ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ВОДОСТОЙКОСТЬ КОМПОЗИЦИОННЫХ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ

АННОТАЦИЯ

В статье показано влияние наполнителей на водостойкость композиционных покрытий на основе эпоксидной смолы марки ЭД-20.

Показано, что снижение водопоглощения в наполненных композитах свидетельствует о формировании тканой сетчатой ​​структуры в процессе отверждения покрытия. При этом полимерные макромолекулы не позволяют молекулам воды проникать глубоко в полимер.

ABSTRACT

The article shows the influence of fillers on the water resistance of composite coatings based on epoxy resin grade ED-20.

It has been shown that a decrease in water absorption in filled composites indicates the formation of a woven mesh structure during the curing process of the coating. At the same time, polymer macromolecules do not allow water molecules to penetrate deep into the polymer.

Ключевые слова: композиционные материалы, покрытия, наполнителя, водопоглощение, отверждение.

Keywords:  composite materials, coatings, fillers, water absorption, curing.

Введение. В последние годы особое внимание уделяется повышению эффективности использования сельскохозяйственных земель, в том числе водосберегающим технологиям [1].

Повышая уровень механизации сельского хозяйства, ученые, строители и инженеры-механики используют такие ресурсы, как металл, горюче-смазочные материалы, такие ресурсы, как металл, горюче-смазочные материалы, такие ресурсы, как металл, горюче-смазочные материалы, капитал и труд, которые выполняют агротехнических операций, указанных в технологических картах возделывания сельскохозяйственных культур, как указано в технологических картах возделывания сельскохозяйственных культур, большое внимание уделяют разработке новых моделей экономичных, высокопроизводительных тракторов и сельскохозяйственных машин [2].

Отсутствие органических растворителей в композиционных полимерных материалах не только расширяет область их применения, но и улучшает санитарные условия, что снижает потребность в вентиляции и снижает затраты. Использование полимеров позволяет получать новые качественные химически стойкие покрытия с высокими физико-механическими свойствами [3].

В последнее время достигнуты определенные результаты в защите от коррозии оборудования, используемого при добыче воды и орошении сельскохозяйственных культур.  В связи с этим большое значение имеет проведение научных исследований по созданию антикоррозионных композиционных полимерных материалов и покрытий на их основе, защищающих оборудование от коррозии, что обеспечивает экономию воды при поливе сельскохозяйственных культур. 

Поэтому целью данного исследования является разработка и исследование влияние наполнителей на водостойкость композиционных антикоррозионных полимерных покрытий для оборудований сельскохозяйственных культур.

Материалы и методика исследования. Объектами исследования являются эпоксидная смола марки ЭД- 20 (ГОСТ 10587-84) (связующий), наполнители железный порошок, каолин, графит, стекловолокно, в качестве отвердителя моноэтаноламин (МЭА), в качестве пластификатора госсиполовую смолу (ГС) (отход масложирового комбината).

Методика получения композиционного материала проводили следующим образом. Отвешивается необходимое количество эпоксидной смолы и нагревается до 60-80⁰С или выдерживается в вакуум-шкафу в течение 30-40 минут для удаления воздушных пузырьков из массы полимера.  При постоянном перемешивании добавляют (15 мас. ч. от веса полимера) пластификатор (госсиполовая смола) при температуре 40-60⁰С. Время смешивания 6-8 минут. К жидкой смеси добавляют  наполнитель и вновь смешивают в течение 6-8 минут (до получения однородной массы).  Отвердитель моноэтаноламин (МЭА) добавляют перед нанесением на поверхность металла.

В таблице приведены характеристики исходных образцов.

Таблица

Характеристика исходных образцов

Определение влагопоглощения пленкой на подложке (ГОСТ 465-080.) Метод основан на способности пленки на подложке сорбировать воду. Влагопоглощение определяется количеством воды, сорбированной пленкой при заданной температуре, и выражается в процентах или массой сорбированной воды, отнесенной к единице массы пленки. Пластины из алюминиевой фольги размером 50х50х0,2 мм (не менее 3) протирают тканью смоченной ацетоном; в середине верхней части [4].

Результаты и обсуждение. Как известно, одним из требований к защитным материалам, особенно к оросительному оборудованию для сельскохозяйственного орошения, является водостойкость. При этом он не должен со временем менять свои первоначальные свойства. На рисунке представлена водостойкость покрытий, наполненных различными сетчатыми наполнителями, за период в один год. При этом снижение водопоглощения в наполненных композициях свидетельствует о том, что в процессе отверждения покрытия формируется тканая сетчатая структура. Полимерные макромолекулы не позволяют молекулам воды проникать глубоко в полимер. Как видно из кривых рисунка, водопоглощение образцов монотонно увеличивается через 3 месяца, а затем остается неизменным через 360 дней.

Рисунок. Изменение водопоглощения образцов 1-5 композиционного полимерного покрытия с течением времени

Как показывают результаты максимальное водопоглощение наблюдается в период 100 суток.

Основной проблемой труб, изготовленных из металла, является коррозия. Проявление коррозии снижает срок службы труб, в результате прорыва происходит утечка воды. Кроме того, из-за коррозии внутри труб появляются шероховатости, и как следствие, снижается напор потока воды. Коррозия вызывает дефекты не только внутренней части труб, но и внешней. Внешняя коррозия водопроводных труб возникает при установке труб в землю. При этом теплоизоляционные покрытия применяют для получения электрохимических, биокоррозионных и под воздействием указанных токов происходит коррозия.  

Разработанные авторами покрытия позволяют решить эту проблему. Таким образом, наиболее распространенным методом защиты от коррозии оросительных труб является нанесение на защищаемую поверхность полимерных композиций путем окраски или напыления. Для устройства композиционных покрытий часто используют лакокрасочные материалы, представляющие собой дисперсии пленкообразующих полимеров или сополимеров с водой в качестве дисперсионной среды (латексные краски). В качестве пленкообразующих компонентов желательно использовать покрытие на эпоксидной основе.

 Список литературы:

1. Қишлоқ хўжалигида сувни тежайдиган технологияларни жорий этишни янада такомиллаштириш чора-тадбирлари тўғрисида. Ўзбекистон Республикаси Президентининг қарори, 01.03.2022 йилдаги ПҚ-144-сон. URL: https://lex.uz/uz/docs/5884584 (дата обращения 26.06.2024).
2. А. Ибрагимов. Агрокластерлар ва фермерлар учун ресурстежамкор қишлоқ хўжалиги машиналарини ишлаб чиқиш //Юқори самарали қишлоқ хўжалик машиналарини яратиш ва техника воситаларидан фойдаланиш даражасини оширишнинг инновацион ечимлари халқаро илмий-техник конференцияси илмий мақолалар тўплами 29.09.2023, Гулбаҳор – 2023,11-13б.
3. Защита металлических водопроводных труб от коррозии. URL: https://trubozaschita.ru/zashhita-metallicheskix-vodoprovodnyix-trub-ot-korrozii (дата обращения 26.06.2024).
4. Карякина М.И. Испытание лакокрасочных материалов и покрытий. – М.: Химия, 1988. – 272с.