В эксперименте были использованы модифицированные многослойные углеродные нанотрубки (УМНТ), синтезированные, модифицированные и диспергированные в раствор нефраса в Российском новом университете (ООО НПП «Центр нанотехнологий»), г.Москва.
Модифицированные многослойные углеродные нанотрубки были выделены из раствора, высушены и в виде порошка введены в различные клеевые композиции.
1. Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя ПЭПА (полиэтиленполиамины).
В эксперименте были использованы промышленные продукты завода имени Я.М.Свердлова, г.Дзержинск, Нижегородской области.
Разрывная нагрузка определена на базе пластинок толщиной 0,5 х 5 х 100 мм. Ударная прочность на квадратных пластинках толщиной 0,5 мм и размером 20 х 20 мм. При формировании пластинок использовался разделительный слой на базе пчелинного воска, парафина в уайт-спирите. Для исследования прочности на сдвиг толщина клеевого слоя составляла 2мм.
|
№ п/п |
Состав клеевой композиции, масс,% |
Разрывная нагрузка, кгс/мм2 |
Относительное удлинение, отн.%. |
Ударная прочность, Дж. |
Прочность на сдвиг, Н/мм2. |
Прочность на отрыв при скорости отрыва 150 мм/мин. |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 1 суток после нанесения |
||||||
|
1 |
ЭД-20 - 90,0 ПЭПА -10,0 |
55,0 |
не определялось |
12,0 |
8,5 |
25,3 |
|
2 |
ЭД-20 - 89,5 ПЭПА – 10,5 УМНТ- 0,5 |
58,0 |
не определялось |
16,8 |
16,3 |
38,4 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 7 суток после нанесения |
||||||
|
3 |
ЭД-20 - 90,0 ПЭПА -10,0 |
59,5 |
не определялось |
14,0 |
9,5 |
29,2 |
|
4 |
ЭД-20 - 89,5 ПЭПА – 10,5 УМНТ -0,5 |
64,9 |
не определялось |
20,7 |
18,0 |
41,2 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 30 суток после нанесения |
||||||
|
5 |
ЭД-20 - 90,0 ПЭПА -10,0 |
61,8 |
не определялось |
14,3 |
9,7 |
29,9 |
|
6 |
ЭД-20 - 89,5 ПЭПА – 10,5 УМНТ – 0,5 |
94,5 |
не определялось |
22,0 |
18,5 |
43,1 |
2. Клеевая композиция на основе полиэфирной смолы ПН-51 и отвердителя Butanox M50.
В испытаниях использованы продукты ОАО «Пермские полиэфиры», г.Пермь.
Разрывная нагрузка определена на базе пластинок толщиной 0,5 х 5 х 100 мм. Ударная прочность на квадратных пластинках толщиной 0,5 мм и размером 20 х 20 мм. При формировании пластинок использовался разделительный слой на базе пчелинного воска, парафина в уайт-спирите. Для исследования прочности на сдвиг толщина клеевого слоя составляла 2мм.
|
№ п/п |
Состав клеевой композиции |
Разрывная нагрузка, кгс/мм2 |
Относительное удлинение, отн.%. |
Ударная прочность, Дж. |
Прочность на сдвиг, Н/мм2. |
Прочность на отрыв при скорости отрыва 150 мм/мин. |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 1 суток после нанесения |
||||||
|
1 |
ПН-51 -99,0 Бутанокс -1,0 |
110,0 |
62,0 |
18,0 |
11,5 |
38,0 |
|
2 |
ПН-51 -98,5 Бутанокс – 1,0 УМНТ – 0,5 |
138,0 |
57,0 |
21,0 |
19,6 |
52,0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 7 суток после нанесения |
||||||
|
3 |
ПН-51 - 99,0 Бутанокс – 1,0 |
118,0 |
60,0 |
20,0 |
12,8 |
41,0 |
|
4 |
ПН-51 - 98,5 Бутанокс – 1,0 УМНТ – 0,5 |
144,0 |
55,0 |
26,0 |
24,0 |
55,0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 30 суток после нанесения |
||||||
|
5 |
ПН-51 - 99,0 Бутанокс – 1,0 |
121,0 |
60,0 |
20,0 |
13,0 |
42,0 |
|
6 |
ПН-51 - 98,5 Бутанокс – 1,0 УМНТ – 0,5 |
152,0 |
54,0 |
26,5 |
29,0 |
58,0 |
3. Клеевая композиция на основе клея 88 СА.
В испытаниях была использована типовая рецептура клея 88 СА:
|
№ п/п |
Состав клеевой композиции |
Разрывная нагрузка, кгс/см2 |
Относительное удлинение, отн.%. |
Ударная прочность, Дж. |
Прочность на сдвиг, Н/мм2. |
Прочность на отрыв при скорости отрыва 150 мм/мин. |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 1 суток после нанесения |
||||||
|
1 |
клей 88 СА |
98,0 |
112.0 |
не определялось |
1,6 |
12.5 |
|
2 |
клей 88 СА УМНТ – 0,5 |
116,0 |
105.0 |
не определялось |
2.2 |
16.0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 7 суток после нанесения |
||||||
|
3 |
клей 88 СА |
110,0 |
106.0 |
не определялось |
1.8 |
14.0 |
|
4 |
клей 88 СА УМНТ – 0,5 |
128,0 |
99.0 |
не определялось |
2.4 |
18.0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 30 суток после нанесения |
||||||
|
5 |
клей 88 СА |
112,0 |
103.0 |
не определялось |
1.8 |
15.0 |
|
6 |
клей 88 СА УМНТ – 0,5 |
142,0 |
91.0 |
не определялось |
2.7 |
24.0 |
4. Клеевая композиция на основе клея Terokat-2444.
Клеевая композиция Terokat-2444 относится к клеевым композициям на основе полихлоропренового каучука.
|
№ п/п |
Состав клеевой композиции |
Разрывная нагрузка, кгс/см2 |
Относительное удлинение, отн.%. |
Ударная прочность, Дж. |
Прочность на сдвиг, Н/мм2. |
Прочность на отрыв при скорости отрыва 150 мм/мин. |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 1 суток после нанесения |
||||||
|
1 |
клей Terokat-2444 90,0 нефрас 80/120 10,0 |
80,0 |
95,0 |
не определялось |
1,2 |
12.5 |
|
2 |
клей Terokat-2444 89,75 нефрас 80/120 10,0 УМНТ 0,25 |
93,0 |
89,0 |
не определялось |
1,6 |
16,0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 7 суток после нанесения |
||||||
|
3 |
клей Terokat-2444 90,0 нефрас 80/120 10,0 |
82,0 |
90,0 |
не определялось |
1,4 |
14,0 |
|
4 |
клей Terokat-2444 89,75 нефрас 80/120 10,0 УМНТ 0,25 |
98,0 |
84,0 |
не определялось |
2,2 |
24,0 |
|
Испытания после выдержки пленок и склеиваемых поверхностей в течение 30 суток после нанесения |
||||||
|
5 |
клей Terokat-2444 90,0 нефрас 80/120 10,0 |
97,5 |
89,0 |
не определялось |
1,4 |
15,0 |
|
6 |
клей Terokat-2444 89,75 нефрас 80/120 10,0 УМНТ 0,25 |
112,0 |
81,0 |
не определялось |
2,4 |
29,0 |
Заключение.
1. Введение углеродных нанотрубок в композиции эпоксидной и полиэфирной смол сопровождается существенным изменением в сторону повышения разрывной нагрузки отвержденных пленок самих смол, их ударной прочности, а также показателей прочности клеевых соединений на сдвиг и отрыв. Снижение относительного удлинения пленок клеевых композиций говорит о трехмерной структуризации клеевого соединения, причем для полного набора соответствующих показателей требуется около 7-8 суток.
2. Клеевые композиции на основе каучуков с введением углеродных нанотрубок характеризуются практически 1,5-2-х кратным повышением основных потребительских характеристик клеевых составов: прочности на сдвиг и отрыв.
3. Необходимы дополнительные разработки составов для определения оптимальной концентрации добавки углеродных нанотрубок.
Советник Генерального директора УКБМ
по.химическим вопросам к.х.н., доцент
подпись В.Л.Катаманов
МП