*109

2.4*108

7.3*107

162

169

174

Примечание: Испытания проводили при= 0.001-0.05 МПа и м/с. А-антикоррозионные; ФЭС-фурано-эпоксидно-сланцевые; К-композиционные.

 

Среди физико-механических свойств адгезионная прочность и микротвердость антикоррозионных композиционных эпоксидных полимерных материалов и покрытий из них являются важнейшими эксплуатационными коррозионностойкими характеристиками. В связи с этим в дальнейшем исследования по влиянию агрессивных сред газоконденсата и бензина марки А80 проводили на их адгезионную прочность и микротвердость, результаты которых приведены на рисунках 1 и 2.

 

Рисунок 1. Зависимость адгезионной прочности разработанных антикоррозионных композиционных эпоксидных полимерных покрытий от времени обработки в средах бензина марки А80 (⸺) и газоконденсате (---)

 

Рисунок 2. Зависимость микротвердости разработанных антикоррозионных композиционных эпоксидных полимерных покрытий от времени обработки в средах бензина марки А80 (⸺) и газоконденсате (---)

 

Как видно из рисунка 1 и 2, адгезионная прочность и микротвердость разработанных антикоррозионных композиционных эпоксидных полимерных покрытий с увеличением времени обработки в газоконденсате и в бензине марки А80 имеют тенденцию снижения до 250 час, а затем идет тенденция к стабилизации. При этом самые высокие коррозионностойкие свойства имеют как адгезионная прочность, так и микротвердость покрытия из эпоксидной композиции АК-ЭКП-6, а низкие - имеют покрытия из эпоксидной композиции АК-ЭКП-1(антикоррозионное эпоксидное композиционное покрытие). Остальные свойства эпоксидных покрытий находятся в промежуточном положении.

Выводы. Таким образом, учитывая, что коррозионностойкие свойства как ненаполненных полимерных, так и наполненных композиционных полимерных материалов зависят от их химического сопротивления, а химическое сопротивление, в свою очередь, в основном, зависит от физико-механических свойств полимерных и композиционных полимерных покрытий, особенно их адгезионная прочность и микротвердость.

Вышеприведенные свойства композиционных эпоксидных покрытий, обработанных в течение 300 часов в газоконденсате и бензине, имеют в 1,5-2,0 раза более высокие значения адгезионной прочности и микротвердости, чем ненаполненные эпоксидные композиции, что обеспечит высокую им работоспособность и долговечность в условиях агрессивной среды.


 

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
Информация об авторах

академик АН РУз, д-р. техн. наук, профессор, научный руководитель ГУП «Фан ва тараккиёт» (Наука и прогресс) Заслуженный деятель науки Республики Узбекистан, Академик Международной Академии Высший школы, почетный доктор наук института Механики Металлополимерных систем НАН Белоруссии, Узбекистан, г. Ташкент

Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Technical Sciences, Professor, Scientific Director of the State Unitary Enterprise "Fan va Tarakkiyot" (Science and Progress) Honored Scientist of the Republic of Uzbekistan, Academician of the International Academy of Higher School, Honorary Doctor of Sciences of the Institute of Mechanics of Metal-Polymer Systems of the National Academy of Sciences Belarus, Uzbekistan, Tashkent

старший преподаватель Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган

Senior Lecturer Namangan Engineering Construction Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan

д-р техн. наук, Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Namangan Engineering Construction Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan

докторант ГУП «Фан ва тараккиёт» Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctoral student of State Unitary Enterprise “Fan va Tarakkiyot” Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р философии по техн.наук, (PhD)  ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, (PhD) SUE "Fan va tarakkiyot", Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

докторант ГУП «Фан ва тараккиёт», Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctoral student of State Unitary Enterprise “Fan va Tarakkiyot”, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

старший преподаватель Наманганский инженерно-строительный институт, Республика Узбекистан, г. Наманган

Senior Lecturer Namangan Engineering Construction Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan

д-р.техн. наук, философии (PhD) ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of technical philosophy, SUE “Fan va tarakkiyot”, Tashkent state technical university, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р философии по техн.наук, (PhD) ГУП “Фан ва тараққиёт”, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, (PhD) SUE "Fan va tarakkiyot", Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top