Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
2 results
Search Results
Item Основи технологій одержання композитів на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Катрук, Діана Сергіївна; Левицький, Володимир Євстахович; Національний університет «Львівська політехніка»; Анісімов, Володимир Миколайович; Хром’як, Уляна ВолодимирівнаДисертаційна робота присвячена розробленню основ технологій одержання модифікованих композитів на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних та дрібнодисперсних наповнювачів з підвищеними міцнісними, теплофізичними, антикорозійними та адгезійними властивостями. У роботі виявлено чинники впливу на процес одержання та модифікування поліестерних матеріалів, їх морфологію та властивості залежно від вмісту модифікатора і дрібнодисперсного наповнювача. Розроблені модифіковані матеріали відзначаються збільшеними значеннями поверхневої твердості на 10 – 50 МПа, теплостійкості за Віка на 10 – 15 К і міцності адгезійних з’єднань на 5 %, а також пониженим значенням технологічної усадки на 10 – 15 %. Високонаповнені композити на основі поліестер-полівінілхлоридних зв’язних характеризуються підвищеними фізико-механічними (збільшення поверхневої твердості на 12 – 17 МПа, ударної в’язкості на 30 – 46 кДж/м2) та теплофізичними (теплостійкість за Віка становить 416 – 439 К) властивостями. Диссертационная работа посвящена разработке основ технологий получения модифицированных композитов на основе полиэфир-поливинилхлоридных связующих и мелкодисперсных наполнителей с повышенными прочностными, теплофизическими, антикоррозионными и адгезионными свойствами. В работе выявлены факторы влияния на процесс получения и модифицирования полиэфирных материалов, их морфологию и свойства в зависимости от содержания модификатора и мелкодисперсного наполнителя. Разработанные модифицированные материалы отмечаются увеличенными значениями поверхностной твердости на 10 – 50 МПа, теплостойкость по Вика на 10 – 15 К и прочности адгезионных соединений на 5 %, а также пониженным значением технологической усадки на 10 – 15 %. Высоконаполненные композиты на основе полиэфир-поливинилхлоридных связующих характеризируются повышенными физико-механическими (увеличение поверхностной твердости на 12 – 17 МПа, ударной вязкости на 30 – 46 кДж/м2) и теплофизическими (теплостойкость по Вика составляет 416 – 439 К) свойствами. The dissertation is devoted to solving an important scientific and technical problem, namely, the development of technological principles for the production of composites based on modified polyester-polyvinyl chloride binders and fine-dispersed fillers with enhanced strength, thermophysical, anticorrosive and adhesion properties. An effective method for the modification of unsaturated polyester oligomers by polyvinyl chloride has been developed. It is based on increasing the technological compatibility of the components due to the partial dissolution and swelling of polyvinyl chloride macromolecules in styrene oligomer solution and diesterphtalate plasticizer, which made it possible to obtain high-tech matrices for polymeric composites with fine dispersed fillers. It has been found that the hardening of polyester compositions in the presence of PVC occurs inhomogeneously due to the stage of microgel formation. The introduction of polyvinyl chloride into a composition based on unsaturated polyester resins accelerates the process of gelling and reduces the time of microgel formation of the studied system. Polyester binders modified by polyvinyl chloride are characterized by values of surface hardness increased by 10 – 50 MPa, thermal conductivity according to Vicat apparatus by 10 – 15 K, and strength of adhesive compounds by 5 %, as well as values of technological shrinkage reduced by 10 – 15 %. On the basis of viscosimetric and thermometric investigations it was found that the nature of the metal-silicate filler greatly affects the process of structuring modified polyester resins. Modified polyester materials with Co-, Ba- and Cu-containing silicate fillers are characterized by increased values of surface hardness by 25 % and values of strength of adhesive compounds by 5 MPa. Modified polyester-polyvinyl chloride coatings based on Ni-containing silicate filler have the highest anticorrosive properties. The basics of technology for obtaining high-quality composite materials on the basis of polyester-polyvinyl chloride binders are developed. Polyester-polyvinyl chloride composites with inorganic fine-dispersed CaCO3 and Al2O3 as a filler are characterized by enhanced physical and mechanical properties (surface hardness of 12 – 17 MPa, impact strength of 30 – 46 kJ/m2) and thermophysical (thermal resistance for Vick is 416 – 439 K) characteristics. Along with the increased physical and mechanical characteristics, modified polyester composites with inorganic fine-dispersed filler are characterized by reduced values of technological shrinkage of the material, which allows predicting their use as sealants, impurities, as well as in the construction industry for the production of artificial stone, liquid floors, products made of polymer concrete. The basic technological scheme of the process of obtaining the high-level polyester-polyvinyl chloride composite is developed, the technological stages are grounded and the parameters of operating practices are chosen.Item Полімерні композиційні матеріали з підвищеною зносо- та абразивостійкістю на основі блок-кополіуретанів(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Анісімов, Володимир МиколайовичРозроблено науково обґрунтований підхід щодо створення нових композиційних матеріалів на основі блок-кополіуретанів (БПУ) триботехнічного призначення з заданим рівнем властивостей завдяки регулюванню параметрів структурної організації матеріалу. Методом перколяційного аналізу оцінено імовірність геометричних фазових переходів в залежності від вмісту жорсткої фази, визначено умови порогу перколяції для вивчених БПУ. Встановлено характерні точки вмісту жорстких блоків Рс1 і Рс2, які відповідають умовам геометричних фазових переходів, виявлено умови утворення геометричної фазової морфології з оптимальними параметрами (Рс1 ≤ Рс ≤ Рс2). Вивчено характер залежностей деформаційно-міцнісних, реологічних та триботехнічних властивостей полімерних композицій від співвідношення компонентів у суміші блок-кополіуретанів та у суміші БПУ з поліетиленом та полістиролом. Розроблено композити на основі БПУ з оптимальною фазовою морфологією: створені матеріали мають в 3-10 разів вищий рівень зносостійкості, в 2-3 рази менший коефіцієнт тертя, підвищену теплопровідність, знижену чутливість до напружень при деформації зсуву і розширений температурний інтервал переробки. Практичні розробки впроваджено в промислове виробництво. Разработан научно обоснованный подход к созданию новых композиционных материалов на основе блок-полиуретанов (БПУ) триботехнического назначения с заданным уровнем свойств путем регулирования параметров структурной организации материала. Методом перколяционного анализа проведена оценка вероятности геометрических фазовых переходов в зависимости от содержания жесткой фазы, определены условия порога перколяции для изученных БПУ. Установлены характерные точки содержания жестких блоков Рс1 и Рс2, которые отвечают условиям геометрических фазових переходов, выявлены условия образования геометрической фазовой морфологи с оптимальними параметрами (Рс1 ≤ Рс ≤ Рс2). Изучено физико-механические, реологические, триботехнические свойства полимерных смесей: полиуретановых блок-сополимеров с оптимальным содержанием жестких блоков на основе сложных олигогликолей; смесей БПУ на основе простого олигогликоля и смесей БПУ на основе простого и сложного олигогликолей в широком диапазоне концентраций. Установлен существенный рост уровня деформационно-прочностных показателей смеси при сохранении реологических и триботехнических свойств на удовлетворительном уровне. Исследованы механические, деформационные, триботехнические свойства смесей БПУ с полиэтиленами низкой и высокой плотности, а также сополимерами стирола. Установлено, что уровень свойств смесей блок-полиуретанов с полиэтиленом и полистиролом характеризуется повышением условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве с сохранением величины интенсивности изнашивания на удовлетворительном уровне. Для смесей БПУ с полиэтиленом и полистиролом установлено корреляцию между деформационными и триботехническими характеристиками. Максимальная износостойкость реализуется при повышении эластичности. Показано, что наполнение БПУ с оптимальной фазовой морфологией тонкодисперсным графитом, салицилатом меди, кубовыми остатками производства высших алифатических аминов, фторопластами марок Ф-4 и Ф-4НТД, полиэлектролитным комплексом на основе полиакрилата натрия и поливинилбензилтриметиламмонийхлорида, гранулированным мелкодис-персным металлическим порошком позволяет в 3–5 раз повысить износостойкость композиций в условиях трения без смазывания, снизить в 2–3 раза коэффициент трения, в 2 раза повысить коэффициент теплопроводности, уменьшить чувствительность к напряжениям при сдвиговых деформациях, а также расширить интервал температуры переработки. Установлены технологические параметры литья под давлением БПУ с оптимальной фазовой морфологией и разработанных на их основе композиционных материалов. Рекомендованные параметры позволили в реальных условиях продуктивно влиять на технологический процесс литья под давлением и получать качественные изделия из разработанных композитов. Рассмотрены способы моделирования напряженно-деформированного состояния вязко-упругих материалов на основе БПУ. Представлено методики аппроксимации экспериментальных данных и приведены примеры дальнейшего их использования при расчетах напряженно-деформированного состояния элементов машин. Получена математическая модель для расчетов температурных полей и напряжений с учетом вязко-упругих свойств материала. Промышленные испытания и внедрение деталей из разработанных композиционных материалов в узлах трения машин и механизмов в качестве направляючих скольжения, опор роликов, герметизаторов, элементов передаточних устройств подтвердили их высокую эффективность по сравнению с имеющимися аналогами. Экономический эффект получено за счет увеличения долговечности работы узлов трения, сокращения затрат на ремонтные и профилактические работы. A scientifically substantiated approach for obtaining new tribological composite materials based on block-polyurethanes (BPU) has been developed. The approach allows producing materials with preset properties through variations in their structural organisation. An analysis of geometrical phase transition probability depending on hard phase content is carried out through percolation prediction method. Conditions of percolation threshold for studied BPU are found. Characteristic points of hard blocks content Рс1 and Рс2, that correspond to conditions of geometrical phase transitions are found, conditions of geometrical phase morphology formation with optimal parameters (Рс1 ≤ Рс ≤ Рс2) are revealed. The dependence character of deformation-strength, rheological and tribological characteristics of polymer compositions on component correlation in block-polyurethane blends as well as BPU with polyethylene blend has been studied. Composites based on BPU with an optimal phase morphology have been found. The developed materials have 3-10 times increase of endurance, 2-3 times reduction of the coefficient of friction, an increase in thermal conductivity, reduction of their sensitivity to shear stress and processing temperature range. Practical results are implemented in industry.