ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ І АДГЕЗІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИТІВ, НАПОВНЕНИХ БІОГЕННИМ МІКРОДИСПЕРНИМ НАПОВНЮВАЧЕМ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(109).20769Ключові слова:
епоксидна смола, покриття, адгезійна міцність, ІЧ-спектральний аналіз, залишкові напруження, характер руйнування адгезивуАнотація
У роботі досліджено вплив органічного біогенного лігноцелюлозного наповнювача, отриманого з відходів кавового виробництва, на адгезійні властивості та залишкові напруження епоксидних композитів. Актуальність дослідження зумовлена зростаючим інтересом до використання відновлюваної вторинної сировини як функціональних добавок для створення полімерних матеріалів. Адгезійну міцність при відриві та залишкові напруження визначали методом відриву згідно ASTM, а механізм міжфазової взаємодії аналізували на основі морфологічного аналізу поверхонь руйнування. Методом ІЧ-спектроскопії встановлено поліфункціональну природу наповнювача, обумовлену наявністю гідроксильних –OH (ν = 3425 см–1), карбонільних C=O (ν = 1655 см⁻¹) та ефірних (ν = 1057 см–1) C–O–C груп, що формують високу густину полярних центрів. Встановлено, що введення у епоксидний зв’язувач ЕД-20 наповнювача у кількості 0,50…1,00 мас.ч. забезпечує синергетичний ефект взаємодії інгредієнтів (водневих та дипольно-дипольних взаємодій), що приводить до переходу механізму руйнування з адгезійного в когезійний. За оптимального вмісту наповнювача (0,50…1,00 мас.ч.) адгезійна міцність підвищується з 24,4 МПа до 34,2 МПа, а залишкові напруження знижуються у два рази.
Посилання
Agnieszka Chowaniec-Michalak, Sławomir Czarnecki, Łukasz Sadowski, Aleksandra Królicka. Recycling of waste limestone powders for the cleaner production of epoxy coatings: Fundamental understanding of the mechanical and microstructural properties. Journal of Cleaner Production. 2022. 372, 133828.
Dobrosielska M., Dobrucka R., Brząkalski D., Gloc M., Rębiś J., Głowacka J., Kurzydłowski K.J., Przekop R.E. Methodological Aspects of Obtaining and Characterizing Composites Based on Biogenic Diatomaceous Silica and Epoxy Resins. Materials. 2021. 14. 4607.
Mohanty A.K., Wibowo A., Misra M, Drzal L.T. Effect of process engineering on the performance of natural fiber reinforced cellulose acetate biocomposites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2004. 35 (3). 363-370.
Faruk O., Bledzki A.K., Fink H.P., Sain M. Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000–2010. Progress in Polymer Science. 2012. 37 (11). 1552-1596.
Pickering K. L., Efendy M.G.A., Le T.M. A review of recent developments in natural fibre composites and their mechanical performance. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2016. 83. 98-112.
Sanjay M.R., et al. Utilization of agro-industrial waste in polymer composites: A review. J. Clean. Prod., 2018. 172. 566-581.
Deepak Gupta, Arun Kumar Chaudhary, Deepak Verma, et al. AHP-TOPSIS-based analysis for the wettability of agro-industrial waste particulates Bhimal fiber-reinforced epoxy bio-composites in different oil water environments. Green Chemistry Letters and Reviews. 2025. 18 (1).
Shamsuri A.A., Sumadin Z.A. Influence of Hydrophobicand Hydrophilic Mineral Fillers on Processing, Tensileand Impact Properties of LDPE/KCF Biocomposites. Compos. Commun. 2018. 9. 65-69.
Sapronov O.O., Dyadyura K., Vorobiov P.O., Sharanov V.D., Karpash M.O, Bishchak R.T., Hrebenyk L. Corrosion-Resistant Epoxy Coatings Filled with Nanoparticles of Vegetable Origin to Protect Water Vehicles. Journal of Nano- and Electronic Physics. 2023. 15 (5). 1-7.
Sapronov O., Buketov A., Kim B., Vorobiov P., Sapronova L. Increasing the Service Life of Marine Transport Using Heat-Resistant Polymer Nanocomposites. Materials. 2024. 17. 1503.
Buketov А.V., Sapronov О.О., Brailo М.V., Aleksenko V.L. Influence of the ultrasonic treatment on the mechanical and thermal properties of epoxy nanocomposites. Materials Science. 2014. 49 (5). 696-702.
Sapronov O.O., Demchenko V.L., Sharanov V.D., Danylenko D.O., Sapronova А.V., Sotsenko V.V., Vorobiov P.O., Yurenin K.Yu., Fostyk P.P.,
Banha M.М., Sytnyk І.О. Investigation of properties and structure of polymer coatings based on epoxy polymer and trimethoprim. Functional Materials. 2025. 32 (4). 578-585.
Vertuccio Luigi Calabrese, Elisa D'Angelo, Antonio Piccirillo, Anna Longo, Raffaele. FTIR Analysis of the Curing Behaviors of Bi‐Functional Epoxy Resin with Anhydride Based Hardener. Macromolecular Symposia. 2023. 411 (1).
Istebreq A. Saeedi, Thomas Andritsch and Alun S. Vaughan. On the dielectric behavior of amine and anhydride cured epoxy resins modified using multi-terminal epoxy functional network modifier. Polymers. 2019. 11. 1271.
Liang Li, Qili Wu, Shanjun Li, Peiyi Wu. Study of the Infrared Spectral Features of an Epoxy Curing Mechanism. Applied Spectroscopy. 2028. 62(10), 1129-1136).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі "Проблеми тертя та зношування":
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
