RU2661583C1 - Наномодифицированный эпоксидный композит - Google Patents
Наномодифицированный эпоксидный композит Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661583C1 RU2661583C1 RU2017121541A RU2017121541A RU2661583C1 RU 2661583 C1 RU2661583 C1 RU 2661583C1 RU 2017121541 A RU2017121541 A RU 2017121541A RU 2017121541 A RU2017121541 A RU 2017121541A RU 2661583 C1 RU2661583 C1 RU 2661583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanomodified
- epoxy
- filler
- nanomodifier
- epoxy resin
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N (1r,3as,4s,5ar,5br,7r,7ar,11ar,11br,13as,13br)-4,7-dihydroxy-3a,5a,5b,8,8,11a-hexamethyl-1-prop-1-en-2-yl-2,3,4,5,6,7,7a,10,11,11b,12,13,13a,13b-tetradecahydro-1h-cyclopenta[a]chrysen-9-one Chemical compound C([C@@]12C)CC(=O)C(C)(C)[C@@H]1[C@H](O)C[C@]([C@]1(C)C[C@@H]3O)(C)[C@@H]2CC[C@H]1[C@@H]1[C@]3(C)CC[C@H]1C(=C)C HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N 0.000 claims 1
- PFRGGOIBYLYVKM-UHFFFAOYSA-N 15alpha-hydroxylup-20(29)-en-3-one Natural products CC(=C)C1CCC2(C)CC(O)C3(C)C(CCC4C5(C)CCC(=O)C(C)(C)C5CCC34C)C12 PFRGGOIBYLYVKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- SOKRNBGSNZXYIO-UHFFFAOYSA-N Resinone Natural products CC(=C)C1CCC2(C)C(O)CC3(C)C(CCC4C5(C)CCC(=O)C(C)(C)C5CCC34C)C12 SOKRNBGSNZXYIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000011825 aerospace material Substances 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полимерным композитам и предназначено для изготовления теплозащитных покрытий корпусов гиперзвуковых летательных аппаратов. Наномодифицированный эпоксидный композит, включающий эпоксидную смолу, отвердитель, неорганический наполнитель и наночастицы оксида алюминия, или оксида циркония, и/или оксида иттрия в качестве наномодификатора, где в качестве наполнителя содержит кварцевую или кремнеземную ткань объемного переплетения, а наномодификатор выполнен в форме сфер, полученных методом испарения-конденсации, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: смола эпоксидная 100, отвердитель 10, наполнитель 60-65, сферические наночастицы Al2O3, или ZrO2, и/или Y2O3 17-22. Технический результат - обеспечение наномодифицированного эпоксидного композита, обладающего повышенными физико-механическими характеристиками и высокой эрозионной стойкостью. 3 пр., 1 ил.
Description
Изобретение относится к полимерным композитам и предназначено для использования в машиностроительной, строительной, авиационной и космической областях. Данный материал может применяться, например, для изготовления теплозащитных покрытий корпусов гиперзвуковых летательных аппаратов.
Хорошо известен нанонаполненный эпоксидный клей для структурных аэрокосмических материалов [Нанонаполненный эпоксидный клей для структурных аэрокосмических материалов. Vietri U., Guadagno L., Raimondo M. et al. // Compos. B: Eng. 2014. V. 61. N 5. P. 73-83]. Данный клеевой состав получают за счет введения углеродных наноструктурных материалов в эпоксидные клеи, что приводит к значительному повышению прочности клеевых соединений. Эффект наблюдается при массовой доле углеродного наполнителя 1,37-5,00% (мас.). Введение наноструктурного углеродного наполнителя действительно дает эффект улучшения механических характеристик изделия. Однако такие небольшие добавки углеродных материалов не приводят к увеличению термической и эрозионной стойкости материала в целом. Кроме того, углеродный материал обладает сравнительно высокой теплопроводностью и низкой температурой окисления в присутствии кислорода (около 600°С) при движении летательного аппарата (ЛА) в плотных слоях атмосферы.
Известны эпоксидные клеи, усиленные углеродными нанотрубками, и их механические свойства. [О механических свойствах эпоксидных клеев, усиленных углеродными нанотрубками. Wernik J.M., Meguid S.A. // Mater. And Des. 2014. V. 59. N 7. P. 19-32.] Экспериментальные наблюдения указывают на существование критической концентрации углеродных нанотрубок ~1,5% (мас.), при которой происходят значительные улучшения измеренных свойств. При превышении данной концентрации свойства начинают снижаться, до уровней ниже, чем для чистой эпоксидной смолы. Это происходит за счет агломерации углеродных нанотрубок при более высоких концентрациях и повышении вязкости клея. Кроме того, такие небольшие добавки углеродных материалов не приводят к увеличению термической и эрозионной стойкости материала в целом.
Из патента RU №2544691 «Термоотверждающая акриловая клеевая композиция», дата приоритета 15.10.2013 г., известна термоотверждаемая акриловая клеевая композиция, используемая в качестве связующего, содержащая диоксид кремния с размером частиц 10-500 нм. Данная композиция обладает высокими прочностными характеристиками. Однако такая композиция не может обеспечить необходимые эрозионные характеристики, теплостойкость композита в целом из-за сравнительно низкой температуры плавления оксида кремния (1600°С), особенно в случае использования частиц нанометрового диапазона.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является патент RU №2414492 «Полимерный нанокомпозит и способ его получения» (C08L 63/10, В82В 1/00, С09K 21/02), дата приоритета 07.10.2008 г., дата публикации 20.03.2011 г. Полимерный композит, согласно описанию, включает эпоксидную смолу, отвердитель, стеклосферы в количестве 1-16,5 мас. % и наномодификатор - нанопорошок оксида алюминия и оксида циркония и/или оксида иттрия в количестве 1-3 мас. %.
К недостаткам данного технического решения следует отнести следующее.
Для приготовления наномодификатора в виде нанопорошка выбран золь-гель синтез в варианте обратного соосаждения гидроксидов циркония и алюминия. Судя по описанию - это многостадийный процесс, включающий в себя большой набор варьируемых параметров, что затрудняет обеспечение воспроизводимости характеристик конечного продукта (дисперсность, состав, гомогенность). Кроме того, в результате золь-гель синтеза получают промежуточные продукты - гидроксиды циркония и алюминия, а сами оксиды можно получить в результате сушки и отжига гидрокидов при температуре 900°С. После этого дополнительно требуется произвести размол полученного материала для последующего использования в композите. Как известно, отжиг нанопорошков при таких температурах и последующий помол приводят к сильной агрегации наночастиц порошка, что существенно затрудняет равномерное распределение наночастиц по объему композита и снижает эффект от наномодификации полимера. Таким образом, указанный полимерный нанокомпозит не обладает достаточными прочностными и эластичными свойствами.
Задачей данного изобретения является создание наномодифицированного эпоксидного композита с повышенными физико-механическими характеристиками и высокой эрозионной стойкостью.
Поставленная задача достигается тем, что наномодифицированный эпоксидный композит включает 100 мас.ч. эпоксидной смолы, 10 мас.ч. отвердителя, 60-65 мас.ч. кварцевой или кремнеземной ткани объемного переплетения в качестве неорганического наполнителя, а также наномодификатор, состоящий из слабоагрегированных наночастиц Аl2О3, ZrO2 и/или Y2O3 в форме сфер в количестве 17-22 массовых частей на 100 массовых частей эпоксидной смолы.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие сущность изобретения.
Пример 1. В случае использования наномодифицированного композита для теплозащитного покрытия гиперзвуковых ракет, совершающих полет в плотных слоях атмосферы, вводят 20 массовых частей сферических наночастиц оксида алюминия средними размерами от 30 до 50 нм.
Для изготовления наномодифицированного эпоксидного связующего, в качестве основы, используется эпоксидная смола типа КДА или КДА-2 по ТУ 2225-661-11131395-2005. Отвешенное количество эпоксидной смолы загружается в смеситель и перемешивается при частоте вращения ротора 750 об/мин. При этом происходит разогрев смолы. Перемешивание производится до момента достижения температуры смолы, равной 35-40°С. Затем в смеситель, небольшими порциями по 50-100 г или равномерным потоком с помощью дозатора со скоростью не более 100 г/мин, вводят нанопорошок оксида алюминия в количестве 20 массовых частей по отношению к введенному количеству эпоксидной смолы (100 мас.ч.). Для изготовления связующего используются нанопорошки, состоящие из слабоагрегированных сферических частиц со средними размерами 30-50 нм. Такие порошки могут быть получены одним из известных физических методов испарения - конденсацией, например, методом электрического взрыва проволоки в смеси газообразных аргона и кислорода. При этом требуемая дисперсность нанопорошка достигается выбором условий электрического взрыва, таких как введенная в проволоку энергия и объемная концентрация кислорода в рабочем газе. Равномерное перемешивание компонентов смеси при скорости вращения ротора смесителя, равной 750 об/мин, производится в течение 1 часа. После окончания перемешивания полученную смесь сливают в специальную герметичную тару для отгрузки потребителю. Непосредственно перед началом изготовления теплозащитного покрытия корпуса ЛА в связующее вмешивают отвердитель типа ТЭАТ-1 ТУ 6-09-11-2119-93 в количестве 10 масс. частей по отношению к массе эпоксидной смолы, а затем наносят на армирующий наполнитель.
Согласно результатам испытаний, прочность и относительное удлинение материала растут в 1,5-2 раза (увеличение показателя прочности на сжатие: при t=20°С с 116,5 до 135,7 МПа, на 16,5%; при t=100°С с 32,5 до 52,7 МПа, на 62,5%; а при t=150°С с 11,3 до 28,7 МПа, на 153,7% соответственно).
Полимерная матрица на основе эпоксидных смол или эпоксиполиуретановых каучуков при воздействии на теплозащитное покрытие высоких температур (до 2500°K и выше) деструктирует с образованием сравнительно низкотемпературных газовых продуктов, выделяемых через армирующий материал и пористый твердый остаток, составляющий около 20% от массы матрицы, в пограничный слой, обтекающего корпус ЛА высокотемпературного газа, что приводит к частичному блокированию теплового потока, распространяющегося внутрь корпуса ЛА. Армирующий наполнитель объемного переплетения из тугоплавких кварцевых или кремнеземных волокон сохраняет структуру композита при внешнем тепловом воздействии до соответствующих температур плавления. При температурах плавления наполнителей происходит их активное испарение, что значительно снижает тепловой поток к поверхности ЛА. По результатам стендовых испытаний введение 20 массовых частей нанопорошка тугоплавкого оксида алюминия (Тпл=2050°С), равномерно распределенного в матрице покрытия, приводит к увеличению эрозионной стойкости теплозащитного покрытия в 2 раза.
Таким образом, использование наномодифицированного эпоксидного композита в качестве теплозащитного покрытия обеспечивает повышенный уровень тепловой защиты планера гиперзвуковых ЛА практически без увеличения массово-габаритных характеристик тепловой защиты изделий.
Примеры №2-3. Данные примеры отличаются от вышеуказанного тем, что для изготовления композита использованы пограничные значения содержания наномодификатора.
При введении в эпоксидную смолу 10 мас.ч. сферических наночастиц механическая прочность на разрыв практически не изменяется (Фиг. 1(A)) при любом способе смешения. Введение 20 мас.ч. наномодификатора увеличивает разрывную прочность более чем в 1.5 раза, причем это наблюдается как для композиций, полученных смешением в диссольвере, так и для композиций после ультразвуковой обработки (УЗО). Таким образом, введение 17 мас.ч. достаточно для увеличения физико-механических свойств. При большей степени наполнения способ приготовления композиции начинает оказывать существенное влияние. В случае композитов после УЗО при увеличении степени наполнения разрывная прочность существенно уменьшается, хотя по-прежнему превышает прочность индивидуальной смолы. Для композитов, смешанных на диссольвере, понижение прочности наблюдается в меньшей степени, и прочность композита превышает прочность смолы в 1.5 раза. Аналогичным образом проявляется влияние степени наполнения на относительное удлинение при разрыве (Фиг. 1(Б)). При этом введение наполнителя увеличивает относительное удлинение при разрыве, что не является типичным для наполненных композиций.
При дальнейшем увеличении наполнения значения разрывной прочности и относительное удлинения снижаются, то есть введение наномодификатора в количестве более 22 мас.ч. не обеспечивает сохранения полученных параметров, а также нецелесообразно экономически. Заявляемый наномодифицированный эпоксидный композит имеет повышенные физико-механические характеристики, например, прочность, эластичность и эрозионную стойкость.
Электронная просвечивающая микроскопия отвержденных образцов полученного связующего показала, что распределение сферических наночастиц оксида алюминия происходит равномерно по всему объему матрицы и агломерация наночастиц не наблюдается даже при увеличении содержания наполнителя вплоть до 40 массовых частей. Таким образом, изделия с композитом могут найти разнообразное применение, если варьировать различные наполнители и такое количество наномодификатора из интервала 15-40 мас.ч., которое обеспечивает требуемые свойства конечного композиционного материала.
Claims (2)
- Наномодифицированный эпоксидный композит для изготовления теплозащитных покрытий корпусов гиперзвуковых летательных аппаратов, включающий эпоксидную смолу, отвердитель, неорганический наполнитель и наночастицы оксида алюминия, или оксида циркония, и/или оксида иттрия в качестве наномодификатора, отличающийся тем, что в качестве наполнителя содержит кварцевую или кремнеземную ткань объемного переплетения, а наномодификатор выполнен в форме сфер, полученных методом испарения-конденсации, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
-
смола эпоксидная 100 отвердитель 10 наполнитель 60-65 сферические наночастицы Al2O3, или ZrO2, и/или Y2O3 17-22
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121541A RU2661583C1 (ru) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Наномодифицированный эпоксидный композит |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121541A RU2661583C1 (ru) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Наномодифицированный эпоксидный композит |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2661583C1 true RU2661583C1 (ru) | 2018-07-17 |
Family
ID=62917150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121541A RU2661583C1 (ru) | 2017-06-19 | 2017-06-19 | Наномодифицированный эпоксидный композит |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2661583C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715842C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ получения лантанидсодержащего эпоксидного полимера |
| RU2730319C1 (ru) * | 2019-08-26 | 2020-08-21 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы |
| RU2806117C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-10-26 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Наномодифицированное полиуретановое связующее |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2414492C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2011-03-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Полимерный нанокомпозит и способ его получения |
| RU2430119C2 (ru) * | 2006-05-24 | 2011-09-27 | Оксетик Текнолоджиз Лимитед | Композитный материал |
| EP2947122A1 (en) * | 2013-01-15 | 2015-11-25 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resin composition, prepreg, laminate, metal foil-clad laminate, and printed wiring board |
-
2017
- 2017-06-19 RU RU2017121541A patent/RU2661583C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2430119C2 (ru) * | 2006-05-24 | 2011-09-27 | Оксетик Текнолоджиз Лимитед | Композитный материал |
| RU2414492C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2011-03-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Полимерный нанокомпозит и способ его получения |
| EP2947122A1 (en) * | 2013-01-15 | 2015-11-25 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Resin composition, prepreg, laminate, metal foil-clad laminate, and printed wiring board |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| ДОНЕЦКИЙ К.И. И ДР. Объемные текстильные преформы, используемые для изготовления полимерных композиционных материалов. Труды ВИАМ, 2015, N 9, с. 77-85. * |
| С.А. КОЙТОВ И ДР. Исследование теплоемкости, теплопроводности гетерофазных композиционных теплозащитных материалов с непрерывной полимерной фазой, Вестник ЮУрГУ, N12, 2012, сс. 182-186. * |
| С.А.КОЙТОВ И ДР. Разработка наноструктурированного полимерного композиционного материала, армированного тугоплавким наполнителем. Вестник концерна ПВО "Алмаз-Антей", N1(9), 2013, cc. 64-69. * |
| С.А.КОЙТОВ И ДР. Разработка наноструктурированного полимерного композиционного материала, армированного тугоплавким наполнителем. Вестник концерна ПВО "Алмаз-Антей", N1(9), 2013, cc. 64-69. С.А. КОЙТОВ И ДР. Исследование теплоемкости, теплопроводности гетерофазных композиционных теплозащитных материалов с непрерывной полимерной фазой, Вестник ЮУрГУ, N12, 2012, сс. 182-186. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2730319C1 (ru) * | 2019-08-26 | 2020-08-21 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы |
| RU2715842C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ получения лантанидсодержащего эпоксидного полимера |
| RU2806117C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-10-26 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Наномодифицированное полиуретановое связующее |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Radford | The mechanical properties of an epoxy resin with a second phase dispersion | |
| Ahmad et al. | Effect of particle shape of silica mineral on the properties of epoxy composites | |
| Yang et al. | Matrix modification with silane coupling agent for carbon fiber reinforced epoxy composites | |
| Zotti et al. | Effect of sepiolite filler on mechanical behaviour of a bisphenol A-based epoxy system | |
| Guo et al. | One-pot synthesis of bimodal silica nanospheres and their effects on the rheological and thermal–mechanical properties of silica–epoxy composites | |
| RU2661583C1 (ru) | Наномодифицированный эпоксидный композит | |
| Constantinescu et al. | Mechanical properties of epoxy nanocomposites reinforced with functionalized silica nanoparticles | |
| Cosmoiu et al. | Influence of filler dispersion on the mechanical properties of nanocomposites | |
| Mohanty | Investigation of physical, flexural, and dynamic mechanical properties of alumina and graphene nanoplatelets filled epoxy nanocomposites. | |
| Zhang et al. | Reinforcement of natural rubber latex with silica modified by cerium oxide: preparation and properties | |
| Sagar et al. | Investigation of mechanical, thermal and electrical parameters of gel combustion-derived cubic zirconia/epoxy resin composites for high-voltage insulation | |
| Prolongo et al. | Rheological behaviour of nanoreinforced epoxy adhesives of low electrical resistivity for joining carbon fiber/epoxy laminates | |
| Bondioli et al. | Preparation and characterization of epoxy resins filled with submicron spherical zirconia particles | |
| Yan et al. | Preparation and characterization of fibrous sepiolite modified silane coupling agent/fluororubber nanocomposite | |
| Fathalian et al. | Effect of nanosilica on the mechanical and thermal properties of carbon fiber/polycarbonate laminates | |
| Gunyaev et al. | Modification of construction carbon-reinforced plastics with carbon nanoparticles | |
| Ribeiro et al. | Fire reaction and mechanical performance analyses of polymer concrete materials modified with micro and nano alumina particles | |
| Jia et al. | Highly moisture-resistant epoxy composites: an approach based on liquid nano-reinforcement containing well-dispersed activated montmorillonite | |
| Kurahatti et al. | Mechanical and tribological behaviour of epoxy reinforced with nano Al2O3 particles | |
| RU2587454C2 (ru) | Наномодифицированный эпоксидный сферопластик | |
| Irekti et al. | Rheological study of composite materials based on thermosetting matrix and fillers mineral | |
| Constantinescu et al. | Behaviour of epoxy silica nanocomposites under static and creep loading | |
| Cosmoiu et al. | Advances on the Manufacturing Process of Nanocomposites with MWNT and Nanopowders | |
| Wang et al. | Effect of modified sepiolite nanofibers and hollow glass microspheres on performance of rigid polyurethane foams composite materials | |
| Vaganov et al. | Effect of montmorillonite on the structure and properties of powder epoxy compounds for polymeric coatings |